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1、特种结构教学大纲第一部分 大纲说明 一、 课程的性质和任务本课程是土木工程专业的一门专业课，通过学习本课程，使学生掌握特种结构设计原理及构造方法；学生能够独自进行简单的特种结构设计，为以后的工作打下坚实基础。它的前续课程有“材料力学”、“结构力学”、“混凝土结构设计原理”、“土力学与地基基础”、“工程结构抗震设计”等，只有学习了相关的前续课程才能够学习特种结构。二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，使学生掌握一般特种结构的结构特点及它们的基本原理、主要概念和施工工艺。使学生掌握特种结构的分析与设计方法及计算，了解特种结构的验算方法，能进行一般特种结构的设计和计算，培养分析和解决工程实际问题的
2、能力。三、教学方法和教学形式建议本课程以课堂讲授为主，有条件可适当组织参观、访问，增加学员的直观感受。特种结构由于结构形式较为复杂，对结构的各种作用较难确定，因此给结构分析带来了较多的困难；另外其构造设计也较复杂，因此在学习特种结构时应注意以下几个问题：(1)要结合相关规范掌握荷载及其他作用的计算方法和组合方法，使荷载及各种作用计算相对准确，为进行正确的结构分析打下良好的基础。(2)要正确选用结构计算模型。计算模型的选取要考虑最主要因素，忽略次要因素，既要使计算结果能正确反映结构的主要受力特点，又要使计算方法简单易掌握。(3)要采用简单可行的结构分析方法。要使分析方法简单、省时、省力，又能使结
3、构分析准确可靠。(4)要结合各相关规范掌握各种特种结构设计的基本方法。设计中既要把结构分析的结果作为强度、刚度和稳定性设计的基本要求得到满足，又要使计算模型和计算方法中未考虑的因素和不足能够通过构造措施得到满足。(5)学习本门课程要有较扎实的数学、力学和结构设计等方面的知识，并能理解各种相关规范的规定和要求。(6)本课程为土木工程专业的一门选修课，学习时要注重方法的掌握和知识面的扩大，因此，一般学习时是以讲授与自学相结合。第二部分 媒体的使用和教学建议 一、学时分配：课内总学时为54学时，3学分，录像10学时，实验6学时。学时分配表格 序号教学内容（章标题）课内学时录象学时实验学时1第一章：绪
4、论112第二章：挡土墙7223第三章：深基坑支护结构设计6124第四章：贮液池615第五章：水塔816第六章：筒仓4227第七章：烟囱62二、根据课程的性质和特点，选用文字教材（文字教材采用合一型，既主教材和实验及辅导教材合为一体），录像教材。文字教材作为教学内容的主要载体，是进行教学的基础。录像教材配合文字教材，充分利用其声、像优势，用于明确教学目的，强化教学内容，指明重点，讲解难点，给出学习思路和方法，重现必要的教学活动。实验课培养学生的基本技能和方法。1文字教材：是由武汉理工大学出版社出版的特种结构、根据本大纲规定的教学内容，按照土木工程学科体系编写，力求循序渐进，通俗易懂，便于自学。每
5、章前有本章提要，后有复习题。文字主教材后附6个附录，辅导教材主要是针对教学中的重点难点进行总结介绍。2录像教材以专题形式进行讲授、期末复习辅导。本课程进行多媒体优化设计，重点体现在录像内容的选择、表现形式和编辑制作的优化。内容选择根据教学需要，有利于发挥录像课的特长，不搞全部教学内容和教学活动的再现。 录像教材的讲授课主要包括以下内容：教学基本要求的重点、难点，学生难以见到的场景，实物，如烟囱、水塔等特种结构的构造和施工工艺等。以及学生难于自学，需要教师指点的内容。期末复习辅导：主要介绍教学重点掌握的内容，为期末考试做辅导。本课程教学时数及各种媒体学时分配本课程课内总学时为54学时，录像课共1
6、0学时， 实验6学时。第三部分 教学内容和教学要求第一章：绪论(课内学时1 学时，录像学时1学时)教学要求：一、掌握特种结构的学习方法二、了解特种结构的研究内容；三、了解常见的特种结构；教学内容一、特种结构的研究内容；二、特种结构的学习方法；第二章：挡土墙(课内学时7 学时，录像学时2学时，实验学时2学时)教学要求一、掌握重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙的分析与设计方法二、掌握挡土墙的抗震设计方法及护坡和加筋土挡土墙的设计方法。教学内容2.1 挡土墙设计的基本原理一、挡土墙分类及适用范围二、挡土墙设计的基本原则 2.2 重力式挡土墙设计一、重力式挡土墙的构造二、重力式挡土墙的设计2.3
7、 悬臂式挡土墙一、悬臂式挡土墙的构造二、悬臂式挡土墙的设计2.4 扶壁式挡土墙一、扶壁式挡土墙的构造二、扶壁式挡土墙的设计2.5 挡土墙的抗震验算主要介绍挡土墙的稳定性验算2.6 护坡设计一、护坡设计原则二、常用护坡类型及其设计2.7 加筋土挡土墙一、加筋土挡土墙的构造二、加筋土挡土墙的设计2.8 挡土墙设计实例主要介绍挡土墙的设计及验算第三章：深基坑支护结构设计(课内学时6 学时，录像学时1学时，实验学时2学时)教学要求 一、熟悉深基坑支护结构的类型及适用条件；二、熟悉深基坑支护结构的设计原则；三、掌握悬臂式支护结构、单支点支护结构、多支点支护结构的设计计算；四、了解支护结构的稳定性验算和土
8、钉支护技术；教学内容3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件主要介绍常见的支护结构：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩等 3.2 深基坑支护结构的破坏形式一、强度破坏二、稳定性破坏3.3 深基坑支护结构的设计原则主要介绍承载力极限状态和正常使用极限状态进行设计3.4 深基坑支护结构的设计原理与计算方法一、悬壁式支护结构的计算二、单支点支护结构的计算三、多支点支护结构的计算3.5 深基坑支护结构的稳定性验算一、整体滑移失稳验算二、坑底隆起验算3.6 土层锚杆技术一、土层锚杆的构造二、土层锚杆的承载力三、锚杆的设计3.7 按深基坑支护99规程的设计计算方法一、深基坑支护按我国深基坑支护规程的设计原则
9、二、排桩、地下连续墙支护结构的设计计算三、土钉墙支护结构的设计计算四、水泥土墙结构支护结构的设计计算五、深基坑支护结构的设计计算实例第四章：贮液池(课内学时6 学时，录像学时1学时)教学要求一、熟悉贮液池的荷载及荷载组合二、熟悉贮液池的设计与构造三、掌握圆形水池池壁、矩形水池池壁计算教学内容4.1 贮液池的荷载及荷载组合一、池顶荷载 二、池壁荷载三、池底荷载及地基土反力四、荷载组合4.2 圆形贮液池一、池壁计算二、 顶盖与底板计算4.3 矩形贮液池 一、池壁计算二、 顶盖与底板计算4.4 贮液池的设计与构造一、圆形贮液池二、矩形贮液池的设计要点4.5 计算例题重点介绍几种贮液池的设计计算第五章
10、：水塔(课内学时8学时，录像学时1学时)教学要求一、掌握水箱、塔身和基础的荷载计算、内力组合、内力分析和结构设计方法二、熟悉水箱、塔身和基础的构造设计及抗震设计问题三、了解水塔设计计算的具体步骤和方法教学内容5.1 水箱一、平底式水箱二、英兹式水箱三、倒锥壳式水箱四、水箱的防渗与保温问题5.2 水箱的设计与构造一、截面设计二、构造要求5.3 塔身一、支架式塔身二、筒壁式塔身三、塔身设计与构造5.4 塔身抗震设计简单介绍塔身抗震设计要求5.5 水塔基础一、水塔基础类型二、基础计算三、构造要求5.6 计算例题主要通过例题计算得出水塔设计计算的具体步骤和方法第六章：筒仓(课内学时4 学时，录像学时2
11、学时，实验学时2学时)教学要求一、熟悉筒仓的分类、构造形式及筒仓的设计原则二、掌握贮料压力的计算三、掌握低壁浅仓、漏斗浅仓、高壁浅仓、低壁槽仓的结构计算原理和计算方法四、了解圆形深仓五、了解浅仓的计算过程教学内容6.1 概述主要介绍筒仓的分类6.2 筒仓的布置原则一、浅仓二、深仓6.3 荷载计算一、荷载及荷载组合二、贮料压力6.4 筒仓的结构计算一、一般规定二、浅仓的计算三、深仓的计算6.5 筒仓的构造一、一般规定二、圆形筒仓的仓壁和筒壁三、矩形筒仓的仓壁四、洞口五、漏斗六、抗震构造措施6.5 计算例题通过例题的计算，掌握筒仓的设计原理第七章：烟囱(课内学时6 学时，录像学时2学时)教学要求：
12、一、熟悉烟囱的计算原则二、掌握烟囱的构造。三、掌握温度计算及荷载作用下的内力计算四、了解烟囱的抗震设计教学内容：7.1 烟囱的计算原则一、计算原则二、计算内容三、材料强度和弹性模量7.2 温度计算计算筒壁、内衬、隔热层的内外表面的温度和钢筋混凝土筒壁中钢筋的温度，通过温度计算可进行温度应力计算。7.3 荷载及内力计算一、结构自重二、风荷载三、地震作用四、附加弯矩五、筒身曲率7.4 筒壁的强度设计一、概述二、判断破坏情况三、强度计算7.5 使用阶段应力计算一、外荷载作用下的水平截面应力计算二、温度和荷载共同作用下的水平截面应力计算三、温度作用下垂直截面应力计算7.6 裂缝宽度验算一、水平裂缝宽度验算 二、垂直裂缝宽度验算7.7 烟囱的抗震设计一、 震害分析二、 抗震验算的范围三、 计算方法四、抗震布置与构造要求7.8 烟囱的构造一、基础二、筒壁三、内衬及隔热层四、附属设备7.9 钢筋混凝土烟囱筒壁计算例题通过例题计算掌握烟囱的设计原理