《混凝土结构设计原理》教学大纲

《混凝土结构设计原理》教学大纲

课程编号：S072002 课程类型：专业基础课

课程名称：混凝土结构设计原理英文名称：Principles of Concrete Structure Designing 学分：3.5 适用专业：土木工程

第一部分大纲说明

一、课程的性质、目的和任务

本课程是土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，与现行的规范、规程等有关的专业基础课。

本课程的目的和任务是通过课程的学习，使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识，具备一般混凝土结构构件设计的能力以及正确处理施工及工程管理中常见混凝土结构构件问题的能力。为继续学习《混凝土结构设计》、《桥梁设计》、《土木工程施工》等后续专业课、毕业设计以及毕业后在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。

二、课程的基本要求

知识要求：通过本课程学习，使学生掌握钢筋混凝土材料的物理力学性能；熟悉各种基本构件受力特点及破坏特征；掌握各种基本构件的构造要求、设计基本原理和方法，能进行各类结构构件的设计计算。

能力要求：本课程作为一门实践性很强的课，要使学生能理论联系实际，多实践，多观察，多思考，从而提高其自学能力、分析能力、计算能力，使学生具备运用混凝土结构设计基本理论知识正确进行混凝土结构设计和解决实际技术问题的能力。

三、本课程与相关课程的联系

本课程的先修课程：建筑制图、房屋建筑学、土木工程材料、理论力学、材料力学、结构力学。

后修课程：混凝土结构设计、桥梁工程、钢结构、高层建筑结构。

本课程与先修课程结构力学关系密切。该课程的学习必将为后修课程的学习和今后进行结构设计、科学研究打下坚实的基础。

四、学时分配

本课程学分为3.5学分，建议开设56学时。

五、教材与参考书

使用教材：东南大学、同济大学、天津大学合编，清华大学主审，面向21 世纪课程教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材《混凝土结构》上册“混凝土结构设计原理”，中国建筑工业出版社，2008年11月第四版.

主要参考书：

1．沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》，高等教育出版社，2007年11月第3版.

2．吴培明主编《混凝土结构》(上、下册) ，武汉理工大学出版社，2002年2月第二版.

3．蓝宗建主编《混凝土结构设计原理》，东南大学出版社，2002年4月第一版.

4．许成祥、何培玲主编《混凝土结构设计原理》，北京大学出版社，2006年1月第1版.

六、教学方法与手段建议

本课程以课程讲授为主，课堂讲授与实践教学相结合。

建议采用计算机多媒体教学和板书教学相结合的授课方法。在保证教学质量的基础上提高教学效率。

七、课程考核方式与成绩评定办法

本课程为考试课，采用闭卷方式考核。考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题

型应尽量多样化，题型可采用填空，选择，判断，计算，简答等方式。总评成绩：课外作业、平时测验占30%；期末考试占70%。

八、其它

1．本课程的计划学时不包括实践教学环节。

2．本课程应执行《混凝土结构设计规范》等有关规范的相关规定。

3．教学中应用多媒体辅助教学，图文并茂，提高感性认识。

第二部分课程内容大纲

第1章绪论（2学时）

一、本章的教学目的和要求：

掌握混凝土结构的特点；掌握结构的功能、荷载、材料强度的取值及分项系数的意义；了解本课程的内容、任务和学习方法；了解混凝土结构在国内外的应用与发展简况。

二、教学内容及要求：

知识点：混凝土结构的一般概念；混凝土结构的发展与应用概况；结构的功能和极限状态；学习本课程应注意的问题。

重点：钢筋混凝土结构的特点；结构的功能和极限状态。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能（5学时）

一、本章的教学目的和要求：

掌握钢筋的应力、应变曲线特征、钢筋弹性模量、屈服应力、极限应力及其相应的应变值；掌握混凝土强度和变形的基本概念和基本规律、混凝土的抗压强度及其应力、应变曲线特性、弹性模量与变形模量的关系、混凝土强度等级、不同受力强度指标之间的关系、多重荷载作用下混凝土应力、应变关系及复合受力强度；掌握混凝土的收缩、徐变性质及其对混凝土结构构件性能的影响；理解混凝土与钢筋之间的粘结性能；深入理解混凝土与钢筋共同工作的原理。

二、教学内容及要求：

知识点：混凝土的组成结构，混凝土强度的基本概念，单轴向和复合应力状态下混凝土的强度，混凝土强度等级与各种不同受力强度指标之间的关系；混凝土变形的基本概念，混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次重复荷载作用下的变形性能，影响混凝土收缩与膨胀的主要因素；钢筋的品种和级别,钢筋应力-应变曲线特征及数学模型，钢筋的疲劳,混凝土结构对钢筋性能的要求；混凝土与钢筋粘结的意义, 粘结力的组成、粘结强度、影响粘结强度的因素，钢筋的锚固与搭接构造要求。

重点：混凝土的强度，混凝土受压时的应力-应变关系，混凝土的徐变，混凝土的疲劳强度；钢筋的品种和级别,钢筋应力-应变曲线特征，钢筋的疲劳；钢筋的锚固与搭接构造要求。

难点：混凝土在一次短期加载、荷载长期作用和多次重复荷载作用下的变形性能。

第3章受弯构件的正截面受弯承载力（9学时）

一、本章的教学目的和要求：

深入理解梁受力各阶段截面应变和应力的分布、破坏特征及配筋率对破坏特征的影响；理解正截面承载力计算的基本假定及其意义；熟练掌握矩形、双筋、T形截面的配筋计算方法、适用条件及构造要求。

二、教学内容及要求：

知识点：梁、板的一般构造；受弯构件正截面受弯的受力全过程；正截面受弯承载力计算原理；单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算；双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算；T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算。

重点：梁、板的一般构造。梁受力各阶段截面应力应变分布、破坏特征及配筋率对破坏特征的影响；正截面承载力计算的基本假定、等效矩形应力图、界限配筋率和最小配筋率；单筋、双筋矩形及单筋T 形截面受弯构件正截面受弯承载力基本计算公式及适用条件、计算方法。

难点：单筋、双筋矩形及单筋T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算。

第4章受弯构件的斜截面承载力（8学时）

一、本章的教学目的和要求：

理解无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态及其破坏形态；了解影响抗剪能力的因素；深入理解腹筋的作用及其对破坏形态的影响；熟练掌握有腹筋梁斜截面受剪承载力计算方法及其限制条件；掌握受弯构件纵向钢筋的布置、弯起、截断、锚固等构造措施。

二、教学内容及要求：

知识点：斜裂缝、剪跨比及斜裂面受剪破坏形态；简支梁斜截面受剪机理；斜截面受剪承载力计算公式；斜截面受剪承载力的设计计算；保证斜截面受弯承载力的构造措施，其他构造要求。

重点：钢筋混凝土梁的斜裂缝、剪跨比、斜截面受剪破坏的三种主要形态；斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面；材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、箍筋的间距；梁中纵向受力钢筋、弯筋和箍筋的其他构造要求。

难点：斜截面受剪承载力基本计算公式及适用范围、设计方法和计算截面；材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固、纵筋的截断、箍筋的间距。