第一篇：武汉理工大学：钢结构设计原理 教学大纲
钢结构设计原理教学大纲
课程编号：
课程名称：钢结构设计原理/ Design Principle of Steel Structure
学时/学分：40/2
先修课程：《理论力学》 《材料力学》 《结构力学》
适用专业：土木工程 结构工程（工程力学）
开课学院（部）、系(教研室)：土木工程与建筑学院土木系 交通学院结构工程系
一、课程的性质与任务
本课程是土木工程专业的一门专业基础课。
本课程主要讲述钢结构的材料特性、钢结构的连接、钢结构基本构件的受力性能及其设计原理，其目的是使学生认识钢结构的特点、受力性能，掌握钢结构基本构件和连接的设计方法，为进行较复杂钢结构的设计和研究打下基础。
二、课程的教学内容、基本要求及学时分配
（一）教学内容
1、概述
钢结构的特点、应用范围和发展状态。
钢结构的组成结构形式：跨越结构，高耸结构。
钢结构的极限状态和概率极限状态法：极限状态，概率极限状态法，设计表达式。
2、钢结构的材料
钢结构对钢材的要求。
钢材的主要性能及其鉴定：单向拉伸性能，冷弯性能，冲击韧性，可焊性。
影响钢材性能的因素：化学成分，成材过程，冷加工硬化，温度，应力集中。
钢材的破坏形式：塑性破坏，脆性破坏。
钢材的疲劳：疲劳断裂的概念，疲劳曲线，疲劳验算方法。
建筑钢材的类别及钢材的选用：建筑钢材的类别及表示方法；钢材的选用原则；型钢的种类与规格。
3、构件的截面承载能力—强度
轴心受力构件：轴心受力构件的应用与截面形式；强度计算。
梁的类型和强度：梁的类型；梁的弯曲、剪切强度，梁的局部压应力和组合应力；梁的内力重分布和塑性设计。
拉弯和压弯构件：拉弯和压弯构件的应用与截面形式；强度计算。
4、单个构件的承载力—稳定性
稳定问题的一般特点：失稳类别，一阶和二阶分析，稳定极限承载力。
轴心受压构件的整体稳定性：纵向残余应力、构件初弯曲、荷载初偏心、杆端约束的影响；整体稳定计算（弯曲屈曲）；扭转屈曲和弯扭屈曲。
受弯构件（梁）的整体稳定性：梁的整体失稳现象、临界荷载；整体稳定系数；整体稳定性的保证。
压弯构件的整体稳定性：弯矩作用平面内的稳定性；弯矩作用平面外的稳定性。
板件的稳定和屈曲后强度的利用：轴心受压构件的板件稳定；受弯构件的板件稳定；压弯构件的板件稳定；板件屈曲后的强度利用。
5、整体结构中的压杆和压弯构件
桁架中压杆的计算长度：弦杆和单系腹杆、变内力杆件、交叉腹杆的计算长度。
框架稳定和框架柱的计算长度：框架的稳定问题；框架平面内柱的计算长度；框架平面外柱的计算长度。
6、钢结构的正常使用极限状态
结构或构件的正常使用极限状态：拉杆、压杆的刚度要求；梁和桁架的变形限制；钢框架的变形限制；振动的限制。
7、钢结构的连接和节点构造
钢结构对连接的要求及连接方法：焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接。
焊缝连接的特性：焊接方法、焊缝缺陷；焊缝连接型式与焊缝型式；焊缝代号。
对接焊缝的构造和计算：构造要求；计算方法。
角焊缝的构造和计算：角焊缝的构造和强度；计算的基本公式；常用连接方式的角焊缝计算。
普通螺栓连接的构造和计算：螺栓的排列和构造要求；受剪、受拉时的工作性能；螺栓群的计算。
高强度螺栓连接的性能和计算：连接的性能；抗剪连接计算；抗拉连接计算；同时承受剪力和拉力的连接计算。
8、钢结构的脆性断裂和疲劳
钢结构脆性断裂及其防止：脆性断裂的分类及产生原因，防止措施。
钢结构抗疲劳设计：应力幅准则；改善结构疲劳性能的措施。
（二）基本要求
1、概述
了解钢结构的特点和应用。理解钢结构的极限状态、概率极限状态法的基本原理，掌握用分项系数的设计表达式进行计算的方法。
2、钢结构的材料
认识钢材的破坏形式、钢材的主要性能和影响钢材性能的因素。熟悉建筑钢材的类别及钢材的选用。
3、构件的截面承载能力—强度
了解各类构件的应用和截面形式。认识各类构件截面的受力状态、应力分布特点，理解和掌握各类构件的强度计算准则和方法。
4、单个构件的承载力—稳定性
认识各类构件的整体失稳形式及影响稳定性的主要因素，理解和掌握各类构件的整体稳定计算方法。认识构件各组成板件的屈曲问题，理解各类构件的局部稳定条件，并能正确进行验算。了解板件的屈曲后强度的利用。
5、整体结构中的压杆和压弯构件
了解影响杆件屈曲的主要因素，能正确、合理地确定桁架杆件、框架柱的计算长度。
6、钢结构的正常使用极限状态
了解正常使用极限状态的主要内容。掌握各类构件的刚度验算方法。
7、钢结构的连接和节点构造
了解钢结构的连接方法及特点。熟悉焊缝连接、螺栓连接的基本构造要求，认识焊缝连接、螺栓连接的工作性能，理解和掌握焊缝连接、螺栓连接在各种受力状态下的强度计算条件。
8、钢结构的脆性断裂和疲劳
了解钢结构脆性破坏的原因及防止方法。了解影响钢结构疲劳性能的主要因素及改善疲劳性能的措施，掌握疲劳设计的应力幅准则和方法。
（三）学时分配
本课程的理论教学时数为40学时，学时分配如下表：
（四）课程内容的重点、难点
1、钢结构的材料
重点：钢材的主要性能及各种因素的影响；钢材的脆性破坏，钢材的疲劳。
难点：疲劳曲线、疲劳设计的应力幅准则。
2、构件的截面承载能力—强度
重点：轴心受力构件、受弯构件、拉弯压弯构件的强度计算。
难点：梁在不同工作阶段的正应力分布；压弯构件截面的受力状态、强度计算准则。
3、单个构件的承载力—稳定性
重点：构件的失稳形式，整体稳定的计算方法；局部屈曲的基本概念，构件的局部稳定条件。
难点：初始缺陷对轴心受压构件稳定承载能力的影响，轴心受压构件的整体稳定极限承载力、整体稳定系数；梁的临界弯矩、整体稳定系数；压弯构件的面内、面外稳定计算；不同应力状态下板件的屈曲现象、临界应力。
4、钢结构的连接
重点：焊缝连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接的构造和计算。
难点：角焊缝计算的基本公式，角焊缝连接的计算；普通螺栓连接的工作性能、承载力设计值，螺栓群的计算；摩擦型高强度螺栓、承压型高强度螺栓连接的受力特征，承载力设计值，螺栓群的计算。
三、课程改革与特色
1、开设一周的钢结构实验课，促进课程的理论教学，培养学生的实践能力、创新能力。
2、本门课程逐步实现多媒体教学、双语教学。
四、推荐教材及参考书
1、推荐教材：
（1）《钢结构》（上册，钢结构基础），主编：陈绍蕃，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2003年2月
（2）《钢结构基本原理》（第二版），主编：沈祖炎，陈扬骥，陈以一，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2005年2月
2、参考书：
（1）《钢结构—原理与设计》，主编：夏志斌、姚谏，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年7月
（2）《钢结构疑难释义》（第三版），主编：刘声扬，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年9月
（3）《钢结构复习与习题》，主编：何敏娟，出版社：同济大学出版社，出版或修订时间：2002年10月
（4）《钢结构设计规范》（GB50017-2003），出版社：中国计划出版社，出版或修订时间：2003年10月
（5）《钢结构稳定设计指南》（第二版），主编：陈绍蕃，出版社：中国建筑工业出版社，出版或修订时间：2004年4月
（6）《Applied Structural Steel Design》(Fourth Edition)，主编：Leonard Spiegel，出版社：清华大学出版社，(国外大学优秀教材—土木工程系列)（影印版），出版或修订时间：2005年1月
（7）《Structural Steel Design: LRFD Method》(Third Edition)，主编：Jack C.McCormac，出版社：Pearson Education China Limited，出版或修订时间：2003年
执 笔：万红霞
审 阅：王小平日 期：2006.9
审 定：张季如 日 期：2006.9
第二篇：《钢结构设计原理》教学大纲
《钢结构设计原理》教学大纲
英文名称：Design principle of steel structure 学
分：2.5学分
学
时：40学时
理论学时：40学时 教学对象：土木工程专业
先修课程：土木工程材料、工程力学、工程制图与CAD
教学目的：
本课程是土木工程专业的学科基础课，通过本课程的学习，使学生了解钢结构的合理应用范围和主要发展方向，掌握钢结构设计的基本理论和基本知识，能进行钢结构基本构件及各种连接的设计，为继续学习专业课程奠定扎实的基础，达到培养目标中关于本课程的要求。
教学要求：
本课程的教学与学习着重钢结构的基本理论和基本知识，使学生掌握钢结构的计算原理、构造方法、结构钢材的选用，具有独立钻研钢结构的比较巩固的理论基础。
教学内容：
第一章
绪论（2学时）1．钢结构课程的特点、任务 2．钢结构发展简史 3．钢结构的特点和应用范围 4．钢结构的设计方法 5．钢结构的发展
基本要求：
了解钢结构课程的特点与任务，掌握钢结构的特点，了解钢结构的应用与发展，熟悉钢结构的设计方法。
重
点：
掌握钢结构的特点，熟悉钢结构的极限状态设计方法。难
点：
正确理解钢结构的合理应用范围，熟悉钢结构的极限状态设计方法。
第二章
钢结构的材料（4学时）1．钢材的破坏形式 2．钢结构对钢材性能的要求 3．影响钢材力学性能的因素 4．钢材的疲劳 5．钢材的种类与选用 6．钢材的规格
基本要求： 了解钢材的破坏形式，掌握钢材的力学性能，熟悉影响钢材性能的各种因素，掌握钢材疲劳概念，熟悉钢材疲劳验算方法，熟悉建筑常用钢材的种类与选用，了解钢材的规格。
重
点：
掌握钢结构对钢材性能的要求，熟悉影响钢材性能的各种因素。难
点：
掌握钢材疲劳概念，合理选择钢材。
第三章
钢结构的连接（8学时）1．钢结构的连接方法 2．焊接连接方法和形式 3．对接焊缝的构造和计算 4．角焊缝的构造和计算 5．焊接应力和焊接变形 6．普通螺栓连接的构造和计算 7．高强螺栓连接的构造和计算
基本要求：
了解钢结构的连接方法及各种连接的特点，了解焊接连接方法和形式，掌握对接焊接连接的构造，熟悉其计算方法，了解角焊接连接的受力特点，掌握角焊接连接的构造和计算方法。了解焊接应力的产生，熟悉焊接应力对结构性能的影响及减少焊接变形的措施。掌握螺栓连接的特点、工作性能、破坏机理和计算方法。
重
点：
掌握角焊缝连接的强度，掌握角焊缝连接在各种荷载作用下的计算方法，掌握普通螺栓连接的破坏机理、强度及在各种荷载作用下的螺栓内力计算方法，掌握高强螺栓连接的受力机理，掌握摩擦型高强螺栓连接的计算方法。
难
点：
正确应用角焊缝连接强度公式，掌握角焊缝连接在力矩等多种荷载作用下的计算方法，掌握普通螺栓连接在弯矩、及与轴力和剪力共同作用下的螺栓内力计算方法，准确理解高强螺栓连接的受力性能，掌握摩擦型高强螺栓连接的计算方法。
第四章
轴心受力构件（10学时）1．轴心受力构件的形式和应用 2．轴心受力构件的强度和刚度 3．轴心压杆的整体稳定 4．实腹式轴心压杆的局部稳定 5．轴心受压实腹式构件设计 6．轴心受压格构式构件设计 7．轴心受压柱的柱头与柱脚
基本要求：
了解轴心受力构件的形式和应用，掌握轴心受力构件的强度和刚度，熟悉轴压构件的整体稳定和局部稳定的基本概念和基本理论，掌握轴压构件的整体稳定和局部稳定验算方法。掌握实腹式构件和格构式构件设计计算方法和构造要求，熟悉柱头及柱脚构造，掌握轴压柱 脚设计计算和构造。
重
点：
掌握实腹式构件和格构式构件设计计算方法和构造要求，准确理解弯扭屈曲换算长细比和格构式构件绕虚轴换算长细比概念。
难
点：
熟悉轴压构件的整体稳定和局部稳定理论，准确理解弯扭屈曲换算长细比和格构式构件绕虚轴换算长细比。
第五章
受弯构件（10学时）1．受弯构件的形式和应用 2．受弯构件的强度和刚度 3．受弯构件的整体稳定
4．受弯构件的局部稳定、腹板屈曲后强度和加劲肋构造 5．受弯构件设计 6．梁的拼接、主次梁连接
基本要求：
了解受弯构件的形式和应用，掌握受弯构件的强度和刚度，熟悉受弯构件的整体稳定和局部稳定的基本概念和基本理论，掌握受弯构件的整体稳定和局部稳定验算方法，了解腹板屈曲后强度，掌握工字型截面受弯构件的设计计算方法和构造要求，掌握受弯构件强度计算，熟悉梁的拼接、主次梁连接和支座构造。
重
点：
掌握受弯构件的整体稳定和局部稳定验算方法，掌握工字型截面受弯构件的设计计算方法和构造要求。
难
点：
熟悉受弯构件的整体稳定和局部稳定基本理论，了解腹板屈曲后强度，掌握受弯构件的整体稳定和局部稳定验算方法。
第四章
拉弯和压弯构件（6学时）1．拉弯和压弯构件的形式和应用 2．拉弯和压弯构件的强度和刚度 3．压弯构件的整体稳定 4．实腹式压弯构件的局部稳定 5．压弯实腹式构件设计 6．压弯格构式构件设计 7．压弯构件柱脚设计
基本要求：
了解拉弯和压弯构件的形式和应用，掌握拉弯和压弯构件的强度计算，熟悉压弯构件的整体稳定和局部稳定的基本概念和基本理论，掌握压弯构件的整体稳定和局部稳定验算方法，掌握实腹式压弯构件和格构式压弯构件设计计算方法和构造要求，掌握压弯构件设计方法，熟悉梁柱连接以及压弯柱脚的设计计算和构造。
重
点： 掌握压弯构件的整体稳定和局部稳定验算方法，掌握实腹式构件和格构式构件设计计算和构造要求。
难
点：
熟悉压弯构件的整体稳定和局部稳定基本理论，掌握框架柱计算长度的确定。
参考教材：
1．魏明钟.钢结构（第二版）.武汉：武汉理工大学出版社，2002 2．沈祖炎，陈扬骥，陈以一.钢结构基本原理.北京：中国建筑工业出版社，200 3．陈绍蕃，顾强.钢结构（上）钢结构基础.北京：中国建筑工业出版社，2003 4.丁阳.钢结构设计原理.天津：天津大学出版社，2004 4
第三篇：钢结构设计原理教学大纲
《钢结构课程设计》课程教学大纲
Steel Structure Course Design 课程编号：422009
学时数：1周 执笔者：梁靖波
学分数：
1编写日期：2005年6月
一、课程的性质和目的
本课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。
二、课程教学内容
（一）设计题目
某厂房跨度为21m或24m（由指导教师指定），总长90m，柱距6m，采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板，20mm厚水泥砂浆找平，上铺泡沫混凝土保温层，三毡四油（上铺绿豆砂）防水层，一毡二油隔气层；屋架铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400，混凝土强度等级为C30，屋面坡度为i1:10。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。
其中保温层荷载、积灰荷载、屋架跨度和钢材种类可以有多种不同的组合。由指导教师指定学生按其中的一种组合，独立完成钢屋架设计。
（二）计算书编写
1、确定屋架型式与尺寸；选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；
2、进行屋盖支撑布置，按比例绘出屋架结构及支撑的布置图；
3、进行荷载汇集、杆件内力计算、内力组合，选择各杆件截面；
4、设计下弦节点、上弦节点、支座节点、屋脊节点及下弦中央节点等。
要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。
（三）施工图绘制
绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。
要求图面清楚整洁，线条粗细分明，尺寸及标注齐全，符号及比例正确，构造合理，能表达设计意图，符合国家制图标准并与计算书一致。
三、课程教学的基本要求式。
(一)集体辅导
本课程是土木工程专业的实践性教学环节，在教学方法上，采用集体辅导与个别辅导相结合的指导方通过课堂讲授，使学生进一步明确课程设计的任务、内容、要求、设计步骤等；通过典型例题分析使学生对钢屋架的结构型式、结构布置和受力特点有更深的了解，掌握屋盖体系中支撑体系的作用、布置和设计方法，掌握钢屋架计算简图、荷载组合和内力分析方法等；重点讲清钢屋架的杆件设计、钢结构的连 接、节点设计和构造要求中的要点；介绍编写计算书及绘制施工图时容易出错的地方和注意事项。
(二)个别辅导
指导学生参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构的设计计算，独立完成设计内容。辅导过程中要及时掌握学生的设计进度。
(三)课程设计结束时，要求学生写出课程设计计算书一份，绘制钢屋架施工图一至两张。围绕课程设计涉及的基本理论、设计方法、构造措施、图面布置、绘图深度以及表达方法等诸方面进行考核。根据学生的理解程度和掌握的深度、图纸和计算书质量、学习态度等给予评分。
评分按5级评分制确定，即优、良、中、及格、不及格。
四、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：钢结构设计原理、钢结构设计。
五、建议教材与教学参考书
［1］《钢结构设计原理》
张耀春主编
周绪红副主编
高等教育出版社 ［2］《钢结构基础》
陈绍蕃主编
中国建筑工业出版社 ［3］《房屋建筑钢结构设计》
陈绍蕃主编
中国建筑工业出版社 ［4］《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
中国计划出版社 ［5］《钢结构设计手册》
中国建筑工业出版社
第四篇：《钢结构设计原理》课程教学大纲
《钢结构设计原理》课程教学大纲
Design Philosophy of Steel Structures 课程编号：421002 适用专业：土木工程专业 学时数：36 执笔者：梁靖波
学分数：2
编写日期：2005年6月
一、课程的性质和目的
本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。
二、课程教学内容
第1章
概述（2学时）
掌握钢结构特点和应用范围。了解钢结构设计原理和方法及可靠性的含义，极限状态的分类，荷载标准值、荷载设计值，强度标准值、强度设计值的含义。了解有关钢结构的规范。一般了解钢结构发展概况及发展方向。
重点：掌握钢结构的特点及应用范围，理解钢结构的计算方法。
难点：理解钢结构的计算方法。第2章
钢结构的材料（4学时）
了解钢结构对钢材的基本要求；了解钢材的生产过程；掌握钢材的主要性能指标及影响钢材性能的主要因素；了解钢结构疲劳及影响钢材疲劳的主要因素、疲劳计算的方法；了解钢材的两种破坏形式；了解建筑用钢的种类、规格和表示方法；掌握钢结构钢材的选用原则，能够正确选用钢材。
重点：掌握对钢结构用材的要求，掌握建筑钢材的可能破坏形式及各主要因素对其影响。难点：各种因素对钢材性能及钢结构破坏形式的影响。第3章
连接（10学时）
了解钢结构连接种类和各种连接的优缺点；了解常用的焊条及焊条的选用；了解焊接连接的形式；掌握对接焊缝连接的构造和计算；掌握角焊缝连接的形式、构造要求和计算；了解焊接残余应力和焊接变形的产生原因及对构件工作性能的影响；了解普通螺栓的规格、受力性能及破坏形式，掌握普通螺栓的计算；掌握高强度螺栓连接的性能和计算。
重点：掌握焊接连接的构造和计算，掌握普通螺栓连接及高强度螺栓连接的性能和计算。
难点：偏心力作用下连接的受力分析和计算。
第4章
受弯构件的计算原理（4学时）
了解受弯构件的强度和刚度计算方法；掌握弯曲强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力和刚度的计算方法；掌握梁整体稳定的基本概念、简支梁整体稳定的计算方法及增强梁整体稳定的措施；了解梁板件局部稳定的概念、板件失稳形式和临界应力；掌握加劲肋的设置原则；理解梁腹板的屈曲后强度的利用。
重点：掌握梁的强度计算，掌握梁整体稳定的基本概念，掌握加劲肋的设置原则。难点：梁的局部压应力的计算，梁板件的稳定计算。第5章 梁的设计（4学时）了解梁的类型及常见的截面形式，了解梁格布置和主次梁连接；掌握型钢梁的截面选择；了解钢板组合梁的设计方法及计算；了解腹板加劲肋的布置和设计；掌握梁翼缘与腹板连接焊缝的设计；了解梁的拼接、变截面设计和吊车梁的设计特点。
重点：掌握型钢梁的截面选择，了解钢板组合梁的设计方法及计算。难点：组合梁的截面选择及计算。第6章
轴心受力构件（6学时）
了解轴心受力构件截面形式和受力性能；掌握轴心受力构件的强度及刚度计算；掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定的概念；了解轴心受压构件的截面分类依据及影响轴心受压构件整体稳定系数的因素；掌握实腹式轴心受压构件整体稳定的计算，了解格构式轴心受压构件整体稳定计算的特点。掌握轴心受压构件局部稳定的计算方法，了解腹板有效截面的概念。
重点：掌握实腹式轴心受力构件的强度、刚度和整体稳定性计算。难点：轴心受压构件的整体稳定性计算。第7章
拉弯、压弯构件（6学时）
了解拉弯构件与压弯构件的概念；掌握拉弯构件与压弯构件的强度、刚度计算；掌握实腹式压弯构件在弯矩作用平面内及弯矩作用平面外的整体稳定计算方法；掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算；了解实腹式压弯构件的截面设计和计算；了解格构式压弯构件的计算特点。
重点：掌握实腹式压弯构件的整体稳定计算，掌握实腹式压弯构件局部稳定的计算。难点：压弯构件在弯矩作用平面内的整体稳定计算。
三、课程教学的基本要求
本课程是土木工程专业的专业基础课，是一门理论性与应用性并重的课程。在教学方法上，采用课堂讲授为主，课后自学，课堂练习等教学形式。
(一)课堂讲授
本课程在讲述的过程中，教师应尽量联系生产实际，注重物理意义，不要陷入到繁复的数学推导之中。在教学中要求同学重点掌握基本概念、基本方法和基本规律，并详细讲授每章的重点、难点内容，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。讲授中应注意理论联系实际，启迪学生的思维。为便于学生对构造的理解，可组织教学参观、观摩教学模型或采用多媒体辅助教学。
（二）课后自学
为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，每章都安排一部分内容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。
（三）习题课
习题课以典型例题分析为主，并适当安排开阔思路及综合性的练习。
（四）课外作业
平时布置典型习题，以加强学生对所学知识的深入理解。
（五）考试
考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型应尽量多样化。
总评成绩：平时作业占20%，闭卷考试占80%。
四、本课程与其它课程的联系与分工
先修课程：理论力学、材料力学、结构力学。后续课程：钢结构设计、钢结构课程设计
五、建议教材与教学参考书
［1］《钢结构设计原理》
张耀春主编
周绪红副主编
高等教育出版社 ［2］《钢结构基础》
陈绍蕃主编
中国建筑工业出版社 ［3］《房屋建筑钢结构设计》
陈绍蕃主编
中国建筑工业出版社 ［4］《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
中国计划出版社 ［5］《钢结构设计手册》
中国建筑工业出版社
第五篇：大连理工大学化工原理教学大纲
大连理工大学化工原理教学大纲
《化工原理(A)》教学大纲(学分 6 ,学时 96)
一、课程的性质与任务
化工原理(A)是化学工程与工艺、电化学、应用化学、工业催化、高分子化工、环境与生物工程、化学工程与工艺英强等专业大类主干基础课程。本课程应用传递过程基础理论研究化工单元操作基本原理。该课程以过程工程为教学背景,使学生在理论和实践上掌握单元操作的过程与设备原理,进而完成相应的设计型和操作型过程与设备计算,提高分析问题和解决问题的能力。另外,该课程介绍过程工程研究领域的最新进展能够激励学生的创新精神。
二、课程内容、基本要求与学时分配
三大传递过程作为主线贯穿化工原理(A)课程主要内容,具体包括典型单元操作:基于动量传递的流体输送、机械分离等;基于热量传递的换热、蒸发等、基于质量传递的精馏、吸收等。(一)绪论
1.了解化工原理课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。2.掌握化工单元操作与传递过程的概念、化工原理课程内容与性质。(二)流体流动
1.了解流体的特征;流体流动考察方法;流体的作用力和机械能。
2.掌握流体静力学;静止流体受力平衡的研究方法;压强和势能的分布;压强的表示方法和单位换算;静力学原理的工程应用。
3.掌握流体动力学;流量与流速;稳态和非稳态的概念;基于质量守恒的连续性方程;流动流体的机械能守恒(Bernoulli方程);压头;机械能守恒原理的应用;动量守恒原理及其应用。
4.掌握流体流动阻力;Newton粘性定律;流体流动的内部结构 层流和湍流的基本特征;湍流强度和尺度的概念;流动边界层及边界层分离现象;管流数学描述的基本方法;剪应力分布;流体流动的机械能损失;沿程阻力损失计算(Fanning公式、Hangen-Poiseuille公式);局部阻力损失计算(当量长度法、局部阻力系数法)。5.了解非Newton流体的流动基本特性。
6.掌握管路计算;管路设计型计算的特点、计算方法;管路操作型计算的特点、计算方法;阻力损失对流动的影响;简单管路和复杂管路的计算方法。
7.了解可压缩流体管路阻力的计算方法。
8.掌握流速和流量的测量;Pitot管、孔板流量计、Venturi流量计、转子流量计的原理和计算方法。(三)流体输送设备
1.掌握离心泵基本结构、工作原理和性能参数;离心泵基本方程;影响离心泵理论压头的主要因素;离心泵的功率、效率和实际压头。
2.掌握离心泵特性曲线;管路特性方程;离心泵的工作点和流量调节方法;离心泵的并联和串联;理性泵组合运转工况分析;离心泵的安装高度;汽蚀余量;离心泵的选用。
3.了解容积式泵的工作原理、特点和流量调节方法(以往复泵为主)。
4.了解气体输送的特点及全风压的概念;气体输送机械的主要特性;不同风机终压或压缩比范围;压缩机和真空泵的工作原理;获得压缩空气和真空的方法。(四)流体通过颗粒(床层)的流动及机械分离
1.掌握颗粒与颗粒床层的特性;流体与颗粒间的相对运动;表面曳力和形体曳力;球形颗粒的曳力系数及Stokes定律;重力沉降;沉降速度及其计算;降尘室的流量、沉降面积和粒径的关系;颗粒分级概念;旋风分离器工作原理;影响旋风分离器性能因素;粒级效率的概念。
2.掌握流体通过颗粒床层的流动;影响固定床压降的主要因素;过滤方法及常用过滤机的构造;过滤过程数学描述(物料衡算和过滤速率方程);过滤速率、推动力和阻力的概念;过滤速率方程应用(恒压过滤、恒速过滤);洗涤时间;过滤机的生产能力;加快过滤速率的途径。
3.掌握流态化;流化床的工业应用和典型结构;流化床的主要特性;流化床的操作范围(临界流化速度和颗粒带出速度);气力输送的实际应用。4.了解气体净化的其他方法。(五)传热
1.了解工业生产过程中的传热过程;加热和冷却方法;传热速率概念。
2.掌握热传导的概念;Fourier定律;常用工程材料的导热率;一维导热的计算。3.掌握对流传热的概念;热边界层;Newton冷却定律;表面传热系数。
4.掌握流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联;了解流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联(蒸汽冷凝与液体沸腾)。
5.了解辐射传热的基本概念、Stefan Boltzmann定律、Kirchhoff定律和辐射传热计算方法。
6.掌握传热过程的计算;换热过程的数学描述方法;传热平均温度差;热阻和传热系数;传热设计型问题的参数选择和计算方法;传热操作型问题的分析讨论和计算方法。
7.掌握列管式换热器的设计与选型;了解常用换热器的结构;换热设备的强化和其它类型。(六)蒸发
1.了解工业蒸发实例;蒸发过程的目的、方法及特点;常用蒸发器的结构。
2.掌握管内气液两相流动型式;二次蒸汽和加热蒸汽的能位差别;沸点升高和传热温度差损失;加热蒸汽的经济性;蒸发设备的生产强度。
3.掌握单效蒸发过程计算;物料衡算、热量衡算和传热速率方程。4.了解多效蒸发;提高加热蒸汽经济性措施;蒸发设备。(七)蒸馏
1.了解工业生产过程中的精馏操作;蒸馏操作的目的、原理及实施方法;蒸馏操作的经济性。
2.掌握双组分溶液的汽液相平衡;相律应用和自由度分析;理想溶液的汽液相平衡;Raoult定律;泡点、露点计算;相对挥发度;了解非理想物系的活度系数计算。3.了解简单蒸馏和平衡蒸馏。
4.掌握精馏过程原理;汽液传质设备;理论板和板效率;精馏过程数学描述;物料衡算与热量衡算;加料热状态;恒摩尔流简化假设;精馏过程计算方法。
5.掌握双组分精馏的设计型计算;精馏设计型计算的命题;操作线方程;进料热状态对精馏操作的影响;理论板数的逐板计算法;理论板数的简捷计算法;用图解法分析精馏过程;全回流和最少理论板数;最小回流比;进料位置和回流比的选择。
6.掌握双组分精馏的操作型问题讨论;精馏操作型问题的命题;分离能力和物料衡算对精馏操作的制约和调节。7.了解间歇精馏过程的特点及应用场合;掌握恒沸精馏和萃取精馏的基本概念;了解特殊精馏过程的特点及应用场合;掌握多组分精馏轻、重关键组分和清晰、非清晰分割等基本概念。8.掌握板式塔的结构性能和设计计算。(八)吸收
1.了解工业生产过程中的吸收过程;气体吸收的目的、原理及实施方法;吸收过程的经济性与吸收剂的选择原则。2.掌握传质基本机理;扩散与单相传质;分子扩散与Fick定律;扩散系数;等分子反向扩散、单向扩散概念;对流传质与传质分系数。
3.掌握相际传质速率方程;传质分系数和总系数的关系;传质推动力与传质系数的关系;溶解度对两相传质阻力分配的影响;相际传质双膜模型。
4.掌握气液相平衡;Henry定律;温度、总压对平衡的影响;相平衡与吸收过程的关系。
5.掌握低浓度气体的吸收与计算;吸收过程数学描述;低浓度气体吸收的假定;物料衡算及操作线方程的含义;传质单元高度HOG;传质单元数NOG;对数平均推动力法和吸收因数法。
6.掌握吸收过程设计;吸收过程设计中参数的选择;指定分离要求下的最小液气比;返混对过程的影响。7.掌握吸收操作 操作型问题的命题和解法;影响吸收结果的操作因素分析。8.了解低浓度气体的吸收与计算、化学吸收与计算;多组分吸收过程;解吸操作。9.掌握填料塔的结构性能和设计计算。(九)萃取
1.了解液液萃取的工业实例;萃取的目的、原理和实施方法。
2.掌握液—液平衡关系;三角形相图;物料衡算与杠杆定律;部分互溶物系的相平衡;分配系数与选择性系数。
3.掌握萃取过程的计算;单级萃取;多级错流萃取;多级逆流萃取的解析计算方法;部分互溶物系的萃取计算;完全不互溶物系的萃取计算;溶剂的选择。
4.了解其它萃取方法及萃取设备的工作原理;超临界萃取的原理、实施方法及工业实例。(十)干燥
1.了解化工产品干燥实例;固体干燥的目的、原理及实施方法。
2.掌握湿空气的状态参数及其计算;湿度图及其应用;水分在气固两相间的平衡;恒定气流条件下物料的干燥速率及临界含水量。
3.掌握干燥过程计算;间歇干燥过程的干燥时间;连续干燥过程的特点;物料衡算、热量衡算及热效率;干燥速率和干燥时间。
4.了解常用干燥器的类型、性能、结构。
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