荷载与结构设计原理教学大纲.docx

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1、荷载与结构设计原理教学大纲课程中文名称：荷载与结构设计原理课程英文名称：Load and Structural Design Principle课程编号：K1046学分：L5学时：24 （其中：讲课学时：24实验学时：0实践学时：0 ）先修课程：概率论与数理统计、结构力学适用专业：土木工程课程类别：专业基础课程/必修使用教材：工程荷载与结构设计方法（第一版），季静，中国建工出版社开课单位：土木与建筑学院一、课程性质本课程是土木工程专业的门专业基础课程，是结构理论与概率统计、可靠度理论等相 结合的一门新兴学科，是十.木工程专业的必修课程。本课程旨在使学生熟悉工程结构中常见 的各类荷载及其特点，掌

2、握结构设计理论和方法，理解并运用好工程结构可靠度设计统一 标准及相应的设计规范体系，并了解各类规范建立的可靠度理论背景，为今后培养工程结 构的设计计算能力和科研创新能力打下必要的基础。二、课程目标课程总体目标：对工程结构中常见的各类荷载及其特点有深刻的认识，掌握结构设计理 论和方法，理解并运用好工程结构可靠度设计统一标准及相应的设计规范体系，了解各 类规范建立的可靠度理论背景，关注土木工程行业现状及其发展，为今后培养工程结构的设 计计算能力和科研创新能力打下必要的基础。课程目标1：对工程结构中常见的各类荷载及其特点有深刻的认识，掌握结构设计的基 本理论和方法。课程目标2：能从实际工程中抽取出相

3、应的荷载模型，计算荷载效应，并能运用结构设 计的基本原理形成相应的设计思路。课程目标3： 了解各类规范建立的可靠度理论背景，关注土木工程行业现状及其发展, 为培养日后职业生涯中的设计分析能力、科研创新能力和终身学习能力打下必要的基础。课程目标对毕业要求的支撑关系课程目标支撑毕业要求毕业要求指标点支撑毕业要求指 标点权重11工程知识：掌握本领域专业 知识体系，对土木工程核心 知识有深刻的认识，能够解 决土木工程中的结构分析设 计、结构校核、结构加固及 其他相关复杂工程问题。1.2掌握本专业领域知识体 系，对土木工程核心知识有 深刻的认识0.122问题分析：毕业生能够应 用数学、自然科学和工程科

4、学的基本原理对土木工程中 的各类复杂问题进行深入分 析，并通过查阅文献进行对 比研究，从而获得与研究目 的有关的结论与资料，进一 步做出正确的分析方法与技 术路线。2.3能从土木工程复杂问题 中，利用专业基本原理来分 析问题和研究问题，并获得 有效结论0.1312毕业生在完成本科学习之 后，能具有自我学习的能力， 并在未来职业发展中继续保 持自主学习和终身学习的意 识。12.2熟悉土木工程相关技 术的未来发展趋势，关注行 业现状及其发展，能够在职 业规划中不断开拓进取，具 备强烈的终身学习意识和 自学能力0.2三、教学内容及要求第一章绪论1 .教学内容了解本课程性质和基本内容、学习特点及学习方

5、法；掌握结构、结构上的作用、作用效 应、结构抗力、结构的功能要求等基本概念；了解荷载与作用的区别、联系。2 .重、难点掌握结构、作用、作用效应、结构抗力、结构的功能要求等基本概念。3 .考核要点结构、结构上的作用、作用效应、结构抗力、结构的功能要求、荷载与作用的区别以及 联系。4 .教学方法以问题为线索，引导学生回答这是一门什么样的课？为什么要学习它？主要学些什么 内容？涉及哪些方面？具体学些什么（相关的基本概念）？怎样才能学好？“，等等，使得 学生先对本课程有一个宏观了解5 .作业安排无第二章建筑结构的荷载1 .教学内容了解建筑结构中结构自重、楼面活荷载、雪荷载、风荷载等的基本性质；理解建筑

6、结构 中各类荷载的特点和影响因素；掌握各类荷载代表值的计算方法。2 .重、难点掌握建筑结构中各类荷载的特点、影响因素和计算方法。3 .考核要点建筑结构中各类荷载的性质、特点、影响因素和荷载代表值的计算方法。4 .教学方法注意引导学生思考各类荷载产生的原因，基本性质，影响因素，以确定各类荷载代表值 的计算方法，讨论各参数的含义和取值范围。5 .作业安排P66 2, 3 （或排架结构上风荷载计算补充练习）第三章桥梁工程的荷载6 .教学内容掌握桥梁工程中汽车荷载、水压力、冰压力、撞击力和温度作用等的基本计算方法和分 析思路，掌握相关基本概念。7 .重、难点汽车荷载的特点和计算方法。8 .考核要点汽车

7、荷载、水压力、冰压力、撞击力和温度作用等的特点和计算方法。9 .教学方法本章重难点为汽车荷载，授课中注意引导学生回顾力学中影响线的概念，讨论汽车荷载 的特点及两类汽车荷载（车道荷载、车辆荷载）的不同作用方式和确定思路。10 作业安排无第四章地震作用1 .教学内容了解地震的类型、成因和我国地震带的分布特点，了解地震作用的计算方法；掌握震级、 烈度、地震反应谱、设计反应谱、抗震设防等重要概念。2 .重、难点震级、烈度、地震反应谱、设计反应谱、地震作用等重要概念，底部剪力法的计算方法。3 .考核要点地震的类型、成因、震级、烈度、地震反应谱、设计反应谱、抗震设防等重要概念和地 震作用的计算方法。4 .

8、教学方法本章概念较多且较抽象，可从实例出发引导学生掌握相关的基本概念，并厘清底部剪力 法计算多质点体系地震作用的基本思路5 .作业安排P41习题1 （或框架结构地震作用的补充练习）第五章工程结构设计方法发展6 .教学内容了解工程结构设计方法发展的历史和基本趋势，了解各类方法的基本特点，掌握现行各 类规范建立的可靠度理论背景。7 .重、难点了解工程结构设计方法发展的基本趋势，掌握现行各类规范建立的可靠度理论背景。8 .考核要点工程结构设计方法发展的历史和基本趋势、各类方法的基本特点、现行各类规范建立的 可靠度理论背景。9 .教学方法引导学生厘清工程结构设计方法的发展历史，总结各类方法的基本特点，

9、并讨论现行各 类规范建立的可靠度理论背景和未来发展的基本趋势10 作业安排查阅某类规范的历史沿革，并从可靠度角度阐述其发展趋势和改进思路。第六章结构可靠度的基本概念1 .教学内容了解荷载的概率模型及其特点；理解荷载效应组合的基本规则；掌握各类荷载代表值的 概率意义；了解结构抗力的不定性及其主要影响因素：掌握结构抗力的分布类型及其统计参 数的计算方法；了解结构体系可靠度的背景知识、相关概念和分析模型；掌握结构的功能函 数、极限状态、结构可靠度以及可靠指标等重要概念。2 .重、难点掌握结构的功能要求、可靠性、功能函数和两类极限状态；掌握荷载和结构抗力的统计 分析方法；掌握结构可靠度、可靠指标的概念

10、。3 .考核要点结构的功能要求、可靠性、功能函数和两类极限状态；荷载和结构抗力的统计分析方法; 结构可靠度、可靠指标的概念和结构体系可靠度的背景知识。4 .教学方法与数理统计中的相关知识结合，引入作用、作用效应和结构抗力的随机性，引导学生分 析其特点，确定相应的概率模型，了解结构体系可靠度的背景知识，并掌握功能函数、极限 状态、结构可靠度以及可靠指标等重要概念5 .作业安排无第七章结构概率可靠度设计方法6 .教学内容了解目标可靠度的确定方法和概率可靠度的直接设计法；掌握基本设计原则、目标可靠 指标的概念和确定方法、荷载和材料强度的取值方法、概率极限状态设计法的基本原理，重 点掌握概率极限状态设

11、计的实用表达式及应用。7 .重、难点掌握基本设计原则、目标可靠指标的概念和确定方法、荷载和材料强度的取值方法和概 率极限状态设计法的基本原理，掌握概率极限状态设计的实用表达式及应用。8 .考核要点基本设计原则、H标可靠指标的概念和确定方法、荷载和材料强度的取值方法、概率极 限状态设计法的基本原理、实用表达式及应用。9 .教学方法从基本设计原则入手，引导学生讨论目标可靠指标的影响因素采用打比方的方式使得 学生明确分项系数的类型、含义、理论背景和取值方法，最后水到渠成地引出概率可靠度设 计的实用表达式。（注意：建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2018）中实用表达式和 分项系数取值的修订

12、）10 作业安排P155习题1, 2 （或类似的补充题）四、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节教学内容支撑的 课程目标学时分配讲课实验实践第一章 绪论了解课程性质、基本内容、行业发展现状以及课程 的学习特点、学习方法：掌握结构、结构上的作用 等基本概念；掌握荷载代表值的概念、种类。1、3200第二章 建筑结构的 荷载了解结构白垂、楼面屋面活荷载、雪荷我、和风荷 载等的基本性质：理解建筑结构中各类荷载的特点 和影响因素：掌握建筑结构中各类荷载代表值的计 算方法。1、2600AjV 七. 第二早 桥梁工程的 荷载掌握桥梁工程中汽车荷载、水压力、冰压力、撞击 力和温度作用等的基本计算方法和分析思路

13、，掌握 相关基本概念。1、2400第四章 地震作用了解地震的类型、成因和我国地震带的分布特点， 掌握地震作用的计算方法：掌握震级、烈度、地震 反应谱、设计反应谱、抗震设防等重要概念。1、2500第五章 工程结构设 计方法发展了解工程结构设计方法发展的历史和基本趋势，掌 握现行各类规范建立的可靠度理论背景。3100第六章 结构可靠度 的基本概念了解荷载、结构抗力的概率模型及其特点：掌握各 类荷载代表值的概率意义；了解结构体系可靠度的 背景知识和分析模型；掌握结构的功能函数、极限 状态、结构可靠度以及可靠指标等重要概念。1、3200第七章 结构概率可 靠度设计法了解目标可靠度的确定方法和概率可靠度

14、的宜接设 计法；掌握基本设计原则、FI标可靠指标的概念和 确定方法、荷载和材料强度的取值方法、概率极限 状态设计法的基本原理，掌握概率极限状态设计的 理论背景、实用表达式及应用2、3400合计24五、考核方式及成绩评定标准1、课程考核方式：考试2、课程成绩评定标准：课程成绩=平时考核成绩x30%+期末考试成绩x70%。成绩的具体构成如下:考核形式分值考核细则对应的课程目标平时成绩 （占 30%）课堂测试、回答 问题、思考题抢 答、小组汇报讨 论、课外作业， 等等100 分， 占30%课堂上借助雨课堂、学习通等线上 辅助教学平台以随堂测试、选人提 问、思考题抢答、小组汇报等形式 进行考核，并结合

15、课外作业质量进 行评定，将累计得分折算为100分， 并按照30%比例合入总分，主要反 映学生的课堂学习和课后消化情 况。1, 2, 3期末考试 （占 70%）期末笔试 卷面成绩100 分， 占70%试卷题型一般可包括选择题、填空 题、简答题、判断分析、综合分析 应用和计算题等，以卷面成绩的1, 2, 370%计入课程总成绩。考核学生对 基本概念、设计理论的掌握和应用 情况，并考查学生对专业知识体系 及学科发展的了解情况。六、参考书目1 .工程荷载与可靠度设计原理，白国良，中国建工出版社，2012.8第一版2 .工程结构荷载与可靠度设计原理，李国强，中国建工出版社，2005.12第三版3 .建筑结构荷载规范理解与应用，金新阳，中国建工出版社，2013.9第一版附：相关规范1)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2018)2)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)3)建筑抗震设计规范(GB50011-2010) (2016年版)4)公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)5)混凝土结构设计规范(GB50010-2010) (2015年版)6)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)