組合結構設計原理

一、課程性質與目的
　　本課程是土木工程專業(yè)新增的一門選修專業(yè)基礎課，可為學習后續(xù)專業(yè)課的結構選型、結構設計提供理論基礎。組合結構是繼木結構、砌體結構、鋼筋混凝土結構及鋼結構之后發(fā)展起來的另一種結構型式，已被廣泛應用于土木工程各個領域之中。開設本課程的目的是為了開闊學生視野，訓練學生應用及研究新型結構的創(chuàng)新能力，使學生掌握組合結構的計算原理、設計方法，為今后設計組合結構和科學研究提供必要的基礎。

　　二、課程的基本要求
　　(一)組合結構概論
　　1．掌握組合結構體系的基本概念； 
　　2．掌握組合結構的型式及其特點；
　　3．了解組合結構的發(fā)展概況及應用；

　　(二)材料
　　1．熟練掌握鋼材的主要機械性能及影響因素；
　　2．熟練掌握混凝土的力學性能；
　　3．掌握連接件材料的力學性能；

　　(三)鋼與混凝土組合結構
　　1．壓型鋼板與混凝土組合樓板
　　(1)掌握組合樓板的基本概念和分類；
　　(2)掌握壓型鋼板的構造特點； 
　　(3)熟練掌握各類組合樓板的計算原理和設計方法；
　　(4)掌握組合樓板設計的構造要求和施工方法。

　　2．鋼與混凝土組合梁
　　(1)掌握組合梁的基本概念；
　　(2)熟練掌握組合梁的彈性、塑性分析理論及設計方法；
　　(3)掌握連續(xù)組合梁的特點及其彈性和塑性設計方法；
　　(4)熟練掌握組合梁抗剪連接件設計方法；
　　(5)掌握組合梁設計的一般構造要求和施工方法。

　　3．型鋼混凝土結構
　　(1)熟悉型鋼混凝土結構的特點及應用；
　　(2)熟練掌握型鋼混凝土梁、柱的計算理論和設計方法；
　　(3)掌握型鋼混凝土梁柱節(jié)點設計方法；
　　(4)掌握型鋼混凝土結構的一般構造要求和施工方法；
　　(5)了解型鋼混凝土結構的工程實例。 

　　4．鋼管混凝土結構 
　　(1)掌握鋼管混凝土結構的構造特點及應用范圍； 
　　(2)掌握鋼管混凝土的基本力學性能和工作原理；
　　(3)熟練掌握鋼管混凝土柱的極限分析理論和計算方法； 
　　(4)熟練掌握鋼管混凝土單肢柱、格構式柱的承載力計算方法；
　　(5)掌握鋼管混凝土結構的一般構造要求； 
　　(6)熟悉方鋼管混凝土結構的特點、力學性能和設計方法；
　　(7)了解鋼管混凝土結構的工程實例。

　　5．外包鋼混凝土結構
　　(1)熟悉外包鋼混凝土結構的特點及其應用；
　　(2)掌握外包鋼混凝土梁、柱的計算和設計方法；
　　(3)熟悉外包鋼混凝土結構接頭的設計方法和構造要求；
　　(4)了解外包鋼混凝土結構的工程實例。

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　三、課程教學基本內容
　　(一)組合結構概論
　　1．組合結構的基本概念；
　　2．組合結構的型式及其特點；
　　3．組合結構的發(fā)展概況；
　　4．組合結構的基本設計方法；組合結構的變形限制和混凝土裂縫寬度限值。

　　(二)材料
　　1．鋼材的拉伸、冷彎性能和韌性；影響鋼材性能的因素；
　　2．混凝土抗壓強度、變形模量、徐變及收縮等基本概念；
　　3．連接材料的分類、性能與強度設計。

　　(三)壓型鋼板與混凝土組合樓板
　　1．組合樓板的一般概念、分類及其發(fā)展概況；
　　2．壓型鋼板疊合面齒槽要求，壓型鋼板型號及允許偏差； 
　　3．壓型鋼板截面特征值的計算方法；受壓翼緣有效寬度的概念和計算方法；
　　4．各類組合樓板的計算原理和設計方法；
　　5．組合樓板設計的構造要求；組合樓板的施工方法。

　　(四)鋼與混凝土組合梁
　　1．組合梁的基本概念、分類及其發(fā)展概況； 
　　2．組合梁的基本性能與構造體系；
　　3．組合梁的彈性分析理論及設計方法； 
　　4．組合梁的塑性分析理論及設計方法； 
　　5．連續(xù)組合梁的發(fā)展概況及特點；連續(xù)組合梁的彈性和塑性設計方法；連續(xù)組合梁的斜截面設計方法；連續(xù)組合梁的裂縫及變形驗算；
　　6．組合梁抗剪連接件設計方法及構造要求；
　　7．組合梁設計的一般構造要求及施工方法。

　　(五)型鋼混凝土結構
　　1．型鋼混凝土結構的構造特點及應用；
　　2．型鋼混凝土梁正截面、斜截面的計算理論和設計方法；型鋼混凝土梁裂縫和變形的驗算；
　　3．型鋼混凝土柱正截面、斜截面的計算理論和設計方法；
　　4．型鋼混凝土梁柱節(jié)點的型式、構造要求及設計方法；
　　5．型鋼混凝土結構的一般構造要求及施工方法；
　　6．型鋼混凝土結構工程實例。

　　(六)鋼管混凝土結構
　　1．鋼管混凝土結構的一般概念、特點及應用范圍；
　　2．鋼管混凝土的基本力學性能；
　　3．鋼管混凝土的破壞機理和工作原理； 
　　4．鋼管混凝土的極限分析理論和極限承載力； 
　　5．鋼管混凝土單肢柱的承載力計算方法；
　　6．鋼管混凝土格構式柱的承載力計算方法；
　　7．鋼管混凝土局部受壓承載力計算方法；單、雙層鋼管混凝土的構造特點；
　　8．鋼管混凝土結構的一般構造要求及其施工方法；
　　9．方鋼管混凝土結構的特點、力學性能及設計方法；
　　10．鋼管混凝土結構工程實例。 

　　(七)外包鋼混凝土結構 
　　1．外包鋼混凝土結構的一般概念、特點、發(fā)展概況及其在工程中的應用；
　　2．外包鋼混凝土梁的正截面、斜截面承載力計算；裂縫與變形驗算；
　　3．外包鋼混凝土柱的正截面、斜截面承載力計算；
　　4．外包鋼混凝土結構節(jié)點設計方法與一般構造要求；
　　5．外包鋼混凝土結構廠房設計要求及方法；
　　6．外包鋼混凝土結構工程實例。

　　四、實驗內容
　　1．鋼與混凝土組合梁彎曲性能實驗；
　　2．鋼管混凝土短柱軸壓實驗。

　　五、前修課程要求
　　荷載與結構設計方法、混凝土結構設計原理、鋼結構設計原理