《荷载与结构设计原则》

《荷载与结构设计原则》课程教学大纲课程编号：031178学分：1总学时：17大纲执笔人：李国强大纲审核人：黄宏伟一、课程性质与目的本课程属于专业基础课，是土木工程专业的重要结构工程教学内容，为必修课。本课程的教学目的是让学生了解工程结构可能承受的各种荷载，以及工程结构设计的可靠度背景。二、课程基本要求通过本课程的学习，学生应掌握工程结构设计时需考虑的各种主要荷载，这些荷载产生的背景，以及各种荷载的计算方法；并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠度要求的结构设计方法。三、课程基本内容（一）荷载类型1．荷载与作用2．作用的分类（二）重力1．结构自重2．土的自重力3．雪荷载（1）基本雪压（2）屋面雪压4．车辆重力5．屋面活荷载（三）侧压力1．土的侧向压力（1）基本概念及土压力分类（2）基本原理（3）土压力的计算2．水压力及流水压力3．波浪荷载（1）波浪的分类（2）波浪荷载的计算4．冻胀力（1）动土的概念、性质及结构物的关系（2）土的冻胀原理（3）冻胀力的分类及其计算5．冰压力（1）冰压力概念及分类（2）冰压力的计算（四）风载1．风的有关知识（1）风的形成（2）两类性质的大风（3）我国风气候总况（4）风级2．风压（1）风压与风速的关系（2）基本风压（3）非标准条件下的风速或风压计算3．结构抗风计算的几个重要概念（1）结构的风力与风效应（2）顺风向平均风与脉动风（3）横风向风振4．顺风向结构风效应（1）顺风向平均风效应（2）顺风向脉动风效应（3）顺风向总风效应5．横风向结构风效应（1）流经任意截面体的风力（2）结构横风向风力（3）结构横风向风效应（4）结构总风效应（5）结构横风向驰振（galloping）（五）地震作用1．地震基本知识（1）地震的类型与成因（2）地震分布（3）震级与烈度（4）地震波与地面运动2．单质点体系地震作用（1）单质点体系地震反应（2）地震作用与地震反应谱（3）设计反应谱3．多质点体系地震作用（1）多质点体系地震反应（2）震型分解反应谱法（3）底部剪力法（六）其它作用1．温度作用（1）基本概念及温度作用原理（2）温度应力的计算2．变形作用3．爆炸作用（1）爆炸概念（2）爆炸荷载的计算4．浮力作用5．制动力（1）汽车制动力（2）吊车制动力6．离心力7．预加力（七）荷载的统计分析1．荷载的概率模型（1）二项随机过程模型（2）统计参数分析2．荷载的各种代表值（1）标准值（2）准永久值（3）荷载组合值3．荷载效应及荷载效应组合（1）荷载效应（2）荷载效应组合（八）结构抗力的统计分析1．影响结构抗力的不定性2．结构构件材料性能的不定性3．结构构件几何参数的不定性4．结构构件计算模式的不定性5．结构构件抗力的统计特征（1）结构构件抗力的统计参数（2）结构构件抗力的分布类型（九）结构可靠度分析1．结构可靠度基本概念（1）结构的功能要求（2）结构的功能函数（3）结构极限状态（4）结构可靠度（5）可靠指标2．结构可靠度分析的实用方法（1）中心点法（2）验算点法3．相关随机向量的结构可靠度计算4．结构体系的可靠度（1）基本概念（2）结构体系可靠度的上下界（十）结构概率可靠度设计法1．结构设计的目标（1）设计要求（2）目标可靠度2．结构概率可靠度的直接设计法3．结构概率可靠度设计的实用表达式（1）单一系数设计表达式（2）分项系数设计表达式（3）规范设计表达式四、实验或上机内容无五、前修课程要求结构力学、结构动力学、概率与统计。六、学时分配序号内容学时安排小计理论课时实验课时习题课时上机课时1荷载类型、重力、侧压力22风的有关知识、风压、结构抗风计算概念23顺风向与横风向结构风效应24地震基本知识、单质点地震作用15多质点地震作用26其他作用、荷载的统计分析、抗力的统计分析27结构可靠度分析28结构可靠度设计29考试2总计1717七、教材与主要参考书建议教材：《工程结构荷载与可靠度设计原理》，李国强、黄宏伟、郑步全编著，中国建筑工业出版社，1999年。《工程结构荷载与可靠度设计原理》，李国强、黄宏伟等编著，中国建筑工业出版社，2001。参考教材：《建筑结构概率极限状态设计》，李继华等编著，中国建筑工业出版社，1990年。八、课外要求阅读有关参考文献