《高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱High-rise building structure seismic design課程編號(hào)341100200課程類型學(xué)科選修課課程學(xué)分2.5課程學(xué)時(shí)45適用專業(yè)土木工程專業(yè)先修課程結(jié)構(gòu)力學(xué) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 鋼結(jié)構(gòu)后修課程無二、課程性質(zhì)與定位高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)重要的學(xué)科方向選修課之一。該課程與結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等密切相關(guān)，內(nèi)容豐富，理論嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)用性強(qiáng)，注重工程能力的培養(yǎng)，是一門涉及學(xué)科較多且發(fā)展很快的課程。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高層建筑越來越多地出現(xiàn)在大中城市，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是建筑工程學(xué)生必須

2、掌握的內(nèi)容之一。該課程的內(nèi)容也在隨著設(shè)計(jì)規(guī)范不斷擴(kuò)充和更新，理論不斷豐富和深化，分析方法不斷完善和發(fā)展，是建立在工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上的理論性和綜合性很強(qiáng)的課程。 三、課程目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)：掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的基本理論和基本知識(shí)，對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析的方法，掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原理及方法。2.能力目標(biāo)：能夠進(jìn)行一般高層建筑結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布置，能進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，建立初步的工程經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)解決和處理工程實(shí)際問題的能力。3.素質(zhì)目標(biāo)：在課程教學(xué)時(shí)以精講多練為原則，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。本課程同時(shí)注重理論和工程實(shí)踐的結(jié)合，力求為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)后從事設(shè)計(jì)工作及土木工程施工打

3、下良好基礎(chǔ)。四、主要內(nèi)容和要求第一章 緒論【目的要求】1、掌握高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)2、熟悉高層建筑結(jié)構(gòu)的類型，熟悉本課程的教學(xué)內(nèi)容和要求3、了解高層建筑的發(fā)展概況【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】通過引入生動(dòng)的工程實(shí)例引起學(xué)生對(duì)本門課的興趣，在講授中借助工程實(shí)例、工程圖片等豐富課堂教學(xué)。通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)使學(xué)生關(guān)于水平力對(duì)于結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形及對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)于高層建筑的發(fā)展概況應(yīng)有一個(gè)概括性的了解?！局v授內(nèi)容】1、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)2、高層建筑結(jié)構(gòu)的類型3、高層建筑的發(fā)展概況第二章 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置【目的要求】1、掌握高層建筑的結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置2、熟悉高層建筑的基本結(jié)構(gòu)

4、體系，熟悉結(jié)構(gòu)總體布置原則3、了解不同體系的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，會(huì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的選擇；了解結(jié)構(gòu)總體布置的原則及需要考慮的問題；了解高層建筑中變形縫的處理特點(diǎn)；了解樓蓋及地基基礎(chǔ)方案選型?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】在多層房屋的設(shè)計(jì)中，抵御豎向荷載是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所面對(duì)的主要問題。在高層房屋的設(shè)計(jì)中，一定要使學(xué)生明白：抵御水平荷載，提供足夠的抗側(cè)移剛度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的主要任務(wù)【講授內(nèi)容】1、高層建筑結(jié)構(gòu)體系2、結(jié)構(gòu)總體布置3、高層建筑的樓蓋結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)第三章 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用【目的要求】1、掌握總風(fēng)荷載和局部風(fēng)載的計(jì)算，以及利用反應(yīng)譜理論確定等效地震作用的方法2、熟悉工程結(jié)構(gòu)抗震的相關(guān)內(nèi)容3、了解高層建筑結(jié)

5、構(gòu)設(shè)計(jì)中所面對(duì)的荷載種類【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】本章重點(diǎn)是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中風(fēng)荷載的計(jì)算，地震荷載的計(jì)算方法。對(duì)這部分內(nèi)容可結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行講解。【講授內(nèi)容】1、豎向荷載；2、風(fēng)荷載；3、地震作用第四章 高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)要求【目的要求】1、熟練掌握荷載效應(yīng)的組合方法，掌握建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的要求2、熟悉結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的理解與應(yīng)用，熟悉超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)的要求3、了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，了解結(jié)構(gòu)計(jì)算的一般簡化假定?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】本章重點(diǎn)是荷載效應(yīng)組合的意義及組合方法，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)與兩階段抗震設(shè)計(jì)方法的理解與運(yùn)用，難點(diǎn)是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的理解與應(yīng)用。概念設(shè)計(jì)是高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的

6、重要內(nèi)容，應(yīng)從場地條件、結(jié)構(gòu)體系和抗側(cè)剛度的合理選擇、結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置、延性和地震能量耗散、薄弱層等方面，掌握這部分有關(guān)內(nèi)容?！局v授內(nèi)容】1、高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析2、荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)的組合3、高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求4、高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)5、超限高層建筑工程抗震設(shè)計(jì)第五章 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【目的要求】1、掌握下列計(jì)算方法：豎向荷載下內(nèi)力的近似計(jì)算分層法，水平荷載下內(nèi)力的近似計(jì)算彎點(diǎn)法與改進(jìn)反彎點(diǎn)法，水平荷載下側(cè)移的近似計(jì)算方法；掌握框架結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡圖的取法；掌握梁、柱、節(jié)點(diǎn)區(qū)的配筋設(shè)計(jì)方法2、熟悉理解d值與D值的概念，兩者的異同點(diǎn)3、了解教材介紹的各種手算方法對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布及

7、位移的影響因素，了解桿件彎曲變形及軸向變形對(duì)側(cè)移的影響；了解延性框架的意義和實(shí)現(xiàn)延性框架的基本措施；了解梁、柱、節(jié)點(diǎn)區(qū)的破壞形態(tài)，會(huì)區(qū)別抗震及非抗震情況下的配筋要求?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】本章的重點(diǎn)是框架結(jié)構(gòu)在豎向及水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法，框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移特點(diǎn)，延性框架的設(shè)計(jì)方法。 難點(diǎn)是結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的數(shù)學(xué)演繹及規(guī)律性的分析和概括；內(nèi)力最不利組合。引導(dǎo)學(xué)生把握重點(diǎn)與難點(diǎn)，并能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的機(jī)算方法可做一般性介紹，但對(duì)于教材中所介紹的一些手算方法要求深刻理解并掌握，關(guān)鍵是要從中概括出一些規(guī)律性的知識(shí)點(diǎn)，以指導(dǎo)工程應(yīng)用；對(duì)于延性框架、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、軸壓比及箍筋作用等

8、重要概念要深刻理解掌握?！局v授內(nèi)容】1、結(jié)構(gòu)布置2、框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖3、豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的簡化計(jì)算4、水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的簡化計(jì)算5、荷載效應(yīng)組合和構(gòu)件設(shè)計(jì)6、框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求第六章 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【目的要求】1、掌握剪力墻的分類、特點(diǎn)及判別方法；熟練掌握整體墻和小開口整體墻的計(jì)算方法；掌握雙肢墻和多肢墻的連續(xù)化計(jì)算方法2、熟悉理解等效剛度的概念和總水平荷載的分配原則3、了解帶剛性框架的近似計(jì)算方法【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】本章的重點(diǎn)是剪力墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與計(jì)算特點(diǎn)，剪力墻結(jié)構(gòu)的分類與判別，聯(lián)肢墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。 難點(diǎn)是結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移計(jì)算的數(shù)學(xué)演繹及規(guī)律性的

9、分析和概括。對(duì)于剪力墻結(jié)構(gòu)的機(jī)算方法僅做一般性的了解，對(duì)于教材中所介紹的一些手算方法要求深刻理解并掌握，這里也是要從中概括出一些規(guī)律性的知識(shí)點(diǎn)，以指導(dǎo)工程應(yīng)用；對(duì)于等效抗彎剛度、整體系數(shù)、延性剪力墻等重要概念要深刻理解掌握?！局v授內(nèi)容】1、結(jié)構(gòu)布置2、剪力墻結(jié)構(gòu)平面協(xié)同工作分析3、整截面墻的內(nèi)力和位移計(jì)算4、雙肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算5、多肢墻的內(nèi)力和位移計(jì)算6、整體小開口墻的內(nèi)力和位移計(jì)算7、壁式框架的內(nèi)力和位移計(jì)算8、剪力墻分類的判別9、剪力墻截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求第七章 框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【目的要求】1、掌握鉸結(jié)體系協(xié)同工作的計(jì)算方法及結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算方法；掌握剛結(jié)體系協(xié)同工作的計(jì)算方法2、理解剛

10、度特征值的概念及其對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響3、了解框剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的原理和兩種計(jì)算簡圖的差別【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】本章重點(diǎn)是協(xié)同工作概念的建立，框剪結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。難點(diǎn)是結(jié)構(gòu)計(jì)算的數(shù)學(xué)演繹及規(guī)律性的分析和概括。對(duì)于機(jī)算方法主要是了解其技術(shù)條件并學(xué)會(huì)對(duì)有關(guān)計(jì)算結(jié)果的評(píng)估，對(duì)于教材中所介紹的一些手算方法要求深刻理解并掌握，這里也是要從中概括出一些規(guī)律性的知識(shí)點(diǎn)，以指導(dǎo)工程應(yīng)用；對(duì)于協(xié)同工作、剛度特征值等重要概念要深刻理解掌握?！局v授內(nèi)容】1、結(jié)構(gòu)布置 2、基本假定與計(jì)算簡圖 3、框架剪力墻鉸結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析4、框架剪力墻剛結(jié)體系結(jié)構(gòu)分析5、框架剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算步驟及計(jì)算實(shí)例五、學(xué)時(shí)分配建議表理

11、論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章 緒論2第二章 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)布置8第三章 高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用6第四章 高層建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析和設(shè)計(jì)要求4第五章 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9第六章 剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8第七章 框架剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8合計(jì)45六、實(shí)施建議1、教學(xué)組織采用課堂講授與設(shè)計(jì)練習(xí)相結(jié)合的方法進(jìn)行，以講授為主，使學(xué)生掌握本課程的基本教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生走上工作崗位準(zhǔn)備一定的專業(yè)知識(shí)。課堂內(nèi)以精講和案例教學(xué)為原則，課堂外培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，注重課堂教學(xué)內(nèi)容的邏輯性和科學(xué)性。2、教材選編史慶軒，梁興文 主編 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(第二版).北京：科學(xué)出版社，2012年。3、教學(xué)團(tuán)隊(duì)本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)需要2名專職教師，其中課程負(fù)責(zé)人具有博士學(xué)位，團(tuán)隊(duì)成員需要碩士學(xué)位講師1人，要求具有扎實(shí)寬廣的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能承擔(dān)理論和必要的上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)4、