預應力混凝土結構教學大綱

預應力混凝土結構教學大綱課程中文名稱：預應力混凝土結構課程英文名稱：Pre-stressedConcreteStructure課程編號：K1218學分：1.5學時：24（其中：講課學時：24實驗學時：0上機學時：0）先修課程：混凝土結構設計原理適用專業(yè)：土木工程課程類別：專業(yè)拓展課程/選修使用教材：《預應力混凝土結構設計基本原理》胡狄主編，中國鐵道出版有限公司，2019年8月第2版開課單位：土木與建筑學院一、課程性質《預應力混凝土結構》屬木工程專業(yè)（道路與橋梁工程方向）選修的專業(yè)方向拓展課程。本課程綜合闡述土木工程專業(yè)相關領域中預應力混凝土結構設計的基本原理，詳盡介紹了預應力混凝土的基本概念、力學性能和工作原理以及設計基本理論，核心內容是預應力筋和混凝土材料特性、有效預加應力、結構體系及使用荷載，培養(yǎng)學生提高預應力混凝土結構設計和計算的能力。二、課程目標課程總體目標：通過本課程的學習，學生應該準確建立預應力基本概念，深刻理解預應力混凝土力學性能和工作原理，全面掌握預應力混凝土結構設計基本理論，構建具有寬廣視野和創(chuàng)新能力的預應力混凝土結構知識體系，為進一步學習和研發(fā)現(xiàn)代預應力混凝土技術奠定基礎。課程目標1：運用所學混凝土結構基本原理和其他相關課程知識，形成全面綜合分析、思考和掌握預應力混凝土結構性能，解決實際工程問題的能力。課程目標2：加深對預應力混凝土組成材料的性能和相關力學知識的理解，掌握堅實的預應力混凝土結構的工程知識，確立正確的預應力混凝土結構設計基本概念，形成工程知識基本框架。課程目標3：培養(yǎng)正確、熟練運用結構設計規(guī)范、手冊、各種標準圖集及參考書的能力。本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1，畢業(yè)要求2和畢業(yè)要求3，支撐關系如下：課程目標支撐畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點支撐畢業(yè)要求指標點權重1畢業(yè)要求1工程知識：掌握數(shù)學、自然科學、工程基礎和專業(yè)知識體系，對土木工程核心知識有深刻的認識，能夠解決土木工程中的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題。1.3能夠解決土木工程中的結構分析設計、結構校核、結構加固及其他相關復雜工程問題無權重2畢業(yè)要求2問題分析：畢業(yè)生能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理對土木工程中的各類復雜問題進行深入分析，并通過查閱文獻進行對比研究，從而獲得與研究目的有關的結論與資料，進一步做出正確的分析方法與技術路線。2.3能從土木工程復雜問題中，利用專業(yè)基本原理來分析問題和研究問題，并獲得有效結論無權重3畢業(yè)要求3設計/開發(fā)解決方案：能夠設計針對土木工程中的復雜工程問題的解決方案，設計滿足需要的結構、構件或建筑物，并能夠在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.2能夠對土木工程中的實際問題提出有效的設計方案，并將方案繪制成符合行業(yè)規(guī)范和國家標準的施工圖紙無權重三、教學內容及要求第一章緒論1.教學內容（1）預應力混凝土結構的基本概念及應用；（2）預應力混凝土材料及預應力施工工藝。2.重、難點預應力混凝土結構的基本概念。3.考核要點（1）預應力混凝土結構的基本概念；（2）預應力工藝。4.教學方法課堂講授、工程圖片5.作業(yè)安排何謂預應力混凝土，基本原理是什么？預應力混凝土結構有什么優(yōu)缺點？什么是后張法，其主要施工工序？預應力混凝土對混凝土和預應力鋼筋有何要求？第二章預應力筋有效應力計算1．教學內容：（1）預應力鋼筋張拉控制應力；（2）預應力損失計算；（3）初始和任意時刻預應力筋有效應力的計算。2.重、難點各項預應力損失計算方法。3.考核要點（1）張拉控制應力；（2）各項預應力損失計算方法；（3）減少預應力損失的措施；（4）有效應力計算。4.教學方法課堂講授、工程案例5.作業(yè)安排何謂預應力損失，何謂張拉控制應力，張拉控制應力的高低對構件有何影響？預應力損失主要有哪些，引起各項預應力損失的主要原因是什么，如何減少各項預應力損失？如何計算有效預應力？第三章預應力混凝土構件承載能力計算1．教學內容：（1）構件承載力計算一般表達式；（2）受彎構件正截面承載力計算；（3）受彎構件斜截面承載力計算；（4）受拉構件截面承載力計算；（5）偏心受壓構件截面承載力計算；（6）受扭構件承載力計算；（7）預應力錨固區(qū)承載力計算。2.重、難點預應力正截面承載力和斜截面承載力計算。3.考核要點（1）受彎構件正截面承載力計算；（2）受彎構件斜截面承載力計算；（3）偏心受壓構件截面承載力計算。4.教學方法課堂講授、工程案例5.作業(yè)安排預應力混凝土受彎構件在施工階段和使用階段的受力有何特點？什么是截面抗彎效率指標？預應力鋼筋的布置原則是什么？如何確定預應力鋼筋的彎起點？第四章預應力混凝土受彎構件截面應力分析1．教學內容（1）預應力混凝土受彎構件工作全過程截面應力分析；（2）預應力混凝土受彎構件未開裂截面應力計算；（3）預應力混凝土受彎構件開裂彎矩計算；（4）預應力混凝土受彎構件開裂截面的應力計算；（5）預應力混凝土受彎構件抗裂性驗算；（6）預應力混凝土受彎構件疲勞應力計算和疲勞驗算；（7）預應力混凝土受彎構件先張法構件預應力筋錨固區(qū)計算。2.重、難點預應力混凝土構件截面正應力、剪應力及主應力計算。3.考核要點（1）預應力混凝土構件截面正應力計算方法；（2）預應力混凝土構件截面剪應力與主應力計算方法；4.教學方法課堂講授、工程案例5.作業(yè)安排為何要進行構件的應力計算？應力計算包括哪些項目？如何選擇應力計算的截面？為何要進行構件的抗裂計算？構件的抗裂主要通過什么來控制？第五章預應力混凝土構件變形與裂縫計算1．教學內容（1）預應力混凝土受彎構件豎向變形計算；（2）預應力混凝土構件裂縫計算；2.重、難點預應力混凝土構件變形計算，部分預應力混凝土構件裂縫寬度計算。3.考核要點（1）預應力混凝土構件變形計算方法；（2）部分預應力混凝土構件裂縫寬度計算。4.教學方法課堂講授、工程案例5.作業(yè)安排部分預應力混凝土構件裂縫寬度如何計算？預應力混凝土構件的撓度有哪些組成部分？何謂預拱度，如何設置？第六章預應力混凝土受彎構件設計1．教學內容（1）預應力混凝土構件設計基本要求和設計步驟；（2）預應力混凝土構件耐久性設計；（3）預應力混凝土構件截面形式及截面設計；（4）預應力效應分析及預應力筋設計；（5）普通鋼筋設計要求。2.重、難點預應力效應分析及預應力筋設計。3.考核要點（1）預應力混凝土構件設計基本要求和設計步驟；（2）預應力效應分析及預應力筋設計。4.教學方法課堂講授、工程案例5.作業(yè)安排計算習題四、學時分配及對畢業(yè)要求指標點的支撐章節(jié)教學內容支撐的課程目標學時分配講課實驗實踐第1章緒論預應力混凝土基本概念及應用，預應力混凝土材料及預應力施工工藝。1200第2章預應力筋有效應力計算張拉控制應力，預應力損失計算，初始和任意時刻預應力筋有效應力的計算。1400第3章預應力混凝土構件承載能力計算構件承載力計算一般表達式，受彎構件正截面承載力計算，受彎構件斜截面承載力計算，受拉構件截面承載力計算，偏心受壓構件截面承載力計算，受扭構件承載力計算，預應力錨固區(qū)承載力計算。2600第4章預應力混凝土受彎構件截面應力分析工作全過程截面應力分析，未開裂截面應力計算，開裂彎矩計算，開裂截面的應力計算，抗裂性驗算，疲勞應力計算和疲勞驗算，先張法構件預應力筋錨固區(qū)計算。2400第5章預應力混凝土構件變形與裂縫計算預應力混凝土受彎構件豎向變形計算，預應力混凝土構件裂縫計算。2400第6章預應力混凝土受彎構件設計設計基本要求和設計步驟，耐久性設計，截面形式及截面設計，預應力效應分析及預應力筋設計、普通鋼筋設計要求。3400合計2400五、考核方式及成績評定標準1.課程考核方式：考核方式包括期末考試、平時及作業(yè)情況考查（其中包括課堂練習、大作業(yè)等）考查。期末考試采用開卷筆試。2.課程成績評定標準課程成績=平時考核成績×40%+期末考試成績×60%。成績的具體構成如下：考核環(huán)節(jié)課程成績構成及比例考核細則對應的課程目標1.課程參與情況、課內測試100分，占20%課堂教學中利用“雨課堂”等線上線下交互軟件組織開展學生搶答、分組討論、學生匯報等環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)賦予一定的分數(shù)，綜合得分最好的同學為100分，余下同學按得分與最高分數(shù)比折合成相應分數(shù)。1、22.課后作業(yè)100分，占20%依據課外作業(yè)完成質量計分，其中3次小作業(yè)每次20分，合計60分，1次大作業(yè)40分