天津大学：混凝土结构原理教学大纲.

1、混凝土结构原理教学大纲授课专业：土木工程等专业本科教学学时：64学时、课程的性质与目的混凝土结构原理课是土木工程专业必修的专业基础课。课程和教材内容的 特点是实践性强，与相关规范、规程密切相连。本课程主要讲述混凝土结构的基本 构件，包括结构材料性质、各类构件受力时的力学性能、设计原理、计算方法和配 筋构造等。课程包括另附的思考题和习题。学习本课程的目的是掌握混凝土结构构 件的基本原理、基本设计理论和计算。为继续学习后续课程、课程设计和毕业设计 从事与混凝土结构相关的工作和学习研究提供坚实的基础。、与课程配套的实验矩形截面适筋梁的正截面承载力试验；集中荷载下矩形截面简支梁的斜截面受 剪承载力试验

2、；矩形截面偏心受压短柱的承载力试验。三、本课程的前修课程高等数学、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、结 构力学、土木工程材料以及荷载与结构设计方法等。四、课程的基本内容和教学要求1.绪论课程的基本内容:混凝土结构的一般概念（包括:分类、配筋的作用和要求、优点和缺点；混凝土结 构的发展和应用（发展概况、在土木工程中的应用概况和展望。教学要求:掌握混凝土结构的一般概念和特点；了解混凝土结构的发展和应用状况；了解本 课程的主要内容、要求和学习方法。2. 混凝土结构材料的物理和力学性能课程的基本内容:钢筋（包括:钢筋的品种和级别、钢筋强度和变形、钢筋冷加工的概念、钢筋应力应变关系的数学模型、钢筋的

3、疲劳性能、混凝土结构对钢筋性能的要求；混凝土 （包括:混凝土的基本强度指标、单轴受压下混凝土应力应变关系、轴向受压下的变 形模量、轴向受压下的应力应变关系、混凝土的疲劳性能、复合应力状态下的强度 和变形、混凝土的收缩和膨胀；钢筋和混凝土的粘结（包括:粘结的定义、粘结力的组 成、保证可靠粘结的构造措施。教学要求：钢筋:熟悉钢筋的品种和级别；掌握钢筋应力-应变曲线的特征及其数学模型；了 解钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的要求。混凝土:熟悉混凝土的强度和各类强度之间的关系；掌握单向受压下混凝土应力 应变曲线的特征及其数学模型；熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念；了解混凝土 的疲劳性能以及在复

4、合应力状态下的强度概念。钢筋和混凝土的粘结性能：掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分 布、粘结应力和相对滑移的关系的概念；掌握基本锚固长度的概念和保证可靠粘结 的构造要求。3. 混凝土结构的基本计算原则课程的基本内容:极限状态（包括:结构上的作用与荷载效应、结构的抗力、结构的功能要求、设计基准期、极限状态的概念和分类、极限状态方程 ；按近似概率的极限状态设计法 （包括:结构的可靠度、可靠指标与失效概率、目标可靠指标；实用设计表达式（包括:承载能 力极限状态设计表达式、正常使用极限状态设计表达式。教学要求:掌握工程结构极限状态的基本概念（结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限

5、状态；了解结构可靠度的基本原理；熟悉近似概率极限状态设计法 的应用。4. 受弯构件正截面承载力计算课程的基本内容:梁、板的一般构造（包括:梁、板的截面形式和尺寸、混凝土标号的选择、钢筋强度等级和常用直径、混凝土保护层厚度、纵筋布置、纵筋配筋率；梁的正截面受弯承载力试验（包括:适筋梁正截面受弯的三个受力阶段、纵筋配筋率对破坏形态和 受弯性能的影响；正截面承载力计算的基本假定及其应用（包括:正截面承载力计算的 基本假定、受压区混凝土应力的计算图形、界限相对受压区高度 ；单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算（包括:基本计算公式、计算公式的适用条件及其意义、计 算系数及其应用；双筋矩形截面受弯构件正截

6、面承载力计算（包括:双筋矩形截面的形 成和纵向受压钢筋的强度设计值、梁正截面承载力的截面设计方法；T形截面受弯构件正截面承载力计算（包括:T形截面的定义及翼缘计算宽度的取值、T形截面受弯构件承载力计算。教学要求:熟练掌握适筋梁正截面受弯时三个受力阶段的概念（截面上应力和应变的分布、破坏形态、纵向受力钢筋配筋率对破坏形态的影响、三个工作阶段在设计中的应用等；掌握正截面承载力计算的基本假定及其在正截面承载力计算中的应用；熟练 掌握单筋、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，配置纵筋的 构造要求。5. 受弯构件斜截面承载力计算课程的基本内容：受弯构件斜截面承载力的概念（包括:裂缝的出

7、现和开展、斜截面受剪和受弯承载力、箍筋和配筋率以及弯起钢筋；剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态（包括:剪跨 比的概念、斜截面的三种主要破坏形态、保证斜截面受剪承载力的方法；斜截面受 剪破坏的机理及主要影响因素（包括:斜截面受剪破坏机理、影响斜截面受剪承载力 的主要因素；斜截面受剪承载力的计算公式和适用范围（包括:基本假定、受压区混凝 土承受的剪力、箍筋和弯起钢筋承受的剪力、斜截面受剪承载力的计算公式、计算 公式的适用范围、连续梁斜截面受剪的性能与承载力计算；深受弯构件的斜截面受 剪承载力。教学要求:熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态；掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截 面受剪的三种破坏形态以及腹筋

8、对受剪破坏形态的影响 ；熟练掌握矩形、T形和I 形截面受弯构件斜截面承载力计算模型、计算方法和限制条件；掌握受弯构件钢筋布置、梁内纵筋的弯起、截断以及锚固等构造要求；了解深受弯构件斜截面受剪承 载力的计算原理和计算方法。6. 受压构件承载力计算课程的基本内容:受压构件的一般构造（包括:截面形式与尺寸、材料的强度等级、纵向钢筋和箍 筋的构造要求；轴心受压构件正截面受压承载力计算（包括:轴心受压普通箍筋柱的正 截面受压承载力计算、轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算 ；偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态（包括:偏心受压构件正截面的受力过程、偏心受压 构件正截面的两种破坏形态；偏心受压构件的

9、纵向弯曲影响；偏心受压构件正截面受 压承载力计算公式（包括:大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图、附加偏心 矩、初始偏心矩、偏心矩增大系数、偏心受压构件正截面受压承载力计算公式及其 适用条件;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；对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力 计算;对称配筋I形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算；正截面承载力Nu-Mu 相关曲线及其应用；双向偏心受压构件正截面承载力计算；偏心受压构件斜截面受剪 承载力计算；双向受剪承载力。教学要求:掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及 主要的构造要求；了解螺旋箍筋柱的原理与应用

10、；熟练掌握偏心受压构件正截面两种 破坏形态的特征以其正截面上应力的计算简图；掌握偏心受压构件正截面受压承载 力的一般计算公式的原理；熟练掌握对称配筋矩形和I形截面偏心受压构件正截面 受压承载力计算方法及纵向钢筋与箍筋的主要构造要求；掌握Nu-Mu相关曲线的概 念及应用；熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算；了解双向受剪承载力计算原 理和计算方法。7. 受拉构件承载力计算课程的基本内容:轴心受拉构件正截面受压承载力计算；偏心受拉构件正截面承载力计算（包括:大 偏心受拉构件正截面承载力计算、小偏心受拉构件正截面承载力计算；偏心受拉构 件斜截面受剪承载力计算。掌握轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态

11、、正截面受拉承载力的计算方法及 配筋的主要构造要求；掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及 对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力计算方法与配筋的主要构造要求 熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。8. 受扭构件扭曲截面受扭承载力计算课程的基本内容：纯扭构件的试验研究；矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算（包括:开裂 扭矩的计算、受扭承载力计算、配筋计算方法；弯剪扭构件的承载力计算（包括:试验研究与计算模型、配筋计算方法及步骤；受扭构件的配筋构造要求（箍筋的构造要 求、纵向钢筋的构造要求。教学要求:掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角度空间桁架模型、受扭承载力的计算

12、方法、限制条件及配筋构造；掌握弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。9. 钢筋混凝土构件的变形、裂缝课程的基本内容:钢筋混凝土受弯构件的挠度验算（包括:截面受弯刚度的概念和定义、纵向受拉 钢筋应变不均匀系数、截面受弯刚度的计算公式、影响截面受弯刚度的主要因素、 最小刚度原则与挠度验算；钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算（包括:垂直裂缝的出现、分布和开展、平均裂缝间距、平均裂缝宽度、最大裂缝宽度及其验算；钢筋混凝土 构件的截面延性（包括:延性的概念和意义、受弯构件截面曲率延性系数、偏心受压 构件截面曲率延性分析。教学要求:掌握钢筋混凝土构件在第n工作阶段的基本特征 （截面上和截面间的应力分 布、裂缝开展

13、的原理与过程、截面曲率的变化以及主要影响因素；掌握裂缝宽度、截面受弯刚度的定义、计算原理以及裂缝宽度与构件挠度的验算方法；熟悉截面延 性的定义以及受弯构件、偏心受压构件截面延性的计算原理。10. 预应力混凝土构件的计算课程的基本内容：预应力混凝土的基本概念（包括:预应力混凝土的原理、预应力混凝土的分类、 张拉预应力筋的方法、预应力混凝土的材料、锚具、夹具和预应力设备、先张法预 应力锚固长度；张拉控制应力和预应力损失（包括:张拉控制应力、各种预应力损失、 预应力损失的组合；后张法构件端部锚固区的局部承压验算；预应力混凝土轴心受拉 构件的计算（包括:先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析、后张法轴心受

14、拉构件各 阶段的应力分析、轴心受拉构件承载力计算和抗裂验算、轴心受拉构件施工阶段的 验算;预应力混凝土受弯构件的计算（包括:正截面承载力计算、正截面受弯抗裂和裂 缝宽度验算、斜截面承载力计算、斜截面抗裂度验算、挠度和反拱验算、施工阶段 的验算;部分预应力混凝土以及无粘结预应力混凝土结构简述；预应力混凝土的构造 要求（包括:一般要求、先张法构件的构造要求、后张法构件的构造要求。教学要求:熟练掌握预应力混凝土构件的基本概念、预应力损失值的意义和计算方法、预 应力损失值的组合；熟练掌握预应力轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方 法和主要构造要求；掌握预应力受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法和

15、主要 构造要求；了解部分预应力混凝土构件以及无粘结预应力混凝土构件的设计计算要 点。五、使用教材王铁成主编,混凝土结构原理”第3版，天津大学出版社，2002六、参考文献1.东南大学、天津大学、同济大学合编（程文瀼、王铁成、颜德姮主编，混凝土 结构设计原理（第三版,中国建筑工业出版社，20052. 叶列平主编,混凝土结构（上册，清华大学出版社,20023. 滕智明主编,钢筋混凝土基本构件（第二版，清华大学出版社,19874. 徐有邻、周氐编著，混凝土结构设计规范理解与应用，中国建筑工业出版社，20025. H.Nils on. Desig n of Con crete Structures, 12 Editio n, McGraw-Hill, I nc. NewYork, 1997 （中译本：A.H.尼尔逊,混凝土结构设计（第12版过镇海、方鄂华、庄崖 屏等译校，中国建筑工业出版社，20035.东南大学、天津大学、同济大学合编（程文瀼、王铁成、颜德姮主编，混凝