混凝土结构设计原理

Design Principle of Concrete Structures

一、课程基本信息

学  时：72

学  分：4.5

考核方式：考试；期末考试分数占总成绩的70%,平时成绩占总成绩的30。

中文简介：《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的主干课程，也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。本课程主要研究钢筋混凝土结构构件的受力性能、截面设计方法和构造等混凝土结构的基本理论；学习钢筋混凝土结构构件的受力特点、计算原理与设计方法；培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力；掌握钢筋混凝土结构设计原理的基本知识，学会使用混凝土结构设计规范等国家标准。

 

二、教学目的与要求

    第一章  绪论

1.  掌握混凝土结构分类，混凝土的一般概念、特点。

2． 掌握钢筋与混凝土协同工作的原因。

3． 了解混凝土结构在国内外的应用和发展前景。

4． 掌握现行规范的承载能力极限状态表达式和正常使用极限状态表达式。（回顾《荷载与设计方法》课程内容）

5. 了解本课程主要的学习内容、要求和学习方法。

第二章  混凝土结构材料的物理力学性能

1．掌握钢筋的力学性能，了解混凝土结构对钢筋性能的要求。

2. 掌握混凝土的强度分类，概念，特点。

3. 掌握混凝土产生变形的原因，变形的特点。

4. 了解钢筋与混凝土粘结的作用及产生的原因，粘结强度及影响因素。

5. 掌握保证钢筋与混凝土粘结的措施。

第三章 受弯构件的正截面受弯承载力

1．掌握按极限状态设计的基本要求和梁板结构的一般构造。。

2. 掌握受弯梁的受力阶段及各阶段的应力状态 ，梁的破坏形式。

3. 熟练掌握单筋矩形截面梁的正截面承载力基本计算公式的推导、基本计算公式、公式适用条件、公式的应用。

4. 熟练掌握双筋矩形截面梁的正截面承载力基本计算公式的推导、基本计算公式、公式适用条件、公式的应用。         

5. 熟练掌握T形截面梁的正截面承载力基本计算公式的推导、基本计算公式、公式适用条件、公式的应用。

第四章  受弯构件斜截面承载力

1．理解无腹筋梁斜裂缝出现前后截面应力状态的变化、斜截面破坏的形态及影响斜截面承载力的因素。

2. 熟练掌握有腹筋梁承载力计算方法、限制条件及计算的方法。

3. 掌握纵向钢筋的弯起、切断和纵筋的锚固。

第五章  受压构件的截面承载力

1．理解和掌握偏心受压构件的两种破坏形态、特征及其变形条件，长细比对破坏类型的影响，偏心距增大系数和附加偏心距的意义。

2. 掌握轴心受压构件正截面承载力计算方法。

3. 了解配有螺旋箍筋柱的计算及应用。

4. 理解矩形截面不对称配筋、对称配筋、工字形截面对称配筋的计算方法，适用条件及构造要求。         

5.了解双向偏心受压构件计算方法的原理。

6.了解偏心受压构件斜截面受剪承载力计算。

第六章  受拉构件承载力

1．了解轴心受拉构件正截面承载力计算。

2. 掌握偏心受拉构件正截面承载力计算及抗剪承载力计算。

第七章  受扭构件的扭曲截面承载力计算

1．理解纯扭构件的受力性能、破坏特点、截面限制条件及构造配筋界限的意义。

2. 熟悉弯、剪、扭构件配筋计算方法及其构造要求。

第八章  钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性

1． 理解混凝土构件刚度的计算公式和挠度的计算。

2． 熟悉最大裂缝宽度计算公式的建立方法。

3. 掌握和运用最大裂缝宽度计算公式。

4. 了解混凝土结构的耐久性的设计，熟悉混凝土结构耐久性的有关规定。

第九章  预应力混凝土构件（简介）

1．理解预应力混凝土构件的概念、优缺点、各项预应力损失产生的原因和减少预应力损失的方法。

2. 了解全预应力混凝土、部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土的概念。

3. 掌握轴心受拉构件及直线配筋预应力混凝土受弯构件的设计方法及构造要求。

第十章  按近似概率理论的极限状态设计方法（回顾前序课程内容）

1.理解结构功能、极限状态、失效概率，结构可靠指标等基本概念及荷载、材料强度的标准值、设计值、分项系数的意义。

2.掌握两种极限状态实用表达式的应用。

第十一章  楼盖

1.掌握梁板结构的一般结构布置、构造要求、计算简图的选用、荷载的传递及不利活荷载的布置、内力包络图的绘制。

2.深入了解塑性铰及内力重分布的概念。

3.熟练掌握用弹性法、塑性内力重分布方法计算单向板楼盖、双向板楼盖。

4.了解梁板结构中的特殊部分楼梯及雨蓬的计算方法和构造要求。

5.了解其他楼盖的设计思路。

 

三、教学方法与手段

本课程以课堂讲授为主，自学为辅，使用主讲教师亲自制作的课件进行教学，注重理论与工程实践的结合。课堂上主要以讲授为主，辅以课堂讨论等师生互动；课后要求学生查阅图书资料进行团队合作、分组讨论自主性学习，适当布置作业练习，要求学生完成课后作业；课后作业是理论学习、工程计算与图纸表达的综合训练；实践环节（实验）分班组进行，通过实验对学生进行动手能力培养。本课程侧重培养学生的工程素养，进行工程师的基本训练；需要学生投入足够的精力进行本课程的学习。

 

四、教学内容及目标

                                      

教学内容	教学目标	学时 分配
第一章  绪论		2.5
1. 混凝土结构的一般概念	掌握
2. 混凝土结构的发展概况	了解
3. 结构的功能和极限状态简述	掌握
4. 学习本课程要注意的问题	了解
重点与难点： 重点：混凝土结构分类，钢筋与混凝土协同工作的原因。 难点：钢筋与混凝土协同工作的原因。
衡量学习是否达到目标的标准: 查阅资料扩展知识面，完成课堂讨论与课后作业
第二章  混凝土结构材料的物理力学性能		4.5
1. 混凝土的物理力学性能	理解
2. 钢筋的物理力学性能	理解
3. 混凝土与钢筋的粘结	掌握
重点与难点: 重点：钢筋的力学性能，保证钢筋与混凝土粘结的措施；混凝土的强度分类，概念，特点；混凝土产生变形的原因，变形的特点。 难点：钢筋的力学性能，混凝土在一次短期荷载下和多次重复荷载下变形的特点。
衡量学习是否达到目标的标准: 查阅资料扩展知识面，完成课后练习与作业
第三章  受弯构件的正截面受弯承载力		12
1. 梁、板的一般构造	掌握
2. 受弯构件的正截面的受弯性能	理解
3. 正截面受弯承载力计算原理	掌握
4. 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算	掌握
5. 双筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算	掌握
6. T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算	掌握
重点与难点: 重点：梁板结构的一般构造要求、受弯梁的受力阶段及各阶段的应力状态及梁的破坏形式。各类截面正截面受弯承载力的计算及配筋的构造要求。 难点：各类截面正截面受弯承载力的计算及配筋的构造要求。
衡量学习是否达到目标的标准:完成课后练习与作业
第四章  受弯构件斜截面承载力		6
1. 概述	理解
2. 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态	掌握
3. 简支梁斜截面受剪机理	理解
4. 斜截面受剪承载力的计算	掌握
5. 保证斜截面受弯承载力的构造措施	理解
6. 梁、板内钢筋的其他构造要求	掌握
重点与难点: 重点：有腹筋梁斜截面的受剪破坏形态、受剪承载力计算；学习抵抗弯矩图的绘制，掌握弯起钢筋的弯起点、纵向受拉钢筋截断时的延伸长度等一些构造要求。 难点：有腹筋梁斜截面受剪承载力计算；抵抗弯矩图的绘制。
衡量学习是否达到目标的标准:独立完成课后练习与作业
第五章  受压构件的截面承载力		12
1. 受压构件的一般构造要求	掌握
2. 轴心受压构件正截面受压承载力	掌握
3. 偏心受压构件正截面的受压破坏形态	理解
4. 偏心受压长柱的二阶弯矩	了解
5. 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式	掌握
6. 不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法	掌握
7. 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算方法	掌握
8. 对称配筋工形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算（简介）	了解
9. 正截面受压承载力 — 相关曲线及其应用（简介）	理解
10. 双向偏心受压构件的正截面受压承载力计算（简介）	了解
11. 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算	理解
重点与难点: 重点：偏心受压构件的两种破坏形态、特征及其变形条件，长细比对破坏类型的影响，偏心距增大系数和附加偏心距的意义； 矩形截面不对称配筋、对称配筋、工字形截面对称配筋的计算方法，适用条件及构造要求。 难点：判别偏心受压构件的两种破坏形态和矩形截面不对称配筋、对称配筋、工字形截面对称配筋小偏心受压构件的计算方法，适用条件及构造要求。
衡量学习是否达到目标的标准:完成课后练习与作业
第六章  受拉构件承载力计算		3
1. 轴心受拉构件正截面承载力计算	掌握
2. 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算	掌握
重点与难点: 重点：偏心受拉构件正截面承载力计算与配筋的主要构造要求。 难点：大偏心受拉构件正截面承载力计算。
衡量学习是否达到目标的标准:完成课后练习与作业
第七章  受扭构件的扭曲截面承载力计算		6
1. 概述	理解
2. 纯扭构件的试验研究	了解
3. 纯扭构件的扭曲截面承载力	掌握
4. 受剪扭构件的扭曲截面承载力	掌握
5.对属于协调扭转的钢筋混凝土构件扭曲截面承载力	理解
6. 构造要求	掌握
重点与难点: 弯、剪、扭构件配筋计算方法及其构造要求。
衡量学习是否达到目标的标准:独立完成课后练习与作业
第八章  钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性		4.5
1. 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算	掌握
2. 钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算	掌握
3. 钢筋混凝土构件的截面延性	理解
4. 混凝土结构的耐久性	理解
重点与难点: 重点：混凝土构件刚度的计算、挠度的计算和最大裂缝宽度的计算。 难点：混凝土构件刚度的计算和最大裂缝宽度的计算。
衡量学习是否达到目标的标准:完成课后练习与作业
第九章  预应力混凝土构件（简介）	了解	3
重点与难点: 重点：预应力混凝土构件产生预应力损失的原因和减少预应力损失的方法；预应力混凝土轴心受拉构件、受弯构件的计算原理。 难点：预应力混凝土轴心受拉构件、受弯构件的计算原理。
衡量学习是否达到目标的标准: 查阅资料扩展知识面，完成课后练习
第十章  按近似概率理论的极限状态设计方法 （回顾前序课程内容）		1
1. 建筑结构设计的一般原则	理解
2. 建筑结构荷载	掌握
3. 结构的功能要求和极限状态	理解
4. 按近似概率的极限状态设计法	理解
5. 实用设计表达式	掌握
重点与难点: 重点：两种极限状态实用表达式 难点：两种极限状态实用表达式的应用
衡量学习是否达到目标的标准: 查阅资料扩展知识面，完成课后练习
第十一章  楼盖		9.5
1. 概述	了解
2. 现浇单向板肋梁楼盖	掌握
3. 双向板肋梁楼盖	理解
4. 无梁楼盖	了解
5. 楼梯与雨篷简介	理解
重点与难点: 重点： 整体现浇式单向板、双向板肋梁楼盖设计、钢筋混凝土楼梯、雨蓬的设计； 难点：整体现浇式单向板、双向板肋梁楼盖设计。
衡量学习是否达到目标的标准:查阅资料扩展知识面，完成课后练习与作业

 

五、推荐教材和教学参考资源

推荐教材与经典书目：

1.东南大学、同济大学、天津大学、清华大学合编.混凝土结构（混凝土结构设计原理）（上册）（第六版）.北京：中国建筑工业出版社，2016.2

2. 东南大学、同济大学、天津大学、清华大学合编. 混凝土结构与砌体结构设计（下册）（第六版）.北京：中国建筑工业出版社，2016.3

3. 王庆华、王伯昕. 钢筋混凝土结构原理与设计(上册).北京：国防工业出版社.

2015.9

4.李晓文编著.钢筋混凝土结构设计原理.武汉：华中科技大学出版社，2009

5. 梁兴文、史庆轩. 混凝土结构设计原理(第三版).北京：中国建筑工业出版社，

2016.2

6. 中华人民共和国住房和城乡建设部、 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）. 北京：中国建筑工业出版社，2011

7. 中华人民共和国住房和城乡建设部、 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）. 北京：中国建筑工业出版社，2011

杂志与期刊：

1.  建筑技术

2.  混凝土与水泥制品

3.  建筑施工

4.  建筑工人

5.  清华大学、华南理工大学、哈尔滨工业大学等学报（自然科学版）。

网络刊物、电子刊物与学习网站：

1.土木在线    http://bbs.co188.com/

2.土木工程网  http://www.civilcn.com/

  

        

大纲修订人：刘 岩                        修订日期：2018年1月

 

大纲审定人：                             审定日期：