《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教学大纲课程基本情况英文名称：Principle of Concrete Structure Design课程编号：F091730001064总 学 时：64 讲课学时：56 实践学时：8总 学 分：4课程性质：必修考核方式：考试适用对象：土木工程专业先修课程：土木工程制图与CAD、土木工程材料、材料力学、结构力学参考文献：混凝土结构设计原理（第六版）（中册），东南大学、同济大学、天津大学，中国建筑工业出版社,2016.2混凝土结构设计规范(GB50010-2010),中华人民共和国住房和城乡建设部,2015二、课程设置目标混凝土结构设计原理是土木工程专业核心课程。主要内容包

2、括：混凝土构件的受力性能；普通混凝土结构构件的承载能力设计计算；钢筋混凝土构件的正常使用验算及混凝土结构的耐久性；预应力混凝土结构构件的设计计算。涉及土木工程制图与CAD、土木工程材料、材料力学、结构力学等相关知识。通过本课程的学习，使学生达到如下课程目标：1.掌握混凝土结构材料的基本力学性能，构件在各种受力状态下的受力机理、破坏模式、影响因素等；能分析影响构件正常使用状态的各种因素；能采用相关极限状态理论，分析并解决工程设计问题。 支撑毕业要求1-3，4-42.领会钢筋混凝土构件受拉、受压、受弯、受扭的受力特征，清晰梳理构件的承载力计算方法，能够进行钢筋混凝土构件的设计。熟悉实验操作规程，清

3、晰认识相关构件实验的破坏机理。 支撑毕业要求3-1，4-4,10-13.能够进行钢筋混凝土构件变形、裂缝验算和耐久性的分析。能阐述出预应力混凝土构件的概念，能进行预应力损失的计算和受拉、受弯预应力构件的设计。 支撑毕业要求2-34.能够通过文献或资料研究，建立钢筋混凝土构件的受力模型，应用荷载取值、截面的设计、承载力复核等设计能力；并能用工程语言正确表达设计意图。 支撑毕业要求2-3,3-1表1 本课程对毕业要求及其指标点的支撑课程目标课程目标支撑的毕业要求指标点支撑强度课程目标对应的知识单元课程目标11-3：掌握土木工程专业所需要的专业知识，能够清楚认识建立复杂土木工程问题计算模型（包括数学

4、和力学模型）的基本前提或基本假定，并理解其局限性。强支撑知识单元一、二实践教学4-4：能够对实验结果进行科学合理的分析和解释，通过信息的综合分析获得合理有效的结论。强支撑课程目标23-1：掌握土木工程设计的知识、方法和技术,能够设计满足土木工程特定需求的构件、节点、构造。强支撑知识单元三至七、九实践教学综合训练4-4：能够对实验结果进行科学合理的分析和解释，通过信息的综合分析获得合理有效的结论。强支撑10-1：能够就土木工程专业的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、表达或回应指令。强支撑课程目标32-3：能够正确、合理地运用专业知识识别和表达复

5、杂土木工程问题。强支撑知识单元八课程目标42-3：能够正确、合理地运用专业知识识别和表达复杂土木工程问题。强支撑知识单元三至九实践教学综合训练3-1：掌握土木工程设计的知识、方法和技术,能够设计满足土木工程特定需求的构件、节点、构造。强支撑三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：课程综述 支撑课程目标1（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能懂得混凝土结构的一般概念，阐述出钢筋与混凝土共同工作的原理，混凝土结构在国内外的发展和应用。描述出混凝土结构的工程特点。能阐明混凝土结构的设计原则。明确本课程的主要内容、学习方法和基本要求。 教与学方法 ：讲授、照片、案例知识点1：混凝土结

6、构的一般概念 主要内容：混凝土结构的一般概念；钢筋与混凝土相互作用原理；混凝土结构的工程特点。知识点2：混凝土结构在国内外的发展与应用 混凝土结构发展的历程及今后发展趋势。知识点3：结构的功能和极限状态简介 主要内容：工程结构极限状态的基本概念；结构上的作用及取值；材料的强度及取值；知识点4：本课程的主要内容、要求和学习方法 主要内容：注重基础理论；注重实验及实践；多加训练；注重知识拓展。知识单元二：混凝土结构材料的物理、力学性能 支撑课程目标1（建议4学时）教与学要求：本知识单元要求学生能描述出混凝土的各种强度及相互关系，表达出混凝土模量的概念，分析出重复荷载下混凝土破坏原因。表达出混凝土徐

7、变、收缩与膨胀的概念。绘制出钢筋的应力-应变曲线，表述出钢筋种类及受力性能。分析钢筋粘结与锚固的原理。教与学方法：讲授、案例知识点1：混凝土材料的受力及变形主要内容：混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互关系；单轴向受压下混 凝土的应力应变全曲线及数学模型；混凝土的弹性模量、变形模量的概念；重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念；混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。知识点2：钢筋的种类及受力性能主要内容：钢筋的品种和级别；钢筋的应力应变全曲线及其数学模型；钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的要求。知识点3：钢筋混凝土的粘结与锚固主要

8、内容：粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等概念；基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。知识单元三：受弯构件正截面受弯承载力计算 支撑课程目标2、4（建议10学时）教与学要求：本知识单元要求学生自主学习受弯构件的构造要求，学会相关规范的查阅方法。阐述出正截面受力阶段。并能进行正截面承载力的计算和验算。熟练进行构件选择和配筋。学生业余时间进行综合训练。教与学方法：讲授、案例、讨论知识点1：受弯构件的构造要求 主要内容：受弯构件的截面形式,钢筋的构造要求知识点2：适筋梁正截面受弯三个受力阶段主要内容：适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力与应变的分

9、布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等；知识点3：受弯构件承载力计算基本假定 主要内容：混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的应用。知识点4：受弯构件承载力计算 主要内容：单筋梁、双筋矩形与T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法，配置纵向受拉钢筋的主要构造措施。知识单元四：受弯构件斜截面承载力的计算 支撑课程目标2、4（建议10学时）教与学要求：本知识单元要求学生阐述出斜截面破坏的形态，熟练进行斜截面承载力计算及配筋，在查阅相关资料情况下能阐述出斜截面受弯构件的构造要求。教与学方法：讲授、案例知识点1：斜

10、截面破坏形态 主要内容：无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态；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对斜截面受剪破坏形态的影响； 知识点2：斜截面承载力计算 主要内容：矩形、T形和I字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法及限制条件；知识点3：斜截面受弯构造要求 主要内容：受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。知识单元五：受压构件承载力计算 支撑课程目标2、4（建议10学时）教与学要求：本知识单元要求学生分析出轴心和偏心受压的受力特点和破坏形态。熟练进行构件的配筋计算和演算。在阅规范的基础上能阐述出受压构件的构造要求。教与学方法：讲授、案例、讨论知识点1：轴

11、心受压构件承载力计算 主要内容：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构造要求；了解螺旋箍筋柱的原理与应用；知识点2：偏心受压构件破坏形态 主要内容：偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征及其正截面上应力计算简图；知识点3：偏心受压构件承载力计算 主要内容：偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式的原理；对称配筋矩形与I字形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法。知识点4：偏心受压构件构造要求主要内容：纵向钢筋与箍筋的主要构造措施；Nu-Mu相关曲线的概念及其应用；偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。知识单元六：受拉构件承载力计算 支撑课程目标2、4（建议2学

12、时）教与学要求：本知识单元要求学生阐述出轴心受拉构件的受力过程、破坏形态。熟练进行配筋计算。教师通过以上相关知识单元总结，引导学生自主学习。教与学方法：讲授、自学知识点1：受拉构件承载力计算主要内容：轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态、正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造措施；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的计算方法与配筋的主要构造措施；偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。知识单元七：受扭构件扭曲截面承载力的计算 支撑课程目标2、4(建议6学时)教与学要求：本知识单元要求学生能描述出矩形截面受扭构件的计算模型和破坏形态，熟练进

13、行受扭构件的配筋计算，最终能进行弯剪扭构件的配筋计算。教师通过多媒体进行理论基础讲述。教与学方法：讲授、案例知识点1：纯扭构件计算理论及构造 主要内容 ：矩形截面受扭构件的破坏形态、变角度空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造；知识点2：弯剪扭构件设计主要内容：弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。知识单元八：钢筋混凝土构件变形、裂缝及耐久性 支撑课程目标3、4(建议4学时)教与学要求：本知识单元要求学生描述出刚度、挠度的定义，钢筋混凝土构件的裂缝开展原理，能进行挠度和裂缝宽度的验算。分析出混凝土耐久性的影响因素。教师通过多媒体进行理论基础讲述。结合工程实践阐述出混凝土构件的

14、裂缝原理及耐久性影响因素，最终讨论出提高混凝土耐久性的方法。通过例题讲解讲述计算及配筋过程。学生业余时间进行演算练习。教与学方法：讲授知识点1：钢筋混凝土构件的变形 主要内容：截面受弯刚度的定义以及构件挠度的验算方法。知识点2：钢筋混凝土构件的裂缝 主要内容：钢筋混凝土构件在第工作阶段的基本品性，包括截面上与截面间的应力分布、裂缝开展的原理与过程；裂缝宽度计算原理以及方法；知识点3：混凝土结构的耐久性 主要内容：截面延性的定义及受弯构件截面延性的计算原理；混凝土结构耐久性的意义、主要影响因素、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀以及耐久性设计的一般概念。知识单元九：预应力混凝土结构 支撑课程目标2、4(建

15、议6学时)教与学要求：本知识单元要求学生分清预应力的施加方法。阐述出预应力的概念。能进行预应力损失的计算和受拉、受弯预应力构件的设计。教师通过多媒体进行理论基础讲述。结合工程实践阐述出预应力损失的原理。通过例题讲解讲述计算过程。学生业余时间进行演算练习。教与学方法：讲授、案例知识点1：预应力混凝土概念、预应力损失 主要内容：预应力混凝土结构的基本概念、各项预应力损失值的意义和计算方法、预应力损失值的组合； 知识点2：受拉及受弯构件设计计算 主要内容：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；预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求。综合训练项目一：

16、简支梁构件抗弯、抗剪设计或复核 支撑课程目标2、4目的和要求：要求学生结合现有工程，选取受弯构件进行设计或进行抗弯、抗剪承载力复核。要求学生自己完成工程概况论述及荷载取值等基本工作。成果形式：设计说明、计算书及设计图纸。综合训练项目二：受压构件设计或复核 支撑课程目标2、4目的和要求：要求学生结合现有工程，选取受压构件进行设计或进行承载力复核。要求学生自己完成工程概况论述及荷载取值等基本工作。成果形式：设计说明、计算书及设计图纸。实践教学环节序号实践名称目的要求主要内容支撑课程目标实践学时实践类型开出要求1混凝土基本力学性能试验分析混凝土在加载过程中的应力-应变关系。测试混凝土试件的立方体抗压

17、强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度。课程目标12验证必做2单筋矩形截面梁破坏试验加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识。通过对适筋梁的破坏试验，验证受弯构件正截面承载力计算公式。课程目标2、42综合必做3受弯构件斜截面破坏试验加强对钢筋混凝土梁斜截面受剪破坏过程的认识。验证斜截面强度计算方法，加深认识剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏等三种剪切破坏形态的主要破坏特征；正确区分斜裂缝和垂直裂缝，弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝。课程目标2、42综合必做4偏心受压柱破坏试验加强大偏心受压截面的破坏的认识。测试混凝土试件的立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度。课程目标2、42设计必做成绩构成和评价方法1.成绩构成总分100分，其中操行成绩占10分、综合训练成绩占30分、期末成绩占60分、实验成绩按学时百分比计入总成绩。（1）操行成绩。主要考核遵守纪律情况、课堂表现等方面，6分及格线，不及格者课程成