组合结构设计原理

一、课程性质与目的
　　本课程是土木工程专业新增的一门选修专业基础课，可为学习后续专业课的结构选型、结构设计提供理论基础。组合结构是继木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构及钢结构之后发展起来的另一种结构型式，已被广泛应用于土木工程各个领域之中。开设本课程的目的是为了开阔学生视野，训练学生应用及研究新型结构的创新能力，使学生掌握组合结构的计算原理、设计方法，为今后设计组合结构和科学研究提供必要的基础。

　　二、课程的基本要求
　　(一)组合结构概论
　　1．掌握组合结构体系的基本概念； 
　　2．掌握组合结构的型式及其特点；
　　3．了解组合结构的发展概况及应用；

　　(二)材料
　　1．熟练掌握钢材的主要机械性能及影响因素；
　　2．熟练掌握混凝土的力学性能；
　　3．掌握连接件材料的力学性能；

　　(三)钢与混凝土组合结构
　　1．压型钢板与混凝土组合楼板
　　(1)掌握组合楼板的基本概念和分类；
　　(2)掌握压型钢板的构造特点； 
　　(3)熟练掌握各类组合楼板的计算原理和设计方法；
　　(4)掌握组合楼板设计的构造要求和施工方法。

　　2．钢与混凝土组合梁
　　(1)掌握组合梁的基本概念；
　　(2)熟练掌握组合梁的弹性、塑性分析理论及设计方法；
　　(3)掌握连续组合梁的特点及其弹性和塑性设计方法；
　　(4)熟练掌握组合梁抗剪连接件设计方法；
　　(5)掌握组合梁设计的一般构造要求和施工方法。

　　3．型钢混凝土结构
　　(1)熟悉型钢混凝土结构的特点及应用；
　　(2)熟练掌握型钢混凝土梁、柱的计算理论和设计方法；
　　(3)掌握型钢混凝土梁柱节点设计方法；
　　(4)掌握型钢混凝土结构的一般构造要求和施工方法；
　　(5)了解型钢混凝土结构的工程实例。 

　　4．钢管混凝土结构 
　　(1)掌握钢管混凝土结构的构造特点及应用范围； 
　　(2)掌握钢管混凝土的基本力学性能和工作原理；
　　(3)熟练掌握钢管混凝土柱的极限分析理论和计算方法； 
　　(4)熟练掌握钢管混凝土单肢柱、格构式柱的承载力计算方法；
　　(5)掌握钢管混凝土结构的一般构造要求； 
　　(6)熟悉方钢管混凝土结构的特点、力学性能和设计方法；
　　(7)了解钢管混凝土结构的工程实例。

　　5．外包钢混凝土结构
　　(1)熟悉外包钢混凝土结构的特点及其应用；
　　(2)掌握外包钢混凝土梁、柱的计算和设计方法；
　　(3)熟悉外包钢混凝土结构接头的设计方法和构造要求；
　　(4)了解外包钢混凝土结构的工程实例。

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　三、课程教学基本内容
　　(一)组合结构概论
　　1．组合结构的基本概念；
　　2．组合结构的型式及其特点；
　　3．组合结构的发展概况；
　　4．组合结构的基本设计方法；组合结构的变形限制和混凝土裂缝宽度限值。

　　(二)材料
　　1．钢材的拉伸、冷弯性能和韧性；影响钢材性能的因素；
　　2．混凝土抗压强度、变形模量、徐变及收缩等基本概念；
　　3．连接材料的分类、性能与强度设计。

　　(三)压型钢板与混凝土组合楼板
　　1．组合楼板的一般概念、分类及其发展概况；
　　2．压型钢板叠合面齿槽要求，压型钢板型号及允许偏差； 
　　3．压型钢板截面特征值的计算方法；受压翼缘有效宽度的概念和计算方法；
　　4．各类组合楼板的计算原理和设计方法；
　　5．组合楼板设计的构造要求；组合楼板的施工方法。

　　(四)钢与混凝土组合梁
　　1．组合梁的基本概念、分类及其发展概况； 
　　2．组合梁的基本性能与构造体系；
　　3．组合梁的弹性分析理论及设计方法； 
　　4．组合梁的塑性分析理论及设计方法； 
　　5．连续组合梁的发展概况及特点；连续组合梁的弹性和塑性设计方法；连续组合梁的斜截面设计方法；连续组合梁的裂缝及变形验算；
　　6．组合梁抗剪连接件设计方法及构造要求；
　　7．组合梁设计的一般构造要求及施工方法。

　　(五)型钢混凝土结构
　　1．型钢混凝土结构的构造特点及应用；
　　2．型钢混凝土梁正截面、斜截面的计算理论和设计方法；型钢混凝土梁裂缝和变形的验算；
　　3．型钢混凝土柱正截面、斜截面的计算理论和设计方法；
　　4．型钢混凝土梁柱节点的型式、构造要求及设计方法；
　　5．型钢混凝土结构的一般构造要求及施工方法；
　　6．型钢混凝土结构工程实例。

　　(六)钢管混凝土结构
　　1．钢管混凝土结构的一般概念、特点及应用范围；
　　2．钢管混凝土的基本力学性能；
　　3．钢管混凝土的破坏机理和工作原理； 
　　4．钢管混凝土的极限分析理论和极限承载力； 
　　5．钢管混凝土单肢柱的承载力计算方法；
　　6．钢管混凝土格构式柱的承载力计算方法；
　　7．钢管混凝土局部受压承载力计算方法；单、双层钢管混凝土的构造特点；
　　8．钢管混凝土结构的一般构造要求及其施工方法；
　　9．方钢管混凝土结构的特点、力学性能及设计方法；
　　10．钢管混凝土结构工程实例。 

　　(七)外包钢混凝土结构 
　　1．外包钢混凝土结构的一般概念、特点、发展概况及其在工程中的应用；
　　2．外包钢混凝土梁的正截面、斜截面承载力计算；裂缝与变形验算；
　　3．外包钢混凝土柱的正截面、斜截面承载力计算；
　　4．外包钢混凝土结构节点设计方法与一般构造要求；
　　5．外包钢混凝土结构厂房设计要求及方法；
　　6．外包钢混凝土结构工程实例。

　　四、实验内容
　　1．钢与混凝土组合梁弯曲性能实验；
　　2．钢管混凝土短柱轴压实验。

　　五、前修课程要求
　　荷载与结构设计方法、混凝土结构设计原理、钢结构设计原理