混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學(xué)大綱

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學(xué)大綱課程編號：S072002課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課課程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理英文名稱：PrinciplesofConcreteStructureDesigning學(xué)分：3.5適用專業(yè)：土木工程第一部分大綱說明一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性很強，與現(xiàn)行的規(guī)范、規(guī)程等有關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的目的和任務(wù)是通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)科的基本理論和基本知識，具備一般混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的能力以及正確處理施工及工程管理中常見混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件問題的能力。為繼續(xù)學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、橋梁設(shè)計、土木工程施工等后續(xù)專業(yè)課、畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)

2、后在混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)科領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習(xí)提供堅實的基礎(chǔ)。二、課程的基本要求知識要求：通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能；熟悉各種基本構(gòu)件受力特點及破壞特征；掌握各種基本構(gòu)件的構(gòu)造要求、設(shè)計基本原理和方法，能進行各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算。能力要求：本課程作為一門實踐性很強的課，要使學(xué)生能理論聯(lián)系實際，多實踐，多觀察，多思考，從而提高其自學(xué)能力、分析能力、計算能力，使學(xué)生具備運用混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計基本理論知識正確進行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和解決實際技術(shù)問題的能力。三、本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系本課程的先修課程：建筑制圖、房屋建筑學(xué)、土木工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)。后修課程：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、橋梁

3、工程、鋼結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)。本課程與先修課程結(jié)構(gòu)力學(xué)關(guān)系密切。該課程的學(xué)習(xí)必將為后修課程的學(xué)習(xí)和今后進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、科學(xué)研究打下堅實的基礎(chǔ)。四、學(xué)時分配本課程學(xué)分為3.5學(xué)分，建議開設(shè)56學(xué)時。章（節(jié)）內(nèi)容講課學(xué)時實驗（上機）學(xué)時課堂討論（習(xí)題課）學(xué)時現(xiàn)場教學(xué)學(xué)時總學(xué)時第1章緒論22第2章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能55第3章受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力819第4章受彎構(gòu)件的斜截面承載力718第5章受壓構(gòu)件的截面承載力9110第6章受拉構(gòu)件的截面承載力22第7章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力44第8章?lián)隙?、裂縫寬度驗算及延性和耐久性55第9章故應(yīng)力混凝土構(gòu)件8311合計50656五、教材與參考書使用教材

4、：東南大學(xué)、同濟大學(xué)、天津大學(xué)合編，清華大學(xué)主審，面向21世紀(jì)課程教材、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材混凝土結(jié)構(gòu)上冊“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理”，中國建筑工業(yè)出版社,2008年11月第四版.主要參考書：1 .沈蒲生主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，高等教育出版社，2007年11月第3版.2 .吳培明主編混凝土結(jié)構(gòu)（上、下冊），武漢理工大學(xué)出版社，2002年2月第二版.3 .藍宗建主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，東南大學(xué)出版社，2002年4月第一版.4 .許成祥、何培玲主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，北京大學(xué)出版社，2006年1月第1版.六、教學(xué)方法與手段建議本課程以課程講授為主，課堂講授與實踐教學(xué)相結(jié)合。建議采用計算機

5、多媒體教學(xué)和板書教學(xué)相結(jié)合的授課方法。在保證教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高教學(xué)效率。七、課程考核方式與成績評定辦法本課程為考試課，采用閉卷方式考核?？荚嚪秶鷳?yīng)涵蓋所有講授及自學(xué)的內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀型應(yīng)盡量多樣化，題型可采用填空，選擇，判斷，計算，簡答等方式?？傇u成績：課外作業(yè)、平時測驗占30%;期末考試占70%。反映出學(xué)生對本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對有關(guān)理論的理解、掌握及綜合運用能力?？荚囶}八、其它1 .本課程的計劃學(xué)時不包括實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。2 .本課程應(yīng)執(zhí)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范等有關(guān)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。3 .教學(xué)中應(yīng)用多媒體輔助教學(xué)，圖文并茂，提高感性認識。第二部分課程內(nèi)容大綱第1章緒論（2學(xué)時

6、）一、本章的教學(xué)目的和要求：掌握混凝土結(jié)構(gòu)的特點；掌握結(jié)構(gòu)的功能、荷載、材料強度的取值及分項系數(shù)的意義；了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法；了解混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的應(yīng)用與發(fā)展簡況。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念；混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況；結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)；學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意的問題。重點：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點；結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)。第2章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能（5學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：掌握鋼筋的應(yīng)力、應(yīng)變曲線特征、鋼筋彈性模量、屈服應(yīng)力、極限應(yīng)力及其相應(yīng)的應(yīng)變值；掌握混凝土強度和變形的基本概念和基本規(guī)律、混凝土的抗壓強度及其應(yīng)力、應(yīng)變曲線特性、彈性模量與變形模

7、量的關(guān)系、混凝土強度等級、不同受力強度指標(biāo)之間的關(guān)系、多重荷載作用下混凝土應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系及復(fù)合受力強度；掌握混凝土的收縮、徐變性質(zhì)及其對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的影響；理解混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)性能；深入理解混凝土與鋼筋共同工作的原理。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：混凝土的組成結(jié)構(gòu)，混凝土強度的基本概念，單軸向和復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的強度，混凝土強度等級與各種不同受力強度指標(biāo)之間的關(guān)系；混凝土變形的基本概念，混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復(fù)荷載作用下的變形性能，影響混凝土收縮與膨脹的主要因素；鋼筋的品種和級別,鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征及數(shù)學(xué)模型，鋼筋的疲勞，混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求；混凝土

8、與鋼筋粘結(jié)的意義，粘結(jié)力的組成、粘結(jié)強度、影響粘結(jié)強度的因素，鋼筋的錨固與搭接構(gòu)造要求。重點：混凝土的強度，混凝土受壓時的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，混凝土的徐變，混凝土的疲勞強度；鋼筋的品種和級別，鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征，鋼筋的疲勞；鋼筋的錨固與搭接構(gòu)造要求。難點：混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復(fù)荷載作用下的變形性能。第3章受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力（9學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：深入理解梁受力各階段截面應(yīng)變和應(yīng)力的分布、破壞特征及配筋率對破壞特征的影響；理解正截面承載力計算的基本假定及其意義；熟練掌握矩形、雙筋、T形截面的配筋計算方法、適用條件及構(gòu)造要求。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：梁

9、、板的一般構(gòu)造；受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程；正截面受彎承載力計算原理；單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算；雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算；T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算。重點：梁、板的一般構(gòu)造。梁受力各階段截面應(yīng)力應(yīng)變分布、破壞特征及配筋率對破壞特征的影響；正截面承載力計算的基本假定、等效矩形應(yīng)力圖、界限配筋率和最小配筋率；單筋、雙筋矩形及單筋T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力基本計算公式及適用條件、計算方法。難點：單筋、雙筋矩形及單筋T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算。第4章受彎構(gòu)件的斜截面承載力（8學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：理解無腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)后的應(yīng)力狀態(tài)

10、及其破壞形態(tài)；了解影響抗剪能力的因素；深入理解腹筋的作用及其對破壞形態(tài)的影響；熟練掌握有腹筋梁斜截面受剪承載力計算方法及其限制條件；掌握受彎構(gòu)件縱向鋼筋的布置、彎起、截斷、錨固等構(gòu)造措施。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：斜裂縫、剪跨比及斜裂面受剪破壞形態(tài)；簡支梁斜截面受剪機理；斜截面受剪承載力計算公式；斜截面受剪承載力的設(shè)計計算；保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施，其他構(gòu)造要求。重點：鋼筋混凝土梁的斜裂縫、剪跨比、斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)；斜截面受剪承載力基本計算公式及適用范圍、設(shè)計方法和計算截面；材料抵抗彎矩圖、縱筋彎起點和彎終點的位置、縱筋的錨固、縱筋的截斷、箍筋的間距；梁中縱向受力鋼筋、彎筋

11、和箍筋的其他構(gòu)造要求。難點：斜截面受剪承載力基本計算公式及適用范圍、設(shè)計方法和計算截面；材料抵抗彎矩圖、縱筋彎起點和彎終點的位置、縱筋的錨固、縱筋的截斷、箍筋的間距。第5章受壓構(gòu)件的截面承載力（10學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：深入理解軸心受力構(gòu)件受力全過程及其破壞特征；掌握軸心受壓構(gòu)件中由徐變所引起的內(nèi)力重分布；掌握軸心受力構(gòu)件的承載力計算方法；熟悉螺旋箍筋柱的承載力計算；深入理解偏心受壓構(gòu)件的兩種破壞形態(tài)、特征及其形成條件，不同長細比柱的破壞類型，偏心距增大系數(shù)的意義及其影響；熟練掌握矩形、工字形截面偏心受壓構(gòu)件（不對稱及對稱配筋）的計算方法、適用條件及其構(gòu)造要求。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知

12、識點：受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求；軸心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力；偏心受壓構(gòu)件正截面受壓破壞形態(tài)；偏心受壓長柱的二階彎矩；矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力基本計算公式；不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算方法；對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算方法；對稱配筋I(lǐng)形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算；正截面承載力Nu-Mu的相關(guān)曲線及其應(yīng)用；雙向偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算；偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力計算。重點：受壓構(gòu)件一般構(gòu)造要求；軸心受壓普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱的正截面受壓承載力計算；偏心距比、附加偏心距ea、初始偏心距e及偏心距增大系數(shù)小偏心距增大系數(shù)刀的計算方

13、法；偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)，區(qū)分大、小偏心受壓破壞形態(tài)的界限；矩形截面大、小偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算公式、適用條件，不對稱配筋和對稱配筋受壓承載力計算方法。難點：矩形截面大、小偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算公式、適用條件，不對稱配筋和對稱配筋受壓承載力計算方法。第6章受拉構(gòu)件的截面承載力（2學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：掌握受拉構(gòu)件的受力特性；掌握偏心受拉構(gòu)件正截面的承載力計算方法和偏心受拉構(gòu)件斜截面的承載力計算方法。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算；偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計算；偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算。重點：軸心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力計

14、算方法；大、小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力基本計算公式、適用條件、計算方法；偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算方法。難點：大、小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力基本計算公式、適用條件、計算方法。第7章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力（4學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：理解矩形截面純扭構(gòu)件的受力性能、破壞特點、截面限制條件及構(gòu)造配筋界限的意義；掌握矩形截面彎、剪、扭構(gòu)件配筋計算方法及其構(gòu)造要求及T形和工字形截面彎、剪、扭構(gòu)件承載力計算的解題步驟。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：純扭構(gòu)件裂縫出現(xiàn)前和裂縫出現(xiàn)后的性能及破壞特點；純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力；彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力；在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下鋼筋混

15、凝土矩形截面框架柱受扭承載力計算；受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。重點：純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的配筋計算方法；彎扭及彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的配筋計算方法；受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。難點：彎扭及彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的配筋計算方法。第8章?lián)隙取⒘芽p寬度驗算及延性和耐久性（5學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：理解裂縫寬度及截面抗彎剛度的計算原理；掌握構(gòu)件撓度和最大裂縫寬度的驗算方法；了解對不需驗算構(gòu)件撓度及裂縫寬度規(guī)定的依據(jù)；深入理解梁在純彎區(qū)段內(nèi)的應(yīng)力重分布全過程、構(gòu)件開裂后鋼筋和混凝土應(yīng)變分布規(guī)律及其影響因素、嚇小、z等主要參數(shù)的物理意義、裂縫

16、控制的目的與要求、非荷載效應(yīng)引起裂縫的原因及相應(yīng)的措施。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件短期剛度Bs和剛度B（長期剛度）的概念及計算公式，最小剛度原則，受彎構(gòu)件的撓度驗算方法；鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)、分布和開展機理以及應(yīng)力重分布全過程，平均裂縫間距、平均裂縫寬度和最大裂縫寬度概念及計算公式，鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算方法；混凝土構(gòu)件的延性和延性系數(shù)的概念，受彎構(gòu)件截面曲率延性系數(shù)的計算表達式、主要影響因素及提高截面曲率延性系數(shù)的措施；混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念與主要影響因素，混凝土碳化和鋼筋銹蝕的機理、主要影響因素以及防范措施，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計方法。重點：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件短

17、期剛度Bs和剛度B（長期剛度），受彎構(gòu)件的撓度驗算方法；最大裂縫寬度計算公式，鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算方法；混凝土碳化和鋼筋銹蝕的機理、主要影響因素以及防范措施。難點：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件短期剛度Bs和剛度B（長期剛度），受彎構(gòu)件的撓度驗算；鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度驗算。第9章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（11學(xué)時）一、本章的教學(xué)目的和要求：通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解預(yù)應(yīng)力碎的概念，了解預(yù)應(yīng)力碎與普通混凝土相比有什么特點，掌握張拉控制應(yīng)力概念及計算，掌握構(gòu)件在施加預(yù)應(yīng)力的過程中的不同階段有哪些預(yù)應(yīng)力損失，全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的概念等。通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生重點理解預(yù)應(yīng)力硅構(gòu)件工作性能，熟練掌握預(yù)應(yīng)力混凝士軸

18、心受拉構(gòu)件在施工階段和使用階段的受力過程及各階段的應(yīng)力計算，掌握預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的配筋計算方法和構(gòu)造要求；了解預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在施工階段和使用階段的受力過程及應(yīng)力計算方法，了解受彎構(gòu)件的設(shè)計方法。同時對照普通鋼筋混凝土材料，對比兩者在抗裂度、剛度和承載力計算上有什么共同點和不同點。二、教學(xué)內(nèi)容及要求：知識點：預(yù)應(yīng)力混凝土的概念，預(yù)應(yīng)力混凝土材料，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法，張拉控制應(yīng)力，六項預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的原因、損失值的計算方法以及減少預(yù)應(yīng)力損失值的措施，先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度，后張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的局部受壓承載力計算；預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析，預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件使用階段的計算（承載力計算、抗裂度及裂縫寬度驗算）和施工階段的驗算，預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計步驟；預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析，受彎構(gòu)件使用階段正截面的計算、使用階段斜截面的計算和施工階段的驗算，預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計步驟；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求；部分預(yù)應(yīng)力混凝土與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。重點：預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生的原因、損失值的計算