《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程教學(xué)大綱

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)大綱課程基本情況英文名稱：Principle of Concrete Structure Design課程編號(hào)：F091730001064總 學(xué) 時(shí)：64 講課學(xué)時(shí)：56 實(shí)踐學(xué)時(shí)：8總 學(xué) 分：4課程性質(zhì)：必修考核方式：考試適用對(duì)象：土木工程專業(yè)先修課程：土木工程制圖與CAD、土木工程材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)參考文獻(xiàn)：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（第六版）（中冊(cè)），東南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2016.2混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010),中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,2015二、課程設(shè)置目標(biāo)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是土木工程專業(yè)核心課程。主要內(nèi)容包

2、括：混凝土構(gòu)件的受力性能；普通混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力設(shè)計(jì)計(jì)算；鋼筋混凝土構(gòu)件的正常使用驗(yàn)算及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算。涉及土木工程制圖與CAD、土木工程材料、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等相關(guān)知識(shí)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下課程目標(biāo)：1.掌握混凝土結(jié)構(gòu)材料的基本力學(xué)性能，構(gòu)件在各種受力狀態(tài)下的受力機(jī)理、破壞模式、影響因素等；能分析影響構(gòu)件正常使用狀態(tài)的各種因素；能采用相關(guān)極限狀態(tài)理論，分析并解決工程設(shè)計(jì)問題。 支撐畢業(yè)要求1-3，4-42.領(lǐng)會(huì)鋼筋混凝土構(gòu)件受拉、受壓、受彎、受扭的受力特征，清晰梳理構(gòu)件的承載力計(jì)算方法，能夠進(jìn)行鋼筋混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)。熟悉實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，清

3、晰認(rèn)識(shí)相關(guān)構(gòu)件實(shí)驗(yàn)的破壞機(jī)理。 支撐畢業(yè)要求3-1，4-4,10-13.能夠進(jìn)行鋼筋混凝土構(gòu)件變形、裂縫驗(yàn)算和耐久性的分析。能闡述出預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的概念，能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算和受拉、受彎預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的設(shè)計(jì)。 支撐畢業(yè)要求2-34.能夠通過文獻(xiàn)或資料研究，建立鋼筋混凝土構(gòu)件的受力模型，應(yīng)用荷載取值、截面的設(shè)計(jì)、承載力復(fù)核等設(shè)計(jì)能力；并能用工程語(yǔ)言正確表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。 支撐畢業(yè)要求2-3,3-1表1 本課程對(duì)畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐強(qiáng)度課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)的知識(shí)單元課程目標(biāo)11-3：掌握土木工程專業(yè)所需要的專業(yè)知識(shí)，能夠清楚認(rèn)識(shí)建立復(fù)雜土木工程問題計(jì)算模型（包括數(shù)學(xué)

4、和力學(xué)模型）的基本前提或基本假定，并理解其局限性。強(qiáng)支撐知識(shí)單元一、二實(shí)踐教學(xué)4-4：能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析和解釋，通過信息的綜合分析獲得合理有效的結(jié)論。強(qiáng)支撐課程目標(biāo)23-1：掌握土木工程設(shè)計(jì)的知識(shí)、方法和技術(shù),能夠設(shè)計(jì)滿足土木工程特定需求的構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造。強(qiáng)支撐知識(shí)單元三至七、九實(shí)踐教學(xué)綜合訓(xùn)練4-4：能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的分析和解釋，通過信息的綜合分析獲得合理有效的結(jié)論。強(qiáng)支撐10-1：能夠就土木工程專業(yè)的復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、表達(dá)或回應(yīng)指令。強(qiáng)支撐課程目標(biāo)32-3：能夠正確、合理地運(yùn)用專業(yè)知識(shí)識(shí)別和表達(dá)復(fù)

5、雜土木工程問題。強(qiáng)支撐知識(shí)單元八課程目標(biāo)42-3：能夠正確、合理地運(yùn)用專業(yè)知識(shí)識(shí)別和表達(dá)復(fù)雜土木工程問題。強(qiáng)支撐知識(shí)單元三至九實(shí)踐教學(xué)綜合訓(xùn)練3-1：掌握土木工程設(shè)計(jì)的知識(shí)、方法和技術(shù),能夠設(shè)計(jì)滿足土木工程特定需求的構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造。強(qiáng)支撐三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、學(xué)時(shí)分配知識(shí)單元一：課程綜述 支撐課程目標(biāo)1（建議4學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能懂得混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念，闡述出鋼筋與混凝土共同工作的原理，混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用。描述出混凝土結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)。能闡明混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。明確本課程的主要內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法和基本要求。 教與學(xué)方法 ：講授、照片、案例知識(shí)點(diǎn)1：混凝土結(jié)

6、構(gòu)的一般概念 主要內(nèi)容：混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念；鋼筋與混凝土相互作用原理；混凝土結(jié)構(gòu)的工程特點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)2：混凝土結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展與應(yīng)用 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷程及今后發(fā)展趨勢(shì)。知識(shí)點(diǎn)3：結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)簡(jiǎn)介 主要內(nèi)容：工程結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的基本概念；結(jié)構(gòu)上的作用及取值；材料的強(qiáng)度及取值；知識(shí)點(diǎn)4：本課程的主要內(nèi)容、要求和學(xué)習(xí)方法 主要內(nèi)容：注重基礎(chǔ)理論；注重實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐；多加訓(xùn)練；注重知識(shí)拓展。知識(shí)單元二：混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理、力學(xué)性能 支撐課程目標(biāo)1（建議4學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能描述出混凝土的各種強(qiáng)度及相互關(guān)系，表達(dá)出混凝土模量的概念，分析出重復(fù)荷載下混凝土破壞原因。表達(dá)出混凝土徐

7、變、收縮與膨脹的概念。繪制出鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，表述出鋼筋種類及受力性能。分析鋼筋粘結(jié)與錨固的原理。教與學(xué)方法：講授、案例知識(shí)點(diǎn)1：混凝土材料的受力及變形主要內(nèi)容：混凝土的立方體強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度及相互關(guān)系；單軸向受壓下混 凝土的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€及數(shù)學(xué)模型；混凝土的彈性模量、變形模量的概念；重復(fù)荷載下混凝土的疲勞性能以及復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度的概念；混凝土徐變、收縮與膨脹的概念。知識(shí)點(diǎn)2：鋼筋的種類及受力性能主要內(nèi)容：鋼筋的品種和級(jí)別；鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€及其數(shù)學(xué)模型；鋼筋的冷加工性能、重復(fù)荷載下鋼筋的疲勞性能以及混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求。知識(shí)點(diǎn)3：鋼筋混凝土的粘結(jié)與錨固主要

8、內(nèi)容：粘結(jié)的定義、粘結(jié)力的組成、粘結(jié)應(yīng)力的分布、粘結(jié)應(yīng)力與相對(duì)滑移的關(guān)系等概念；基本錨固長(zhǎng)度的計(jì)算以及保證可靠粘結(jié)的構(gòu)造要求。知識(shí)單元三：受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算 支撐課程目標(biāo)2、4（建議10學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求，學(xué)會(huì)相關(guān)規(guī)范的查閱方法。闡述出正截面受力階段。并能進(jìn)行正截面承載力的計(jì)算和驗(yàn)算。熟練進(jìn)行構(gòu)件選擇和配筋。學(xué)生業(yè)余時(shí)間進(jìn)行綜合訓(xùn)練。教與學(xué)方法：講授、案例、討論知識(shí)點(diǎn)1：受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求 主要內(nèi)容：受彎構(gòu)件的截面形式,鋼筋的構(gòu)造要求知識(shí)點(diǎn)2：適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段主要內(nèi)容：適筋梁正截面受彎三個(gè)受力階段的概念，包括截面上應(yīng)力與應(yīng)變的分

9、布、破壞形態(tài)、縱向受拉鋼筋配筋率對(duì)破壞形態(tài)的影響、三個(gè)工作階段在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用等；知識(shí)點(diǎn)3：受彎構(gòu)件承載力計(jì)算基本假定 主要內(nèi)容：混凝土構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定及其在受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算中的應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)4：受彎構(gòu)件承載力計(jì)算 主要內(nèi)容：?jiǎn)谓盍?、雙筋矩形與T形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計(jì)算方法，配置縱向受拉鋼筋的主要構(gòu)造措施。知識(shí)單元四：受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算 支撐課程目標(biāo)2、4（建議10學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生闡述出斜截面破壞的形態(tài)，熟練進(jìn)行斜截面承載力計(jì)算及配筋，在查閱相關(guān)資料情況下能闡述出斜截面受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求。教與學(xué)方法：講授、案例知識(shí)點(diǎn)1：斜

10、截面破壞形態(tài) 主要內(nèi)容：無(wú)腹筋梁斜裂縫出現(xiàn)前后的應(yīng)力狀態(tài)；剪跨比的概念、無(wú)腹筋梁斜截面受剪的三種破壞形態(tài)以及腹筋對(duì)斜截面受剪破壞形態(tài)的影響； 知識(shí)點(diǎn)2：斜截面承載力計(jì)算 主要內(nèi)容：矩形、T形和I字形等截面受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算方法及限制條件；知識(shí)點(diǎn)3：斜截面受彎構(gòu)造要求 主要內(nèi)容：受彎構(gòu)件鋼筋的布置、梁內(nèi)縱筋的彎起、截?cái)嗉板^固等構(gòu)造要求。知識(shí)單元五：受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 支撐課程目標(biāo)2、4（建議10學(xué)時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生分析出軸心和偏心受壓的受力特點(diǎn)和破壞形態(tài)。熟練進(jìn)行構(gòu)件的配筋計(jì)算和演算。在閱規(guī)范的基礎(chǔ)上能闡述出受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求。教與學(xué)方法：講授、案例、討論知識(shí)點(diǎn)1：軸

11、心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 主要內(nèi)容：軸心受壓構(gòu)件的受力全過程、破壞形態(tài)、正截面受壓承載力的計(jì)算方法及主要構(gòu)造要求；了解螺旋箍筋柱的原理與應(yīng)用；知識(shí)點(diǎn)2：偏心受壓構(gòu)件破壞形態(tài) 主要內(nèi)容：偏心受壓構(gòu)件正截面兩種破壞形態(tài)的特征及其正截面上應(yīng)力計(jì)算簡(jiǎn)圖；知識(shí)點(diǎn)3：偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算 主要內(nèi)容：偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的一般計(jì)算公式的原理；對(duì)稱配筋矩形與I字形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力的計(jì)算方法。知識(shí)點(diǎn)4：偏心受壓構(gòu)件構(gòu)造要求主要內(nèi)容：縱向鋼筋與箍筋的主要構(gòu)造措施；Nu-Mu相關(guān)曲線的概念及其應(yīng)用；偏心受壓構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算。知識(shí)單元六：受拉構(gòu)件承載力計(jì)算 支撐課程目標(biāo)2、4（建議2學(xué)

12、時(shí)）教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生闡述出軸心受拉構(gòu)件的受力過程、破壞形態(tài)。熟練進(jìn)行配筋計(jì)算。教師通過以上相關(guān)知識(shí)單元總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教與學(xué)方法：講授、自學(xué)知識(shí)點(diǎn)1：受拉構(gòu)件承載力計(jì)算主要內(nèi)容：軸心受拉構(gòu)件的受力全過程、破壞形態(tài)、正截面受拉承載力的計(jì)算方法與配筋的主要構(gòu)造措施；偏心受拉構(gòu)件的受力全過程、兩種破壞形態(tài)的特征以及對(duì)稱配筋矩形截面偏心受拉構(gòu)件正截面受拉承載力的計(jì)算方法與配筋的主要構(gòu)造措施；偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力的計(jì)算。知識(shí)單元七：受扭構(gòu)件扭曲截面承載力的計(jì)算 支撐課程目標(biāo)2、4(建議6學(xué)時(shí))教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生能描述出矩形截面受扭構(gòu)件的計(jì)算模型和破壞形態(tài)，熟練進(jìn)

13、行受扭構(gòu)件的配筋計(jì)算，最終能進(jìn)行彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算。教師通過多媒體進(jìn)行理論基礎(chǔ)講述。教與學(xué)方法：講授、案例知識(shí)點(diǎn)1：純扭構(gòu)件計(jì)算理論及構(gòu)造 主要內(nèi)容 ：矩形截面受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)、變角度空間桁架計(jì)算模型、受扭承載力的計(jì)算方法、限制條件及配筋構(gòu)造；知識(shí)點(diǎn)2：彎剪扭構(gòu)件設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算方法及構(gòu)造要求。知識(shí)單元八：鋼筋混凝土構(gòu)件變形、裂縫及耐久性 支撐課程目標(biāo)3、4(建議4學(xué)時(shí))教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生描述出剛度、撓度的定義，鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫開展原理，能進(jìn)行撓度和裂縫寬度的驗(yàn)算。分析出混凝土耐久性的影響因素。教師通過多媒體進(jìn)行理論基礎(chǔ)講述。結(jié)合工程實(shí)踐闡述出混凝土構(gòu)件的

14、裂縫原理及耐久性影響因素，最終討論出提高混凝土耐久性的方法。通過例題講解講述計(jì)算及配筋過程。學(xué)生業(yè)余時(shí)間進(jìn)行演算練習(xí)。教與學(xué)方法：講授知識(shí)點(diǎn)1：鋼筋混凝土構(gòu)件的變形 主要內(nèi)容：截面受彎剛度的定義以及構(gòu)件撓度的驗(yàn)算方法。知識(shí)點(diǎn)2：鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫 主要內(nèi)容：鋼筋混凝土構(gòu)件在第工作階段的基本品性，包括截面上與截面間的應(yīng)力分布、裂縫開展的原理與過程；裂縫寬度計(jì)算原理以及方法；知識(shí)點(diǎn)3：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 主要內(nèi)容：截面延性的定義及受彎構(gòu)件截面延性的計(jì)算原理；混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的意義、主要影響因素、混凝土的碳化、鋼筋的銹蝕以及耐久性設(shè)計(jì)的一般概念。知識(shí)單元九：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 支撐課程目標(biāo)2、4(建

15、議6學(xué)時(shí))教與學(xué)要求：本知識(shí)單元要求學(xué)生分清預(yù)應(yīng)力的施加方法。闡述出預(yù)應(yīng)力的概念。能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算和受拉、受彎預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的設(shè)計(jì)。教師通過多媒體進(jìn)行理論基礎(chǔ)講述。結(jié)合工程實(shí)踐闡述出預(yù)應(yīng)力損失的原理。通過例題講解講述計(jì)算過程。學(xué)生業(yè)余時(shí)間進(jìn)行演算練習(xí)。教與學(xué)方法：講授、案例知識(shí)點(diǎn)1：預(yù)應(yīng)力混凝土概念、預(yù)應(yīng)力損失 主要內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念、各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失值的意義和計(jì)算方法、預(yù)應(yīng)力損失值的組合； 知識(shí)點(diǎn)2：受拉及受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算 主要內(nèi)容：預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和主要構(gòu)造要求；預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)、設(shè)計(jì)計(jì)算方法和主要構(gòu)造要求。綜合訓(xùn)練項(xiàng)目一：

16、簡(jiǎn)支梁構(gòu)件抗彎、抗剪設(shè)計(jì)或復(fù)核 支撐課程目標(biāo)2、4目的和要求：要求學(xué)生結(jié)合現(xiàn)有工程，選取受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)或進(jìn)行抗彎、抗剪承載力復(fù)核。要求學(xué)生自己完成工程概況論述及荷載取值等基本工作。成果形式：設(shè)計(jì)說明、計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙。綜合訓(xùn)練項(xiàng)目二：受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)或復(fù)核 支撐課程目標(biāo)2、4目的和要求：要求學(xué)生結(jié)合現(xiàn)有工程，選取受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)或進(jìn)行承載力復(fù)核。要求學(xué)生自己完成工程概況論述及荷載取值等基本工作。成果形式：設(shè)計(jì)說明、計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)序號(hào)實(shí)踐名稱目的要求主要內(nèi)容支撐課程目標(biāo)實(shí)踐學(xué)時(shí)實(shí)踐類型開出要求1混凝土基本力學(xué)性能試驗(yàn)分析混凝土在加載過程中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。測(cè)試混凝土試件的立方體抗壓

17、強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度。課程目標(biāo)12驗(yàn)證必做2單筋矩形截面梁破壞試驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞過程的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)適筋梁的破壞試驗(yàn)，驗(yàn)證受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式。課程目標(biāo)2、42綜合必做3受彎構(gòu)件斜截面破壞試驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土梁斜截面受剪破壞過程的認(rèn)識(shí)。驗(yàn)證斜截面強(qiáng)度計(jì)算方法，加深認(rèn)識(shí)剪壓破壞、斜壓破壞、斜拉破壞等三種剪切破壞形態(tài)的主要破壞特征；正確區(qū)分斜裂縫和垂直裂縫，彎剪斜裂縫和腹剪斜裂縫。課程目標(biāo)2、42綜合必做4偏心受壓柱破壞試驗(yàn)加強(qiáng)大偏心受壓截面的破壞的認(rèn)識(shí)。測(cè)試混凝土試件的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度。課程目標(biāo)2、42設(shè)計(jì)必做成績(jī)構(gòu)成和評(píng)價(jià)方法1.成績(jī)構(gòu)成總分100分，其中操行成績(jī)占10分、綜合訓(xùn)練成績(jī)占30分、期末成績(jī)占60分、實(shí)驗(yàn)成績(jī)按學(xué)時(shí)百分比計(jì)入總成績(jī)。（1）操行成績(jī)。主要考核遵守紀(jì)律情況、課堂表現(xiàn)等方面，6分及格線，不及格者課程成