浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比

第一篇：浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比

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浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比

浅谈建筑结构的阻尼与阻尼比

摘 要：阻尼是建筑结构进行动力分析一个重要的参数。文章首先简要介绍阻尼的实质、表达方法及其对反应谱的影响，重点对空间结构弹性分析时的阻尼比取值进行讨论，并给出了阻尼比的建议值，可供设计分析参考。

关键词：阻尼；阻尼比；空间结构；反应谱

阻尼

1.1 阻尼的实质

阻尼是反映结构体系振动过程中能量耗散的特征参数。实际结构的振动耗能是多方面的，具体形式相当复杂，且耗能不具有构件尺寸、结构质量、刚度等有明确的、直接的测量手段和相应的分析方法，使得阻尼问题难以采用精细的理论分析方法。

阻尼的表达方法主要分为两大类：

（1）粘滞阻尼，即假定阻尼力与速度成正比，无论对简谐振动还是非简谐振动得到的振动方程均是线性方程。

（2）滞回阻尼，即假定应力应变间存在一相位差，从而振动一周有耗能发生，其特点是可以得到不随频率而改变的振型阻尼比。

1.2 阻尼的表达方法

传统上，总是将系统假定为比例阻尼来处理，应用最为广泛有：（1）Rayleigh 阻尼C = α M + β K；（2）Clough 广义阻尼C =ΣCb = MΣab（M-1 K）b，（-∞

然而，实际结构均为非比例阻尼。自70 年代以来，研究者对如何处理非比例阻尼问题做了许多探索，提出了各种方法，如等效阻尼法、拟力实模态叠加法、非比例阻尼分析法和滞变阻尼法等。但他们都存在共同问题：所获得的阻尼矩阵无明确的物理意义，也不存在带状稀疏特性，对工程应用十分不方便。

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1992 年，美国国家地震研究中心Liang博士等人提出了一种阻尼矩阵的一般表达方式，该表达能导出复模态，即Cs = β0I+β1M +β2K+β3A。其中下标S 表示近似的阻尼矩阵C，I 为单位矩阵，A 为M、K的某种组合。很显然，Rayleigh 阻尼是最简单的例子，仅用了M、K两项。Clough 阻尼是另一个例子。考虑简单情况，取Cs =β0I+β1M+β2K，可以证明系统导致复模态。

1.3 阻尼对反应谱的影响

目前我国抗震规范给出的设计反应谱方法，是以0.05的阻尼比反应谱为基础，建立阻尼修正公式，但其修正公式没有反映不同周期段阻尼比对反应谱的影响。而根据强震统计结果和典型强震记录所呈现的一般规律，建议采用分段阻尼修正系数，并考虑周期的影响。

早在60年代，胡聿贤先生就研究了周期对设计反应谱阻尼修正系数的影响，并给出了阻尼修正公式。在此之后，众多研究者提出了各种形式的与周期相关的阻尼修正公式。

阻尼比取值

影响阻尼比取值的因素有结构类型、材料、屋面、质量、刚度、节点构造、动力特性等。阻尼比取值应根据结构实测与试验结果，经统计分析得出。本文针对空间结构弹性分析时的阻尼比取值进行讨论。

2.1 空间网格结构的实测值

2.1.1 N.M.Newmark 对阻尼比值的建议

对于一般焊接钢结构：当截面应力低于屈服极限的1/ 4时，ζ1为0.005～0.01；当截面应力为屈服极限的1/ 2时，ζ1为0.02；当进入塑性区时，ζ1=0.07～0.10。对于螺栓连接的钢结构：当截面应力低于屈服极限的1/4时，ζ1仍为0.005～0.01；当截面应力为屈服极限的1/2时，ζ1可达到0.05～0.07。

2.1.2 武藤清（K.Muto）对阻尼比值的建议

武藤清给出了7 栋高层钢结构的阻尼比值为ζ1=0.005～0.01，个别为0.018，均在0.02以内。

2.1.3 日本建筑学会实测结果

2003 年日本建筑学会阻尼评定委员会发布了205 栋多高层建筑

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阻尼比的实测结果：①绝大部分钢框架第一阶阻尼比ζ1均小于0.02；②建筑高度越高，阻尼比ζ1值越小；③结构高阶振型的阻尼比值依振型顺序依次略有增大。

2.1.4 上海高层建筑阻尼比的实测值

1997 年黄本才等对上海市内3栋著名大酒店进行了动力特性实测。由实测结果可知：较高的两栋建筑阻尼比值较小，其平动第一阶阻尼比ζ1为0.00369～0.00511，扭转第一阶阻尼比ζt1为0.00133～0.00351；而较低的建筑ζ1为0.01，ζt1为0.00545。得出的结论：对于较高的高层钢结构ζ1约为0.005，较低的多高层钢结构ζ1约为0.01。总的来看，钢结构阻尼比取值不宜大于0.02。

2.1.5 预应力组合网架结构的实测值

韩庆华等于2003 年采用脉动法对天津一中新建活动中心预应力组合网架楼盖结构进行了动力特性实测，给出结论：（1）实测后按两种计算方法得出的预应力组合网架结构平均阻尼比分别为0.0282与0.0264，两值比较接近；（2）0.028 可作为钢与混凝土预应力组合网架结构的参考阻尼比。

2.2 空间网格结构的建议值

2.2.1 建议落地支承的空间网格结构阻尼比值取0.02。空间网格结构的阻尼比值最好是由大跨空间结构的实测值回归得到。在缺少实测资料的情况下，从偏于安全出发，现均参考钢框架结构。

2.2.2 建议下部为混凝土框架或柱支承的一般空间网格结构阻尼比值取0.03。实际空间网格结构的基本周期比一般高层钢框架要短，即刚度要大些。

2.3 索结构的阻尼比取值

至今有关索结构阻尼比实测与试验尚很少，建议索网结构阻尼比取0.01。按收集到的国内外资料统计，对于无屋面覆盖层的索结构的阻尼比值均远远小于0.01；对于有轻屋面覆盖层的索结构阻尼比值约为0.0065 ～0.018，仅极个别的达0.03。

2.4 组合空间结构的简化计算公式

阻尼比的计算公式要考虑到不同材料、不同单元构件对结构阻尼比的影响。引用等效结构法的思路，用位能加权平均法推导，得出由

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索元、梁元、杆元组合的结构阻尼比简化计算公式：

式中：ζ为整体结构阻尼比；ζi为第i 个构件阻尼比，对钢构件取0.02，对混凝土构件取0.05；Wi为第i 个构件的位能，梁元、杆元位能分别为：

结语

在动力分析中，阻尼是不可缺少的部分。我国有关结构阻尼比值的实测资料或试验结果甚少。由于数据分散，阻尼比测试工作量甚大，建议有关部门组织开展该项课题实测与试验研究。

参考文献

[1] 董军等.结构动力分析阻尼模型研究[J].世界地震工程，2000，16（4）.[2] 冯文贤等.结构振动系统阻尼矩阵的估计方法[J].广东工业大学学报，2001，18（3）.[3] 马东辉等.阻尼比对设计反应谱的影响分析[J].工程抗震，1995，4.[4] 曹资等.空间结构抗震分析中的地震波选取与阻尼比取值[J].空间结构，2008，14（3）.作者简介：凌宏华（1986-），男，华南理工大学建筑设计研究院，研究方向：高层建筑结构抗震。

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第二篇：涡流。电磁阻尼与电磁驱动教案（定稿）

第7节涡流

电磁阻尼和电磁驱动

一、教学目标

（一）知识与技能

1．知道涡流是如何产生的。

2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。3．知道电磁阻尼和电磁驱动。

（二）过程与方法

培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。

（三）情感、态度与价值观

培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。

二、重点、难点

教学重点：

1．涡流的概念及其应用。

2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学难点：

电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。

三、教学手段与策略

通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验

四、课时安排 ： 1课时

五、教学过程

（一）引入新课

教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。

教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。

（二）进行新课

1、涡流

教师：［演示1］涡流生热实验。

在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。

学生：铁板的温度比铁芯高。

教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？

学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

师生共同活动：分析涡流的产生过程。

分析：如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场。导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流。由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，这就是涡流的热效应。

教师：课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。教师：为什么铁板的温度比铁芯高？

学生：因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。

教师：同学们明白了为什么铁芯用薄片叠合而成了吗？ 学生：为了减少涡流损失的电能，同时也保护铁芯不被烧坏。

教师：下面大家阅读教材，了解一下涡流在生产、生活、科技等方面的应用。

2、电磁阻尼

教师：下面我们看教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。学生：阅读教材后，发表自己的看法。师生共同活动，得出电磁阻尼的概念：

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

教师：［演示2］电磁阻尼。

按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。学生观察现象并解释现象。

［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？

学生：观察现象并作出分析。

当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。

3、电磁驱动

教师：感应电流不仅会对导体产生阻尼作用，有时还会产生驱动作用。［演示4］电磁驱动。

演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。师生共同活动，得出电磁驱动的概念：

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

教师：交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。

（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究 涡流的应用

【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（）

A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小

D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

解析：线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化的越快，感应电动势就越大。A选项正确。工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，D选项也正确。

答案：AD 【例2】用丝线悬挂闭合金属环，悬于O点，虚线左边有匀强磁场，右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场，会有这种现象吗？

分析：只有左边有匀强磁场，金属环在穿越磁场边界时，由于磁通量发生变化，有感应电流产生，于是阻碍相对运动，摆动很快停下来，这就是电磁阻尼现象；空间都有匀强磁场，穿过金属环的磁通量反而不变化了，因此不产生感应电流，不会阻碍相对运动。

（五）巩固练习

1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（）

A．铝环的滚动速度将越来越小

B．铝环将保持匀速滚动 C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极 D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变 答案：B 2．如图所示，闭合金属环从曲面上 h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（）

A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 答案：BD 3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（）

A．铁

B．木 C．铜

D．铝 答案：CD 4．如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）

答案：减速

（六）作业

1、认真阅读教材。

2、思考并完成“问题与练习”中的习题。

3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，在课下交流。

（七）教学反思

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

六、板书设计

一、涡流

当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门。

二、电磁阻尼

导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。

三、电磁驱动

磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。

七、资料袋

1．利用涡流加热和熔炼金属

交变电流的磁场在金属内感应的涡流能产生热效应。这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点，除课本所述外还有：加热效率高，达到50%~90%；加热速度快；用不同频率的交变电流可得到不同的加热深度，这是因为涡流在金属内不是均匀分布的，越靠近金属表面层电流越强，频率越高这种现象越显著，称为“趋肤效应”。

工业上把感应加热依频率分为四种：工频（50 Hz）；中频（0.5~8 kHz）；超音频（20~60 Hz）；高频（60~600 kHz）。工频交变电流直接由配电变压器提供；中频交变电流由三相电动机带动中频发电机或用可控硅逆变器产生；超音频和高频交变电流由大功率电子管振荡器产生。

课本图16—41画的是无心式感应熔炉，用途是熔炼铸铁、钢、合金钢和铜、铝等有色金属.所用交变电流的频率要随坩锅能容纳的金属质量多少来选择，以取得最好的效果。例如：

kg的用20 kHz，100 kg的用2.5 kHz，5 t的用1 kHz乃至50 kHz.感应加热法也广泛用于钢件的热处理，如淬火、回火、表面渗碳等.例如齿轮、轴等只需要将表面淬火提高硬度、增加耐磨性，可以把它放入通有高频交流的空心线圈中，表面层在几秒钟内就可上升到淬火需要的高温，颜色通红，而其内部温度升高很少。然后用水或其他淬火剂迅速冷却就可以了.其他的热处理工艺可根据需要的加热深度选用中频或工频等。2．涡流与节能炊具电磁灶

我们知道，把块状的金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，块状金属内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，叫涡电流，简称涡流.由于金属电阻小，所以涡流很强，（如图1所示）当交流电通过导线时，铁芯中就产生很强的涡流，这种强电流使铁芯发热，浪费电能.为了减少损失，电机、变压器等通常用具有绝缘层的薄硅钢片叠压制成铁芯，使回路电阻增大，减少涡流。

在各种电机、变压器中，涡流是有害的，我们要采取各种办法来减弱它，其实涡流也是可以利用的，工业上的高频感应炉就是利用涡流来熔化、冶炼金属的.这种冶炼方法速度快，温度容易控制，而且污染少，适应冶炼特种合金和特种钢。

涡流也可以应用于生活.本文将要介绍的电磁灶就是涡流在生活中的应用。

电磁灶首先把50 Hz的交流电通过桥式整流装置改换成直流电，然后通过逆变器，转换成15 kHz ~50 kHz的高频电流，此高频电流通过扁平螺旋形加热线圈（螺旋中心有圆环形磁芯）产生高频交变磁场，这个磁场的磁感线穿过非金属灶台面板进入烹饪铁锅底内，由于电磁感应产生电场，形成强大的涡流电流，发出大量的焦耳热，达到对食物加热的目的。

图1

图2

图2是电磁灶的内部电路.图中C1为滤波电容，L1为扼流圈，D1和D2为半导体高速二极管，L2和C2为高频转换电感和电容，C2为调谐电容器，L3为加热线圈，D1D2和L2C2组成逆变器，通过计算可知，加在D1上的直流电流通过逆变器后在C2上产生交流电压，其频率为：

f=1/2πL2C2，如果改变L2和C2的值可获得不同频率的交变电压，一般f在15kHz~ 50kHz之间。

从图3可知，C2两端的电压加到L3C3（L3有电阻R3）的串联电路上，改变C3，使R3L3C3串联电路振动频率f与C2的频率f相等，这样在L3中的电流振幅最大，L3中交变电流在铁锅底中的的振幅也最大，产生的涡流最强，电磁灶的热功率最大。

下面谈谈电磁灶给锅加热的情况，如图4为放在加热图上的锅底剖面图，B是加热圈中电流产生的磁场，这个磁场从圆心沿径向分布。其磁感线分布形状如图5所示的伞形。B的变化激起锅底内部产生涡流.根据右手定则可知，涡流方向如图5所示，形成一些同心圆。

图3

图4

图5

通过计算发现，锅底产生的热功率与交流电的频率平方成正比，与励磁线圈（加热线圈）的安匝数的平方成正比，所以电磁灶一般采用高频励磁。用16~20股直径为0.5 mm的铜丝绞合制成扁平螺旋线圈，以增加安匝数。铁的磁导率大，电阻也比铜、铝大些，在相同的频率和匝数下，产生的热功率比铜、铝大，所以一般采用铁锅，不用铜锅、铝锅.从图4可以看出涡流主要分布在锅底的表面，故锅底在保持机械强度的条件下可以做得很薄，同时为了减少空隙磁阻，锅底做成平底。

电磁灶加热温度在50~200 ℃范围内，功率在300~1200 W之间，电磁灶是通过锅底涡流发热，不存在热量在传递过程中的损耗，故热效率高达83%（普通电炉的热效率为52%），电磁灶的耗电量只有电炉的63%。

电磁灶是美国西屋电器公司于1971年最先研制成功的，以后经过日本厂商的努力，到80年代初才成为技术成熟的家电产品，我国也开发了这种新产品。它是一种安全、卫生、高效节能的炊具，是“现在厨房的标志”之一。

第三篇：阻尼橡胶材料的开发与市场调研

阻尼橡胶材料的开发与市场调研

各位销售主管：

近日我公司技术部为深圳富士康公司开发出一种阻尼橡胶材料，主要应用于硬盘里的减震，目前已寄样品并在进一步的表征和测试中。技术部目前已在阻尼橡胶材料方面有一定的配方储备和技术研发工作，为进一步推进我公司阻尼橡胶材料的推广，现技术部需要销售部配合，做好相关阻尼橡胶材料的市场调研和开发工作。

阻尼材料：

随着科技的发展，机械等设备运行所产生的振动与噪音问题日渐突出，使得机械设备运转的安全性与稳定可靠性受到了严重影响，这不仅会加快机械结构的疲劳性损坏，缩短机械设备的有效使用寿命年限，而且还会造成污染环境，危害人们健康。消减噪音和降低机械振动危害也因此而成为当今工业技术发展所亟待解决的问题。而利用增加机械系统的能量损耗来降低机械振动和消减噪声的阻尼材料相关研究一直都是国内外所关注的热点问题。

阻尼材料为一类能将振动机械能、声能等能量吸收转化为热能、磁能、电能等并消耗掉的功能性材料，一般用于制造减震、吸声等器件。阻尼减振降噪技术是运用具有阻尼功能的材料在动态形变过程中能将动能声能等能量转化为其他形式能量而消耗掉的基本思路，以达到衰减振动，延长机械系统使用寿命,消减噪音的目的。由于高分子材料具有非常独特的黏弹性质，其在玻璃化转变区域展现出优良的阻尼特性，引起人们的重视。高分子材料的种类繁多，其中以橡胶为基体制备的降噪、抗震产品已被广泛应用于各各领域。然而纯橡胶基体一般存在着阻尼因子偏小，玻璃化转变温度区间偏窄，有效阻尼的温度区间处于室温以下的低温区域，也因此以橡胶为基体制备阻尼材料往往以橡胶基体的改性为基础。

阻尼材料都是在动态条件下使用，阻尼减震技术是利用橡胶特有的粘弹性，在振动过程中，将动能转化为热能，从而达到降低振幅的目的。其原理是，聚合物在受交变应力（如振动）作用时，因链状大分子的运动要克服链段间的内摩擦阻力需要时间，因此，变形往往滞后于应力的变化，这种滞后在一定温度及频率下十分明显。变形滞后则意味着要产生能量消耗，这正好将振动体的动能减小，达到减震的目的。阻尼减震橡胶用于防止或缓冲振动，广泛用于各种机动车辆、设备仪器、自动化办公设施和家用电器中。今年来，一些大型建筑物和桥梁、计算机房等，也采用了隔离地震的层压橡胶垫支撑建筑物，以降低建筑物的地震响应。

第四篇：建筑结构与建筑设备讲义 (10)

（四）抗震墙结构抗震构造措施

（1）抗震墙的厚度，一、二级不应小于 160mm且不宜小于层高或无支长度的 1 / 20，三、四级不应小于 140mm 且不应小于层高或无支长度的 1 / 25；无端柱或翼墙时，一、二级不应小于层高或无肢长度的 1 / 12，三、四级不应小于层高或无支长度的 1 / 20。底部加强部位的墙厚，一、二级不宜小于 200mm 且不宜小于层高或无支长度的 1 / 16 ；

三、四级不应小于 160mm 且不应小于层高或无支长度的 1 / 20。无端柱或翼墙时，一、二级不应小于层高或无支长度的 1 / 12；

三、四级不应小于层高或无支长度的 1 / 12。

（2）一、二、三级抗震墙在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比，一级时，9度不宜大于0.4，7、8度不宜大于0.5；

二、三级时不宜大于0.6。

（3）抗震墙竖向、横向分布钢筋的配筋，应符合下列要求：

l）一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配箍率均不应小于0.25 % ；四级抗震墙不应小于0.20 %。）部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位，纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3 %。（4）抗震墙竖向、横向分布钢筋的配置，应符合下列要求：

1）抗震墙竖向、横向分布钢筋的间距不宜大于300mm，部分框支抗震墙结构的落地抗震墙底部加强部位，竖向和横向分布钢筋的间距不宜大于 200mm;2）抗震墙厚度大于 140mm 时，其竖向和横向分布钢筋应双排布置，双排分布钢筋间拉筋的间距不宜大于 600mm，直径不应小于 6mm;3）抗震墙竖向和横向分布钢筋的直径，均不宜大于墙厚的 1 / 10且不应小于 8mm;竖向钢筋直径不宜小于 10mm。

(5）抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙，并应特合下列要求： 1）对于抗震墙结构，底层墙肢底截面的轴压比不大于表 8-17 规定的一、二、三级抗震墙及四级抗震墙，墙肢两端可设置构造边缘构件，构造边缘构件的范围按图 8 一 l 采用，韵造边缘构件的配筋除应满足受弯承载力要求外，并宜符合表 8 一 18 的要求。）底层墙肢底截面的轴压比大于表 8-17 规定的一、二、三级抗震墙，以及部分框支抗震墙，应在底部加强部位及相邻上一层设置约束边缘构件。约束边缘构件沿墙肢的长度、配箍特征值、箍筋和纵向钢筋宜符合表 8-19 的要求（参照图 8-2）。

(6）抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的 3 倍时，应按柱的要求进行设计，矩形墙肢的厚度不大于 300mm 时，尚宜全高加密箍筋。

(7）跨高比较小的高连梁，可设水平缝形成双连梁、多连梁或采取其他加强受剪承载力的构造。顶层连梁的纵向钢筋伸人墙体的锚固长度范围内，应设置箍筋。

（五）框架抗震墙结构抗震构造措施

(1）框架一抗震墙结构的抗震墙厚度和边框的设置，应符合下列要求：

1）抗震墙的厚度不应小于 160mm 且不应小于层高或无支长度的 1 / 20，底部加强部位抗震墙厚度不应小于 200mm 且不应小于层高或无支长度的 1 ／16；

2）有端柱时，墙体在楼盖处宜设置暗梁，暗梁的截面高度不宜小于墙厚和 400mm的较大值；端柱截面宜与同层框架柱相同，并应满足前述对框架柱的要求；抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。

（2）抗震墙的竖向和横向分布钢筋，配筋率均不应小于0.25 %，钢筋直径不宜小于10mm，拉筋间距不宜大于 300mm，并应双排布置，双排分布钢筋间应设置拉筋。

（3）楼面梁与抗震墙平面外连接时，不宜支承在洞口连梁上；沿梁轴线方向宜设置与梁连接的抗震墙，梁的纵筋应锚固在墙内；也可在支承梁的位置设置扶壁柱或暗柱，并应按计算确定其截面尺寸和配筋。

(4）框架抗震墙结构的其他抗震构造措施，尚应符合前述对抗震墙的有关要求。

（六）板柱一抗震墙结构抗震设计要求

（l）板柱一抗震墙结构的抗震墙，其抗震构造措施应符合本节对抗震墙的有关规定； ,柱（包括暗柱）和梁的抗震构造措施应符合前述对框架柱、框架梁的有关规定。

(2）板柱一抗震墙结构布置，尚应符合下列要求：）抗震墙的厚度不应小于 180mm，且不宜小于层高或无支长度的 1 / 20；房屋高度大于12m 时，墙厚不应小于200mm;2）房屋的周边应采用有梁框架，楼、电梯洞口周边宜设置边框梁；)8 度时宜采用有托板或柱帽的板柱节点，托板或柱帽根部的厚度（包括板厚）不宜小于柱纵筋直径的 16 倍。托板或柱帽的边长不宜小于 4 倍板厚及柱截面相应边长之和；.4）房屋的地下一层顶板，宜采用梁板结构。

(3）板柱一抗震墙结构的抗震计算，应符合下列要求：）房屋高度大于 12m 时，抗震墙应承担结构的全部地震作用；房屋高度不大于 12m 时，抗震墙宜承担结构的全部地震作用。各层板柱和框架部分应能承担不少于本层地震剪力的 20 %;2）板柱结构在地震作用下按等代平面框架分析时，其等代梁的宽度宜采用垂直于等代平面框架方向两侧柱距各 1 / 4;3）板柱节点应进行冲切承载力的抗震验算，应计人不平衡弯矩引起的冲切，节点处地震作用组合的不平衡弯矩引起的冲切反力设计值应乘以增大系数，一、二、三级板柱的增大系数分别取 1.7、1.5、1.3。

(4）板柱一抗震墙结构的板柱节点构造应符合下列要求：

l）无柱帽平板应在柱上板带中设构造暗梁，暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各不大于 15 倍板厚。暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的 50 %，暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的 1 / 2 ；箍筋直径不应小于5mm，间距不宜大于 3 / 4 倍板厚，肢距不宜大于 2 倍板厚，在暗梁两端应加密；）无柱帽柱上板带的板底钢筋，宜在距柱面为 2 倍板厚以外连接，采用搭接时钢筋端部宜有垂直于板面的弯钩；）沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋的总截面面积，应符合下式要求：

式中

A 一板底连续钢筋总截面面积；

NG一在本层楼板重力荷载代表值（8 度时尚宜计人竖向地震）作用下的柱轴压力设计值； Fy一楼板钢筋的抗拉强度设计值）板柱节点应根据抗冲切承载力要求，配置抗剪栓钉或抗冲切钢筋。

（七）筒体结构抗震设计要求

(1）框架一核心筒结构应符合下列要求：

l）核心筒与框架之间的楼板宜采用梁板体系，部分楼层采用平板体系时应有加强措施；）除加强层及其相邻上下层外，按框架核心筒计算分析的框架部分各层地震剪力的最大值不宜小于结构底部总地震剪力的 10 ％。当小于 10%时，核心筒墙体的地震剪力应适当提高，边缘构件的抗震构造措施应适当加强；任一层框架部分承担的地震剪力不应小于结构底部总地震剪力的 15 %;3）加强层设置应符合下列规定：

① 9 度时不应采用加强层； ② 加强层的大梁或析架应与核心筒内的墙肢贯通；大梁或朽架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接； ③ 结构整体分析应计人加强层变形的影响； ④ 施工程序及连接构造上，应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。

(2）框架一核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒，其抗震墙除应符合对抗震墙曲有关规定外，尚应符合下列要求：）筒体底部加强部位及相邻上一层，当侧向刚度无突变时不宜改变墙体厚度；）框架一核心筒结构一、二级筒体角部的边缘构件应按下列要求加强：底部加强部位，约束边缘构件范围内应全部采用箍筋，且约束边缘构件沿墙肢的长度宜取墙肢截面高度的 1 / 4 ；底部加强部位以上的全高范围内宜按转角墙的要求设置约束边缘构件；）内筒的门洞不宜靠近转角。(3）楼面大梁不宜支承在内筒连梁上。

（4）

一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于 2 的连梁；当梁截面宽度不小于 400mm时，宜采用交叉暗柱配筋；全部剪力应由暗柱承担，并按框架梁构造要求设置普通箍筋；当梁截面宽度小于 400mm且不小于 200mm时，除普通箍筋外，宜另加设交叉的构造钢筋。

二、多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋

（一）震害特点 1 ．多层砌体房屋（1）墙体的破坏。

在水平地震作用下，与水平地震作用方向平行的墙体是主要承担地震作用的构件，这时墙体将因主拉应力强度不足而发生剪切破坏，出现 450 对角线裂缝，在地震反复作用下造成 X 形交叉裂缝，这种裂缝表现在砌体房屋上是下部重，上部轻，房屋的层数越多，破坏越重。横墙越少，破坏越重。墙体砂浆强度等级越低，破坏越重。层高越高，破坏越重。墙段长短不均匀布置时，破坏也多。

（2）楼梯间的破坏。

楼梯间开间小，水平方向刚度大，所承担的地震作用也较大；同时楼梯间的墙体缺少楼盖与其形成空间结构，墙体的自由高度较大，在房屋的顶层，楼梯间墙为一层半楼高；若楼梯踏步板嵌入墙体时，削弱了墙体的截面；因此楼梯间墙体的震害比房屋其他部位墙体的震害重。

（3）墙体转角处及内外墙连接处的破坏。

墙体转角或连接处，刚度大，应力集中，易破坏，尤其是四大阳角处，还受到扭转的影响，更容易发生破坏。内外墙连接处，有时由于内外墙分开砌筑或留直搓等原因，地震时造成外纵墙外闪、倒塌。

（4）楼盖的破坏。

砌体结构中有相当多的楼板采用预制板，当楼板的搁置长度较小或无可靠拉结时，在强烈地震作用下很容易造成楼板塌落，并造成墙体倒塌。

（5）突出房面的屋顶间等附属结构破坏。

突出屋面的屋顶间及附属结构，由于平面尺寸和侧移刚度的突变，高振型的影响和变形集中显著，震害普遍而严重。出屋面的烟囱、女儿墙等，与主体结构的连接较差，由于地震作用的边端效应，一般破坏较重，尤其女儿墙极易倒塌，产生次生灾害。．底部框架、内框架房屋

（1）震害多发生在房屋的底层，房屋上部震害与多层砌体类似，其破坏强度比底层小；（2）房屋层数越多、高度越大，震害越严重；

（3）底层为框架结构时的震害比底层为框架一剪力墙时的震害大；剪力墙少的房屋震害比剪力墙多时严重；

（4）底层的震害表现为：墙比柱严重，柱比梁严重；（5）底层为内框架的房屋破坏严重。

（二）抗震设计一般规定

(1）多层砌体房屋和底部框架房屋是指由烧结普通钻土砖、烧结多孔黏土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重的结构

(2）多层房屋的层数和高度应符合下列要求：）一般情况下，房屋的层数和总高度不应超过表 8-20 的规定。）对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表 8-20 的规定降低 3m，层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体房屋，还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。

注：横墙较少指同一楼层内开间大于 4.20m 的房间占该层总面积的 40 ％以上。）横墙较少的多层砖砌体住宅楼，当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表 8-20 的规定采用。）横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表 8-20 的规定降低 3m，层数相应减少一层；各层横墙

很少的多层砌体房屋，还应再减少一层；

注：横墙较少指同一楼层内开间大于4.2m 的房问占该层总面积的 40 ％以上；其中，开何不大于 4.2m 的房间占该层总面积不到 20%且开间大于4.5m 的房间占该层总面积的50％以上为横墙很少)6、7 度时．横墙较少的丙类多层砌体房屋，当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表 8 一 20 的规定采用；）采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的砌体房屋，当砌体的抗剪强度仅达到普通黏土砖砌体的 70 ％时，房屋的层数应比普通砖房减少一层，总高度应减少 3m ；当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时，房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋

(3）多层砌体承重房屋的层高不应超过 3.6m ；底部框架一抗震墙房屋的层高，不应司过 4.5m ；当底部采用约束砌体抗震墙时，底层的层高不应超过 4.2m ；当使用功能确有霭要时，采用约束砌体等加强措施的普通砖房屋，层高不应超过 3.9m。

(4）多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值，宜符合表 8 一 21 的要求：

注： ① 单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度；

② 建筑平面接近正加衫时，其高宽比宜适当减小（5）房屋抗震墙横墙的间距，不应超过表 8-22 的要求：

（6）房屋中砌体墙段的局部尺寸限值，宜符合表 8 一 23 的要求

注 ① 局部尺寸不足时应采取局部加强措施弥补；

② 出人口处的女儿墙应有锚固且最小宽度不宜小于 l / 4 层高和表列数据的 80 %。（7）多层砌体房屋的结构体系，应符合下列要求： l）应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。2）纵横墙砌体布置应符合下列要求：

①纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间宽度宜均匀。②平面轮廓凹凸尺寸，不应超过典型尺寸的50%，当超过典型尺寸的 25 ％时，房屋转角处应采取加强措施。

③楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%，且不应在墙体两侧同时开洞。④房屋错层的楼板高差超过500mm时，应按两层计算。错层部位的墙体应采取加强措施；

⑤ 同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；墙面洞口的面积、6、7 度时不宜大于墙面总面积的 55 % , 8、9 度时不宜大于 50％;⑥ 在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙，其累计长度不宜小于房屋总长度的 60 %（高宽比大于 4 的墙段不计人）

3）房屋有下列情况之一时应设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用70~100mm: ① 房屋立面高差在 6m 以上；

② 房屋有错层，且楼板高差大于层高的 1 / 4;③ 各部分结构刚度、质量截然不同。4）楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。5）不应在房屋转角处设置转角窗。）横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。(8）底部框架一抗震墙房屋的结构布置．应符合下列要求： 1）上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐；）房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置。6 度且总层数不超过四层的底层框架一抗震墙砌体房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的约束普通砖砌体或小砌块砌筑的砌体抗震墙，但应计人砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力并进行底层抗震验算，且同一方向不应同时采用钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙；其余情况，8 度时应采用钢筋混凝土抗震墙，6、7 度时应采用钢筋混凝土抗震墙或配筋小砌块硬体抗震墙；）底层框架抗震墙砌体房屋的纵横两个方向，第二层计人构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值，6、7 度时不应大于 2.5 , 8 度时不应大于 2 ．0，且均不应小于 1.0；）底部两层框架抗震墙砌体房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层计人构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度的比值，6、7 度时不应大于 2.0 , 8度时不应大于 1.5，且均不应小于 1.0;5）底部框架杭震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础等整体性好的基础．

(9）底部框架抗震墙砌体房屋的钢筋混凝土结构部分，应符合钢筋混凝土框架结构的相应要求；此时，底部混凝土框架的抗震等级，6、7、8 度分别按三、二、一级采用，混凝土墙体的抗震等级，6、7、8 度分别按三、三、二级采用。

第五篇：建筑结构与结构CAD教学大纲

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《建筑结构与结构 CAD》教学大纲

总 学 时： 学 分： 132 8.5 2周 2 课程设计： 学 分：

一、课程的性质和任务 《建筑结构与结构 CAD》课程包括混凝土结构、砌体结构、钢结构及相关抗震 要求等内容组成，是一门应用性极强的应用科学，是建筑工程专业的主要专业课。本课程讲授混凝土、钢材、砖、石等材料的基本力学性质，钢筋混凝土结构、砌体 结构、钢结构基本构件的受力特点。使学生掌握钢筋混凝土梁、板、柱、楼（屋）盖预应力混凝土构件，砌体结构的墙、柱及钢结构的连接，梁、柱的设计计算方法 和一般结构的构造知识；同时掌握与施工和工程质量监理有关的结构基本知识。能 进行一般民用房屋和单层工业厂房结构选型与结构计算，并能绘制结构施工图。

二、教学内容和教学要求 课题一：钢筋混凝土结构

（一）绪论 教学要求：了解钢筋混凝土的优缺点、应用范围及发展简史

（二）钢筋混凝土结构的基本计算原理 主要内容： 1．结构功能及其极限状态 2．结构可靠度应用概率论的基本知识 3．建筑结构的荷载 4．极限状态设计法 教学要求： 掌握：建筑结构荷载的确定 理解：概论论的基本知识 应用：极限状态设计法 1

（三）钢筋混凝土材料的力学性能 主要内容：

1、混凝土的力学性能

2、钢筋的种类及其力学性能 教学要求： 掌握：钢筋和混凝土的主要力学性能，正确合理地选择钢筋和混凝土材料 应用：表格中各种指标值

（四）受弯构件正截面承载力计算 主要内容： 1．概论 2．梁、板的一般构造 3．受弯构件正截面承载力的试验研究 4．受弯构件正截面承载力计算的基本理论 5．单筋矩形截面承载力的计算 6．双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的计算 7．T 形截面受弯构件正截面承载力的计算 教学要求： 掌握：受弯构件正截面承载力计算及其构造要求 理解：受弯构件在荷载作用下各阶段的应力状态及其在结构设计中的应用 应用：通过工程实例，提高分析问题和解决问题的能力

（五）受弯构件斜截面承载力计算 主要内容： 1．概论 2．受弯构件斜截面承载力的试验研究 3．受弯构件斜截面承载力计算 4．纵向钢筋的弯起、截断和锚固 教学要求： 掌握：受弯构件斜截面承载力计算及其构造要求 理解：斜截面破坏形式及“剪跨比”概念 应用：通过工程实例，提高分析问题和解决问题的能力 2

（六）钢筋混凝土受扭构件承载力计算 主要内容： 1．概论 2．钢筋混凝土受扭构件的限制条件 3．矩形截面剪、扭承载力计算 4．矩形截面弯、剪、扭构件承载力计算 5．受扭构件的构造要求与计算步骤 教学要求： 掌握：矩形截面弯、剪、扭构件的承载力计算 理解：受扭构件截面上的应力分布及其构造要求 应用：通过工程实例，提高分析问题和解决问题的能力

（七）钢筋混凝土受压构件承载力计算 主要内容： 1．轴心受力构件 2．偏心受压构件 3．偏心受压柱斜截面受剪承载力计算 教学要求： 掌握：钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算及其构造要求 理解：钢筋混凝土受压构件斜截面承载力计算 应用：通过工程实例，提高分析问题和解决问题的能力

（八）受拉构件承载力的计算（※）主要内容： 1．轴心受拉构件的正截面承载力计算 2．偏心受拉构件的正截面承载力计算 教学要求： 了解：计算概念

（九）钢筋混凝土构件变形与裂缝验算 主要内容： 1．受弯构件的变形计算 2．裂缝宽度的计算 3 教学要求： 掌握：受弯构件的挠度计算，受弯及受拉构件裂缝宽度的验算 理解：EI—为常数，B—为变数

（十）预应力混凝土构件 主要内容： 1．基本概念 2．施加预应力的方法和错具 3．预因力混凝土材料 4．张拉控制应力和预应力损失 5．预应力混凝土轴心受拉构件 6．预应力混凝土构件的构造 教学要求： 了解： 1．预应力混凝土的基本概念 2．会进行预应力损失的计算 3．会应用减少预应力损失的措施

（十一）钢筋混凝土梁板结构 主要内容： 1．概论 2．整体式单向板肋形楼盖 3．双向板肋形楼盖 4．井字楼盖（※）5．装配式楼盖（※）6．楼梯 7．雨逢 8．楼梯 教学要求： 掌握： 1．单向板、双向板肋梁楼盖按弹性理论和塑性理论的计算方法、截面配筋计 算和构造要求 4 2．楼梯、过梁和雨逢的计算方法及其构造要求 理解：装配式楼盖平面布置原理和构造要求 应用：通过工程实例，提高分析问题和解决问题的能力

（十二）单层工业厂房结构（※）主要内容： 1．单层工业厂房的结构组成和受力特点 2．单层工业厂房的结构组成选型与支撑布置 3．单层工业厂房铰接排架的内力分析与组合 4．单层工业厂房排架柱设计 5．柱下独立基础 6．单层工业厂房镒接排架设计实例 教学要求： 掌握：单跨排架的计算方法和排架柱截面配筋计算 理解：单层厂房的组成与传力途径 应用：进行构件的选型及其布置

（十三）多层房屋结构和高层房屋结构（※）主要内容： 1．多层房屋和高层房屋结构类型 2．框架结构布置及计算简图 3．多层多跨框架的内力和侧移计算 4．框架的内力组合及截面配筋 5．现浇框架的确一般构造要求 教学要求： 了解：多层框架的设计原理和方法

（十四）建筑结构 CAD 简介 主要内容： 1．建筑结构 CAD 概况 2．建筑结构 CAD 的基本概念及工作过程 3．建筑结构 CAD 软件——PK 软件的介绍 4．利用 PKPM 软件进行框架结构、连续梁、排架结构等的内力计算和画结构施 5 工图 教学要求： 了解：建筑结构 CAD 的基本概念及其工作过程 掌握：PKPM 软件，能进行框架结构、连续梁、排架结构等设计 课题二：砌体结构

（一）砌体材料及其力学性能 主要内容： 1．砌体材料 2．砌体种类 3．砌体的力学性能 教学要求： 了解：各种砌体的强度指标，并会查表 应用：会合理选用砌体材料

（二）砌体结构构件的承载力计算 主要内容： 1．砌体结构设计表达式及分项系数 2．受压构件 3．局部受压计算 4．受拉、受弯和受剪构件（※）5．配筋砌体概述 教学要求： 掌握：无筋砖砌体的受压及避部受压构件的计算 了解：配筋砌体的计算和构造

（三）混合结构房屋的墙、柱设计 主要内容： 1．房屋的结构布置 2．房屋的静力计算方案 3．墙、柱的构造要求 4．刚性方案房屋墙体计算 5．弹性与刚弹性方案房屋的墙体计算（※）6 教学要求： 掌握：砖砌体墙、柱的高厚比验算，刚性方案房屋墙体的计算 了解：房屋结构布置承重方案和墙、柱的构造要求

（四）过梁、墙梁和挑梁的设计与计算 主要内容： 1．过梁 2．墙梁（※）3．挑梁 教学要求： 掌握：过梁、挑梁的计算 了解：墙梁的设计

（五）建筑抗震设计基本知识 主要内容： 1．地震基本知识 2．建筑抗震设防基本知识 3．地震作用 教学要求： 掌握：建筑抗震设防基本知识 了解：地震基本知识

三、多层砌体房屋抗震设计 主要内容： 1．概述 2．震害及其分析 3．抗震设计的一般规定 4．抗震计算 5．抗震构造措施 6．设计实例 教学要求： 掌握：抗震设计的一般规定 应用：抗震构造措施 7 课题三：钢结构

（一）绪论 主要内容： 1．钢结构的特点和应用范围 2．钢结构的概况 教学要求： 了解：钢结构的特点，应用范围及发展概况

（二）钢结构的材料和设计方法 主要内容： 1．钢结构的材料 2．影响钢材力学性能的主要因素 3．钢材的选用及规格 4．钢材的应力集中 5．钢结构的计算方法和设计指标 教学要求： 掌握：钢材的力学性能，正确理解并熟悉现行规范关于钢结构采用牌号的规定 了解：钢材的规格及其选用，会型钢表 应用：应力集中原理，处理实际工程问题

（三）钢结构的连接 主要内容： 1．钢结构的连接方法 2．焊接方法和焊接类型 3．角焊缝的构造和计算 4．对接焊缝的构造和计算 5．焊接变形和焊接应力

6、普通螺栓连接 7．高强度螺栓连接 教学要求： 掌握： 1．焊接连接的计算与构造要求 8 2．螺栓连接的计算与构造要求

（四）受弯构件的计算 主要内容： 1．梁的类型及其应用 2．梁的强度和刚度计算 3．梁的整体稳定 4．型钢梁的设计 5．梁的局部稳定 教学要求： 掌握： 1．梁的强度和刚度计算 2．对梁的整体稳定和局部稳定重点是讲清物理概念 理解：组合梁中加劲肋布置的原理

（五）轴心受力构件和拉弯、压弯构件 主要内容： 1．轴心受力构件 2．实腹式轴心受压柱 3．格构式轴心受压柱 4．偏心受力构件 5．柱头与柱脚 教学要求： 掌握：实用轴心受压柱的设计 了解：格构式轴心受压柱的计算方法 应用：对偏心受力构件只作一般了解

（六）钢屋盖（※）主要内容： 1．钢屋盖结构的组成形式和尺寸 2．支撑 3．屋架杆件内力计算 4．屋架杆件截面设计 9 5．屋架节点设计 6．钢屋架施工图 7．轻型钢屋架 8．网架结构 9．钢屋架设计实例 教学要求： 理解：屋盖支撑布置、杆件内力组合、截面设计、节点设计 应用：能识读钢屋架结构施工图 注：大纲中带※号者未计入总学时，可作为选修及自学内容

三、学时分配表 序号 1 2 3 课题 一 二 三 课 题 内 容 总学时 66 28 36 2 132 其 中 授习题课 实验课 8 2 2 14 讲 34 26 34 2 钢筋混凝土结构 砌体结构 钢结构 机动、复习合 计 106 12 14 注：习题课学时可根据学生接受能力进行调整。

四、实践性教学环节和课外教学活动

序 号 实验项目名称 实验 学时 实验内容

1、安装 PKPM 设计软件

2、将 PKPM 设计软件安装 光 盘 放 入 光 驱并 运 行 SETUP.EXE

3、点击下一步进行安装

4、安装加密狗驱动程序

5、重启计算机即可

6、双击 Windows 桌面上的 PKPM—CAD 图标，弹出 PKPM 系列软件界面，显示主菜单

1、轴线输入

5、荷载定义

2、网格生成

6、楼层组装

3、构件定义

7、保存文件

4、楼层定义

1、检查数据文件

2、程序对刚才建立的模型 必 修 实验要求 选 修 其 他 备注 1 常用 PKPM 结构 分析设计软件的 安装、调试和维 护能力 PMCAD 的启动 2 * 2 执 行 主 菜 单 A—PM 交互式数 据输入 执行主菜单 1— 检查数据文件 2 * 3 2 * 10 执行主菜单 2— 输入次梁楼板 4 执行主菜单 3— 荷载输入信息 执行主菜单 5— 画结构平面图 执行主菜单 4— 形成 PK 文件 操作实例：框架 结构、连续梁、现浇楼盖。课程设计 2 5 2 6 4 7 进行数据检查

3、输入次梁楼板

4、选择下一个需要作布置 的标准层号

1、输入荷载信息

2、画结构平面图

3、修改楼板配筋图参数

4、完成图层管理一系列操作

5、画板的配筋图

1、框架生成

2、连续梁生成

3、现浇楼盖生成

1、PK 数据文件输入和数检

2、框架、连续梁、现浇楼盖 等结构计算

3、绘制框架、连续梁、现浇 楼盖 2周 * * * *

五、建议考核方式

1、采取知识考核与能力考核相结合。知识考核占总分的 50%，能力考核占总分的 50%；

2、知识考核于期中和期末，以卷面的形式出现，集中考核学生对所学知识的掌握程 度；能力考核是指课程设计及大作业；

3、编写大纲时，主要参考《建筑结构》由陶红林主编书目。11 1