《混凝土结构设计原理》课程教学大纲

1、混凝土结构设计原理课程教学大纲课程英文名字：Design Principle of Concrete Structure课程编号：021030070总学时及其分配：总学时：32授课学时：28，实验学时：4.0实践周数：无学分数：2学分适用专业：交通工程任课学院、系部：能源学院、交通工程系一、课程简介混凝土结构设计原理主要讲述钢筋混凝土结构构件的承载力和变现的计算问题，具体包括：结构布置方案、结构选型、材料选择及配筋构造等。要逐步学习综合考虑安全、经济、适用以及便于施工等因素的设计方法。通过本课程的学习，使学生掌握工程结构设计时需考虑的主要荷载，并掌握结构设计的主要概念、结构可靠度原理和满足可靠

2、度要求的结构设计方法；理解混凝土基本构件的受力性能和设计计算方法，培养学生进行结构构件受力分析及绘制结构施工图等的职业素养。二、课程教学目标本课程任务是通过本课程学习，实现以下课程目标：课程目标1：掌握钢筋混凝土结构的基本概念、特点和理论基础，了解钢筋混凝土结构的工作原理。课程目标2：掌握不同类型混凝土基本构件的破坏类型和破坏特征，具备对混凝土基本构件进行受力分析的能力。课程目标3：掌握钢筋混凝土结构设计中的概念设计、构造要求，具备对钢筋混凝土结构的裂缝和变形进行验算及分析的能力。课程目标4：掌握常见钢筋混凝土构件的设计方法，包括材料选择，尺寸估算，配筋计算，并根据规范规定构造要求进行实际基本

3、构件的设计与施工图绘制。三、课程教学基本内容及教学安排第一章绪论（一）教学重难点重点：本课程研究的对象及内容和本课程的特点及学习中应注意的问题。难点：钢筋和混凝土共同工作的基础。（二）教学主要内容第一节混凝土结构的基本概念和特点第二节混凝土结构的应用及发展第三节课程内容及特点（三）教学目的和要求使学生了解本课程研究的对象、内容。掌握混凝土结构的基本概念和特点，了解混凝土结构在国内外的应用和发展概况。第二章钢筋和混凝土材料的基本性能（一）教学重难点重点：钢筋的强度和变形性能；混凝土的强度和变形性能。难点：钢筋和混凝土应力-应变关系曲线的特点，钢筋和混凝土之间的粘结性能。（二）教学主要内容第一节钢

4、筋的基本性能第二节混凝土的基本性能第三节钢筋与混凝土的粘结（三）教学目的和要求掌握钢筋的应力-应变曲线特点，理解钢筋的强度以及变形指标，了解钢筋冷拉和冷拔对钢筋性能的影响，掌握钢筋混凝土结构常用钢材的分类及符号；理解混凝土各个强度指标的概念、作用以及相互之间的关系，掌握受压混凝土应力-应变曲线特点，混凝土的弹性模量、变形模量以及混凝土的收缩和徐变特性，了解混凝土的收缩和徐变对结构的影响；了解粘结力的组成、光圆钢筋和变形钢筋的粘结性能；掌握影响粘结力的因素。第三章结构设计基本原理（一）教学重难点重点：结构的可靠度概念；荷载和材料强度取值；概率极限状态设计法。难点：结构的可靠度概念；概率极限状态设

5、计法。（二）教学主要内容第一节结构可靠度及设计方法第二节荷载和材料强度的取值第三节概率极限状态设计方法第四节结构极限状态设计表达式（三）教学目的和要求掌握结构上作用的定义和类型，理解作用效应、结构抗力与可靠性的概念，理解结构安全等级的划分；掌握荷载与材料强度代表值的种类及其确定方法；了解结构的极限状态以及极限状态的分类、结构的可靠度、结构的功能函数的概念；了解结构失效概率的确定及其与结构可靠度的关系，掌握结构可靠指标的概念及其计算方法；了解可靠度间接设计法的思想，掌握结构概率可靠度设计的实用表达式，灵活运用两种极限状态的实用设计表达式。第四章受弯构件正截面的性能与设计（一）教学重难点重点：单筋

6、矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件正截面承载力计算方法。难点：配筋率和受弯构件承载力的关系；双筋矩形截面、T形截面受弯构件承载力的计算。（二）教学主要内容第一节工程应用实例第二节受弯构件的一般构造要求第三节正截面受弯性能的试验研究第四节正截面受弯承载力分析第五节单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算第六节双筋矩形截面受弯承载力计算第七节T形截面受弯承载力计算（三）教学目的和要求理解受弯构件的破坏形态；了解纵筋的配置形式，受弯构件的截面形式及构造要求；深入理解受弯构件正截面受力各阶段的应力与应变分布特点及配筋率对破坏类型的影响；掌握适筋梁、超筋梁、少筋梁以及界限破坏的破坏特征；理解正截面承载

7、力计算基本假定及其意义；掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面受弯构件正截面承载力计算方法。第五章受压构件正截面的性能与设计（一）教学重难点重点：非对称配筋偏心受压构件和对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力的设计计算方法。难点：非对称配筋小偏心受压构件正截面受压承载力计算方法；受压构件正截面承载力Nu-Mu相关曲线。（二）教学主要内容第一节工程应用实例与轴心受压构件正截面承载力计算第二节偏心受压构件正截面受力性能分析第三节矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算第四节矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算第五节受压构件的一般构造要求（三）教学目的和要求了解轴心受压构件短柱

8、和长柱的受力过程及破坏特征，掌握轴心受压构件正截面受压承载力计算方法，掌握螺旋箍筋柱轴心承载力计算与配筋构造；理解偏心受压构件正截面受压的破坏形态和破坏特征，掌握偏心受压长柱的二阶效应的计算方法；熟练掌握非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力的设计计算方法；熟练掌握对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力的设计计算方法；理解正截面承载力Nu-Mu相关曲线；了解受压构件的一般构造要求。第六章受拉构件正截面的性能与设计（学生自学）（一）教学重难点重点：矩形截面轴心受拉构件承载力计算。难点：矩形截面大偏心受拉和小偏心受拉构件正截面承载力计算。（二）教学目的和要求掌握轴心受拉构件承载力计算；了解偏心受拉构

9、件的正截面承载力计算。第七章构件斜截面受剪性能与设计（一）教学重难点重点：构件斜截面受剪性能以及受剪承载力计算方法。难点：各类构件斜截面受剪承载力计算方法，材料抵抗弯矩图的画法及其应用。（二）教学主要内容第一节受弯构件受剪性能的试验研究第二节受弯构件斜截面受剪承载力计算第三节受弯构件斜截面受剪承载力计算设计方法第四节钢筋的构造要求第五节偏心受力构件的斜截面受剪承载力（三）教学目的和要求理解钢筋混凝土梁斜裂缝的形态、剪跨比的概念、斜截面受剪破坏的三种主要形态；掌握受剪的破坏的主要影响因素；熟练掌握斜截面抗剪承载力的基本计算公式及其适用条件；理解材料抵抗弯矩图、纵筋弯起点和弯终点的位置、纵筋的锚固

10、、纵筋的截断、箍筋的间距，了解梁中纵向受力钢筋、弯筋和箍筋的其他构造要求，掌握绘制构件施工图的方法；了解偏心受力构件的斜截面受剪承载力的计算公式与方法。第八章受扭构件扭曲截面性能与设计（学生自学）（一）教学重难点重点：钢筋混凝土纯扭构件的破坏机理和承载力计算公式，复合受扭构件各内力的相关关系及承载力计算方法。难点：开裂扭矩计算；纯扭构件受扭承载力计算；复合受力条件下构件承载力计算。（二）教学目的和要求了解纯扭构件及复合受扭构件的受力性能及破坏形态，掌握开裂扭矩的计算方法及截面承载力计算方法。第九章正常使用极限状态验算及耐久性设计（一）教学重难点重点：构件裂缝宽度和变形计算方法的建立思路。难点：

11、由粘结滑移理论建立的平均裂缝间距公式和平均裂缝宽度公式；受弯构件短期刚度的计算过程。（二）教学主要内容第一节裂缝控制及混凝土构件裂缝宽度计算第二节变形控制及受弯构件挠度计算（三）教学目的和要求了解裂缝产生的原因并能解释工程中各种裂缝现象；了解受弯及受拉构件裂缝的分布及钢筋应力、粘结应力的分布；掌握钢筋混凝土构件裂缝宽度的验算方法及控制裂缝的措施；理解钢筋混凝土受弯构件短期刚度、长期刚度、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数及最小刚度的概念；掌握钢筋混凝土受弯构件挠度的验算方法及影响变形的因素。第十章预应力混凝土构件的性能与设计（一）教学重难点重点：预应力的概念；预应力损失的计算和组合；预应力构件的

12、设计方法。难点：预应力各阶段受力分析；预应力构件的设计方法。（二）教学主要内容第一节工程应用实例及预应力混凝土的基本概念第二节预应力混凝土构件设计的一般规定第三节预应力混凝土构件的应力分析（三）教学目的和要求掌握预应力混凝土结构的概念、基本原理，特点，了解部分预应力和全预应力混凝土的特点，先张法和后张法施工的过程，预应力混凝土结构对材料的要求；了解张拉控制应力的概念与要求；掌握预应力损失产生的原因以及减少预应力损失值的措施；理解先张法构件预应力钢筋的传递长度，后张法构件端部锚固区的局部受压承载力计算；掌握预应力混凝土轴心受拉构件及受弯构件的各阶段的应力分析、使用阶段的计算、施工阶段的验算和设计

13、计算步骤；了解预应力混凝土构件的构造要求。学时分配建议章节及知识点讲课实验合计第一章、绪论11第二章、钢筋和混凝土材料的基本性能22第三章、结构设计基本原理33第四章、受弯构件正截面的性能与设计617第五章、受压构件正截面的性能与设计516第六章、受拉构件正截面的性能与设计00第七章、构件斜截面受剪性能与设计617第八章、受扭构件扭曲截面性能与设计00第九章、正常使用极限状态验算及耐久性设计22第十章、预应力混凝土构件的性能与设计314合计28432四、本课程与其它课程的联系本课程的前续课程为土木工程材料、画法几何与机械制图、理论力学、材料力学和结构力学等。五、本课程的特点及教法、学法建议混凝

14、土结构设计基本原理课程主要以课堂讲授、讨论、互动答题、案例分析为主，以随堂测试、课后作业、综合设计为辅。课堂教学将充分利用现代技术手段进行辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。让学生比较全面地理解混凝土结构的特点，掌握混凝土基本构件的受力性能分析方法和设计计算方法，能够绘制基本构件配筋图，具有进行混凝土结构设计的初步能力。六、建议使用教材及主要参考资料1、建议教材：1 混凝土结构基本原理（第2版），梁兴文等，重庆大学出版社，2017.2 Elementary Reinforced Concrete Design, Li Zhujing, Press of Tsinghua University, 2005.2、建议教学参考书：1 建筑结构荷载规范（GB50009-2012），中国建筑工业出版社，2012.2 混凝土结构设计规范（GB50010-2010），中国建筑工业出版社，2