1、混凝土結構設計原理教學大綱課程編號：S072002課程類型：專業基礎課課程名稱：混凝土結構設計原理英文名稱：PrinciplesofConcreteStructureDesigning學分：3.5適用專業：土木工程第一部分大綱說明一、課程的性質、目的和任務本課程是土木工程專業必修的專業基礎課，是一門實踐性很強，與現行的規范、規程等有關的專業基礎課。本課程的目的和任務是通過課程的學習，使學生掌握混凝土結構學科的基本理論和基本知識，具備一般混凝土結構構件設計的能力以及正確處理施工及工程管理中常見混凝土結構構件問題的能力。為繼續學習混凝土結構設計、橋梁設計、土木工程施工等后續專業課、畢業設計以及畢業

2、后在混凝土結構學科領域繼續學習提供堅實的基礎。二、課程的基本要求知識要求：通過本課程學習，使學生掌握鋼筋混凝土材料的物理力學性能；熟悉各種基本構件受力特點及破壞特征；掌握各種基本構件的構造要求、設計基本原理和方法，能進行各類結構構件的設計計算。能力要求：本課程作為一門實踐性很強的課，要使學生能理論聯系實際，多實踐，多觀察，多思考，從而提高其自學能力、分析能力、計算能力，使學生具備運用混凝土結構設計基本理論知識正確進行混凝土結構設計和解決實際技術問題的能力。三、本課程與相關課程的聯系本課程的先修課程：建筑制圖、房屋建筑學、土木工程材料、理論力學、材料力學、結構力學。后修課程：混凝土結構設計、橋梁

3、工程、鋼結構、高層建筑結構。本課程與先修課程結構力學關系密切。該課程的學習必將為后修課程的學習和今后進行結構設計、科學研究打下堅實的基礎。四、學時分配本課程學分為3.5學分，建議開設56學時。章（節）內容講課學時實驗（上機）學時課堂討論（習題課）學時現場教學學時總學時第1章緒論22第2章混凝土結構材料的物理力學性能55第3章受彎構件的正截面受彎承載力819第4章受彎構件的斜截面承載力718第5章受壓構件的截面承載力9110第6章受拉構件的截面承載力22第7章受扭構件的扭曲截面承載力44第8章撓度、裂縫寬度驗算及延性和耐久性55第9章預應力混凝土構件8311合計50656五、教材與參考書使用教材

4、：東南大學、同濟大學、天津大學合編，清華大學主審，面向21世紀課程教材、普通高等教育“十一五”國家級規劃教材混凝土結構上冊“混凝土結構設計原理”，中國建筑工業出版社2008年11月第四版.主要參考書：1沈蒲生主編混凝土結構設計原理，高等教育出版社，2007年11月第3版.2吳培明主編混凝土結構（上、下冊），武漢理工大學出版社，2002年2月第二版.3藍宗建主編混凝土結構設計原理，東南大學出版社，2002年4月第一版.4許成祥、何培玲主編混凝土結構設計原理，北京大學出版社，2006年1月第1版.六、教學方法與手段建議本課程以課程講授為主，課堂講授與實踐教學相結合。建議采用計算機多媒體教學和板書教

5、學相結合的授課方法。在保證教學質量的基礎上提高教學效率。七、課程考核方式與成績評定辦法本課程為考試課，采用閉卷方式考核。考試范圍應涵蓋所有講授及自學的內容，考試內容應能客觀反映出學生對本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對有關理論的理解、掌握及綜合運用能力。考試題型應盡量多樣化，題型可采用填空，選擇，判斷，計算，簡答等方式。總評成績：課外作業、平時測驗占30%；期末考試占70%。八、其它1本課程的計劃學時不包括實踐教學環節。2本課程應執行混凝土結構設計規范等有關規范的相關規定。3教學中應用多媒體輔助教學，圖文并茂，提高感性認識。第二部分課程內容大綱第1章緒論（2學時）一、本章的教學目的和要求：掌

6、握混凝土結構的特點；掌握結構的功能、荷載、材料強度的取值及分項系數的意義；了解本課程的內容、任務和學習方法；了解混凝土結構在國內外的應用與發展簡況。二、教學內容及要求：知識點：混凝土結構的一般概念；混凝土結構的發展與應用概況；結構的功能和極限狀態；學習本課程應注意的問題。重點：鋼筋混凝土結構的特點；結構的功能和極限狀態。第2章混凝土結構材料的物理力學性能（5學時）一、本章的教學目的和要求：掌握鋼筋的應力、應變曲線特征、鋼筋彈性模量、屈服應力、極限應力及其相應的應變值；掌握混凝土強度和變形的基本概念和基本規律、混凝土的抗壓強度及其應力、應變曲線特性、彈性模量與變形模量的關系、混凝土強度等級、不同

7、受力強度指標之間的關系、多重荷載作用下混凝土應力、應變關系及復合受力強度；掌握混凝土的收縮、徐變性質及其對混凝土結構構件性能的影響；理解混凝土與鋼筋之間的粘結性能；深入理解混凝土與鋼筋共同工作的原理。二、教學內容及要求：知識點：混凝土的組成結構，混凝土強度的基本概念，單軸向和復合應力狀態下混凝土的強度，混凝土強度等級與各種不同受力強度指標之間的關系；混凝土變形的基本概念，混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復荷載作用下的變形性能，影響混凝土收縮與膨脹的主要因素；鋼筋的品種和級別,鋼筋應力-應變曲線特征及數學模型，鋼筋的疲勞,混凝土結構對鋼筋性能的要求；混凝土與鋼筋粘結的意義,粘結力的組成

8、、粘結強度、影響粘結強度的因素，鋼筋的錨固與搭接構造要求。重點：混凝土的強度，混凝土受壓時的應力-應變關系，混凝土的徐變，混凝土的疲勞強度；鋼筋的品種和級別,鋼筋應力-應變曲線特征，鋼筋的疲勞；鋼筋的錨固與搭接構造要求。難點：混凝土在一次短期加載、荷載長期作用和多次重復荷載作用下的變形性能。第3章受彎構件的正截面受彎承載力（9學時）一、本章的教學目的和要求：深入理解梁受力各階段截面應變和應力的分布、破壞特征及配筋率對破壞特征的影響；理解正截面承載力計算的基本假定及其意義；熟練掌握矩形、雙筋、T形截面的配筋計算方法、適用條件及構造要求。二、教學內容及要求：知識點：梁、板的一般構造；受彎構件正截面

9、受彎的受力全過程；正截面受彎承載力計算原理；單筋矩形截面受彎構件正截面受彎承載力計算；雙筋矩形截面受彎構件正截面受彎承載力計算；T形截面受彎構件正截面受彎承載力計算。重點：梁、板的一般構造。梁受力各階段截面應力應變分布、破壞特征及配筋率對破壞特征的影響；正截面承載力計算的基本假定、等效矩形應力圖、界限配筋率和最小配筋率；單筋、雙筋矩形及單筋T形截面受彎構件正截面受彎承載力基本計算公式及適用條件、計算方法。難點：單筋、雙筋矩形及單筋T形截面受彎構件正截面受彎承載力計算。第4章受彎構件的斜截面承載力（8學時）一、本章的教學目的和要求：理解無腹筋梁斜裂縫出現后的應力狀態及其破壞形態；了解影響抗剪能力

10、的因素；深入理解腹筋的作用及其對破壞形態的影響；熟練掌握有腹筋梁斜截面受剪承載力計算方法及其限制條件；掌握受彎構件縱向鋼筋的布置、彎起、截斷、錨固等構造措施。二、教學內容及要求：知識點：斜裂縫、剪跨比及斜裂面受剪破壞形態；簡支梁斜截面受剪機理；斜截面受剪承載力計算公式；斜截面受剪承載力的設計計算；保證斜截面受彎承載力的構造措施，其他構造要求。重點：鋼筋混凝土梁的斜裂縫、剪跨比、斜截面受剪破壞的三種主要形態；斜截面受剪承載力基本計算公式及適用范圍、設計方法和計算截面；材料抵抗彎矩圖、縱筋彎起點和彎終點的位置、縱筋的錨固、縱筋的截斷、箍筋的間距；梁中縱向受力鋼筋、彎筋和箍筋的其他構造要求。難點：斜

11、截面受剪承載力基本計算公式及適用范圍、設計方法和計算截面；材料抵抗彎矩圖、縱筋彎起點和彎終點的位置、縱筋的錨固、縱筋的截斷、箍筋的間距。第5章受壓構件的截面承載力（10學時）一、本章的教學目的和要求：深入理解軸心受力構件受力全過程及其破壞特征；掌握軸心受壓構件中由徐變所引起的內力重分布；掌握軸心受力構件的承載力計算方法；熟悉螺旋箍筋柱的承載力計算；深入理解偏心受壓構件的兩種破壞形態、特征及其形成條件，不同長細比柱的破壞類型，偏心距增大系數的意義及其影響；熟練掌握矩形、工字形截面偏心受壓構件（不對稱及對稱配筋）的計算方法、適用條件及其構造要求。二、教學內容及要求：知識點：受壓構件一般構造要求；軸

12、心受壓構件正截面受壓承載力；偏心受壓構件正截面受壓破壞形態；偏心受壓長柱的二階彎矩；矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力基本計算公式；不對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算方法；對稱配筋矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算方法；對稱配筋I形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算；正截面承載力Nu-Mu的相關曲線及其應用；雙向偏心受壓構件的正截面承載力計算；偏心受壓構件斜截面受剪承載力計算。重點：受壓構件一般構造要求；軸心受壓普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱的正截面受壓承載力計算；偏心距e0、附加偏心距e初始偏心距ei及偏心距增大系數n偏心距增大系數n的計算方法；偏心受壓構件的破壞形態，區

13、分大、小偏心受壓破壞形態的界限；矩形截面大、小偏心受壓構件正截面受壓承載力計算公式、適用條件，不對稱配筋和對稱配筋受壓承載力計算方法。難點：矩形截面大、小偏心受壓構件正截面受壓承載力計算公式、適用條件，不對稱配筋和對稱配筋受壓承載力計算方法。第6章受拉構件的截面承載力（2學時）一、本章的教學目的和要求：掌握受拉構件的受力特性；掌握偏心受拉構件正截面的承載力計算方法和偏心受拉構件斜截面的承載力計算方法。二、教學內容及要求：知識點：軸心受拉構件正截面受拉承載力計算；偏心受拉構件正截面受拉承載力計算；偏心受拉構件斜截面受剪承載力計算。重點：軸心受拉構件正截面受拉承載力計算方法；大、小偏心受拉構件正截

14、面承載力基本計算公式、適用條件、計算方法；偏心受拉構件斜截面受剪承載力計算方法。難點：大、小偏心受拉構件正截面承載力基本計算公式、適用條件、計算方法。第7章受扭構件的扭曲截面承載力（4學時）一、本章的教學目的和要求：理解矩形截面純扭構件的受力性能、破壞特點、截面限制條件及構造配筋界限的意義；掌握矩形截面彎、剪、扭構件配筋計算方法及其構造要求及T形和工字形截面彎、剪、扭構件承載力計算的解題步驟。二、教學內容及要求：知識點：純扭構件裂縫出現前和裂縫出現后的性能及破壞特點；純扭構件的扭曲截面承載力；彎剪扭構件的扭曲截面承載力；在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計

15、算；受扭構件的構造要求。重點：純扭構件的扭曲截面承載力按混凝土結構設計規范的配筋計算方法；彎扭及彎剪扭構件的扭曲截面承載力按混凝土結構設計規范的配筋計算方法；受扭構件的構造要求。難點：彎扭及彎剪扭構件的扭曲截面承載力按混凝土結構設計規范的配筋計算方法。第8章撓度、裂縫寬度驗算及延性和耐久性（5學時）一、本章的教學目的和要求：理解裂縫寬度及截面抗彎剛度的計算原理；掌握構件撓度和最大裂縫寬度的驗算方法；了解對不需驗算構件撓度及裂縫寬度規定的依據；深入理解梁在純彎區段內的應力重分布全過程、構件開裂后鋼筋和混凝土應變分布規律及其影響因素、小屮、Z等主要參數的物理意義、裂縫控制的目的與要求、非荷載效應引

16、起裂縫的原因及相應的措施。二、教學內容及要求：知識點：鋼筋混凝土受彎構件短期剛度BS和剛度B（長期剛度）的概念及計算公式，最小剛度原則，受彎構件的撓度驗算方法；鋼筋混凝土構件裂縫的出現、分布和開展機理以及應力重分布全過程，平均裂縫間距、平均裂縫寬度和最大裂縫寬度概念及計算公式，鋼筋混凝土構件裂縫寬度驗算方法；混凝土構件的延性和延性系數的概念，受彎構件截面曲率延性系數的計算表達式、主要影響因素及提高截面曲率延性系數的措施；混凝土結構耐久性的概念與主要影響因素，混凝土碳化和鋼筋銹蝕的機理、主要影響因素以及防范措施，混凝土結構耐久性的設計方法。重點：鋼筋混凝土受彎構件短期剛度BS和剛度B（長期剛度）

17、，受彎構件的撓度驗算方法；最大裂縫寬度計算公式，鋼筋混凝土構件裂縫寬度驗算方法；混凝土碳化和鋼筋銹蝕的機理、主要影響因素以及防范措施。難點：鋼筋混凝土受彎構件短期剛度BS和剛度B（長期剛度），受彎構件的撓度驗算；鋼筋混凝土構件裂縫寬度驗算。第9章預應力混凝土構件（11學時）一、本章的教學目的和要求：通過本章學習，使學生了解預應力砼的概念，了解預應力砼與普通混凝土相比有什么特點，掌握張拉控制應力概念及計算，掌握構件在施加預應力的過程中的不同階段有哪些預應力損失，全預應力和部分預應力構件的概念等。通過本章學習，使學生重點理解預應力砼構件工作性能，熟練掌握預應力混凝土軸心受拉構件在施工階段和使用階段

18、的受力過程及各階段的應力計算，掌握預應力混凝土構件的配筋計算方法和構造要求；了解預應力混凝土受彎構件在施工階段和使用階段的受力過程及應力計算方法，了解受彎構件的設計方法。同時對照普通鋼筋混凝土材料，對比兩者在抗裂度、剛度和承載力計算上有什么共同點和不同點。二、教學內容及要求：知識點：預應力混凝土的概念，預應力混凝土材料，張拉預應力鋼筋的方法，張拉控制應力，六項預應力損失產生的原因、損失值的計算方法以及減少預應力損失值的措施，先張法構件預應力鋼筋的傳遞長度，后張法構件端部錨固區的局部受壓承載力計算；預應力混凝土軸心受拉構件各階段的應力分析，預應力混凝土軸心受拉構件使用階段的計算（承載力計算、抗裂度及裂縫寬度驗算）和施工階段的驗算，預應力混凝土軸心受拉構件的設計步驟；預應力混凝土受彎構件各階段的應力分析，受彎構件使用階段正截面的計算、使用階段斜截面的計算和施工階段的驗算，預應力混凝土受彎構件的設計步驟；預應力混凝土構件的構造要求；部分預應力混凝土與無粘結預應力混凝土。重點：預應力損失產生的原因、損失值的計算方