《混凝土结构基本原理》课程大纲.docx

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《混凝土结构基本原理》课程大纲

《混凝土结构基本原理》课程大纲

课程代码

课程名称

中文名:

混凝土结构基本原理

英文名

课程类别

专业基础课

修读类别

必修

学分

学时

（含学时课内实验）

开课学期

第学期

开课单位

结构工程教案团队

适用专业

土木工程专业

先修课程

土木工程材料、材料力学、荷载与结构设计方法等

教材及主要参考书

《混凝土结构基本原理》，郭靳时等主编，武汉大学出版社，

《工程结构可靠性设计统一标准》，中国建筑工业出版社，

《建筑结构荷载规范》，中国建筑工业出版社，

《混凝土结构设计规范》，中国建筑工业出版社，

《混凝土结构设计原理》，东南、天津、同济大学合编，中国建工出版社，

《混凝土结构基本原理》，张誉主编，中国建筑工业出版社，

《混凝土结构原理》，刘立新、叶燕华主编，武汉理工大学出版社，

一课程简介

《混凝土结构基本原理》课程属于土木工程专业必修的专业基础课程,也是土木工程专业重要的主干课程。

本课程的主要任务是使学生掌握混凝土结构的材料性能，以及各类构件（拉、压、弯、剪、扭、预应力）的受力性能、计算方法和配筋构造等结构设计的基本知识。

二本课程所支撑的毕业要求

本课程所能支撑的毕业要求如下：

序号

毕业要求指标点

毕业要求指标点具体内容

毕业要求

掌握解决土木工程专业的复杂工程问题的结构基本原理和方法的核心知识及其应用。

毕业要求

能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、分析土木工程专业的复杂工程问题，以获得有效结论。

毕业要求

能够设计（开发）满足土木工程特定需求的体系、结构、构件（节点）。

毕业要求

能够基于科学原理、采用科学方法对土木工程专业的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、收集、处理、分析与解释数据，通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

毕业要求

通过对实验结果进行处理、分析和解释，进行信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

毕业要求

能够针对土木工程专业的复杂工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术。

毕业要求

具有团队意识，能够在团队中发挥作用。

本课程内容与毕业要求指标点的对应关系

教案内容

毕业要求指标点

理论

教案

第一章绪论

毕业要求

第二章材料的力学性能

毕业要求、

第三章正截面受弯承载力计算

毕业要求、、

第四章斜截面承载力计算

毕业要求、、

第五章正截面受压承载力计算

毕业要求、、

第六章正截面受拉承载力计算

毕业要求、、

第七章扭曲截面承载力计算

毕业要求、、

第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算

毕业要求、、

第九章预应力混凝土结构构件计算

毕业要求、、

课内

实验

第一部分：

梁的正截面实验

毕业要求、、、

第二部分：

梁的斜截面实验

毕业要求、、、

毕业要求指标点在本课程中的实现路径

（）课程目标

通过本课程的理论教案与课内实验，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下：

课程目标1：

具备本课程坚实的基础理论知识及应用能力。

课程目标2：

能够运用数学、力学等知识进行基本构件的受力分析及公式推导问题，建立基本公式，并正确求解。

课程目标3：

能够运用基本理论进行设计，解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题。

课程目标4：

能够熟练使用专业相关规范和图集，结合本课程的知识解决实际工程问题。

课程目标5：

通过理论教案并结合课内实验，使学生具备研究的基本能力。

课程目标6：

通过课内实验，使学生具备选择、熟练使用仪器和设备的能力。

课程目标7：

通过课内实验，使学生具备团队意识并能够在团队中发挥作用。

（）课程教案目标与毕业要求指标点的对应关系

毕业要求指标点

课程教案标

毕业要求

课程目标、

毕业要求

课程目标、

毕业要求

课程目标、

毕业要求

课程目标、

毕业要求

课程目标、

毕业要求

课程目标

毕业要求

课程目标

三教案基本内容

（一）理论教案基本内容（学时）

第一章绪论（学时）（支撑毕业要求；支撑课程目标）

本章基本要求

要求学生掌握混凝土结构的基本概念及特点、了解国内外的发展现状及本课程的主要内容要求及学习方法。

本章教案内容

1）混凝土结构的一般概念及特点。

2）混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用简况。

3）本课程的主要内容、要求及学习方法。

本章的重点和难点

重点：

混凝土结构的概念及特点、本课程的学习方法。

难点：

混凝土结构在学习中应注意的问题。

第二章材料的力学性能（学时）（支撑毕业要求、；支撑课程目标、）

本章基本要求

要求学生掌握钢筋和混凝土的物理力学性能以及混凝土与钢筋的粘结性能。

本章教案内容

1）钢筋的品种和级别，钢筋的应力—应变曲线特性及数学模型，钢筋的塑性性能指标，钢筋的冷加工性能，重复荷载作用下钢筋的疲劳性能。

2）混凝土的立方体强度、轴心抗压强度，轴心抗拉强度及相互的关系，单轴受压下的应力—应变曲线及其数学模型，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，复合应力状态下混凝土强度。

3）混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。

4）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。

5）基本锚固长度的计算及保证粘结的构造要求。

本章的重点和难点

重点：

钢筋和混凝土在不同受力条件下强度和变形的变化规律，记忆这两种材

料结合在一起共同工作的受力性能。

难点：

钢筋和混凝土之间的粘结性能。

第三章正截面受弯承载力计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、、；支撑课程目标、、、、）

本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受弯构件正截面承载力进行计算与分析。

本章教案内容

1）适筋梁正截面工作的三个阶段、梁正截面破坏形态。

2）混凝土构件正截面承载力计算的基本假定、基本概念及其在计算中的应用。

3）单筋矩形、双筋矩形、形、工字型截面受弯构件正截面承载力计算方法，包括截面设计和承载力校核。

4）纵向钢筋的构造要求。

本章的重点和难点

重点：

单（双）筋矩形截面、形截面受弯构件正截面承载力设计计算方法、

适用条件及构造要求。

难点：

正截面受弯承载力的实验研究和一般规定。

第四章斜截面承载力计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、、；支撑课程目标、、、、）

本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力进行计算与分析。

本章教案内容

1）梁中斜裂缝的开展，梁中抗剪钢筋的种类。

2）无腹筋梁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、影响无腹筋梁受剪承载力的因素。

3）有腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态及腹筋和剪跨比对斜截面受剪破坏形态的影响；矩形、形、形截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。

4）受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及构造要求。

本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式及适用条件。

难点：

受弯构件抵抗弯矩图的概念和做法及纵向受力钢筋弯起、截断、锚固等

构造规定。

第五章正截面受压承载力计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、、；支撑课程目标、、、、）

本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受压构件承载力进行计算与分析。

本章教案内容

1）轴心受压构件受压全过程、破坏形态、正截面受压承载力计算方法及主要构造要求；螺旋箍筋柱的原理与应用。

2）偏心受压构件正截面两种破坏形态及其计算简图，二阶弯矩对构件的影响；偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件；矩形与形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及主要构造要求；相关曲线的概念及其应用。

3）双向偏心受压构件正截面承载力计算方法。

4）偏心受力构件斜截面的受力特点，偏心受力构件斜截面受剪承载力计算方法。

本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力设计计算方法、适用条件及构造

要求。

难点：

受压构件正截面承载力关系曲线及其应用。

第六章正截面受拉承载力计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、、

；支撑课程目标、、、）

本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土受拉构件承载力进行计算与分析。

本章教案内容

1）轴心受拉构件正截面承载力计算方法。

2）掌握偏心受拉构件两种破坏形态的特征及对称配筋偏心受拉构件正截面承载力的计算方法及配筋构造要求。

本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土偏心受拉构件的受力性能和承载力的计算方法。

难点：

钢筋混凝土大偏心受拉构件承载力计算及相应构造要求。

第七章扭曲截面承载力计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、、；

支撑课程目标、、、）

本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土受扭构件承载力进行计算与分析。

本章教案内容

1）有腹筋纯扭构件空间变角行架的计算模型、受扭承载力计算方法、限制条件及配筋构造要求；

2）剪扭承载力相关关系，矩形、形、形截面弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。

本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土复合受扭构件的受力性能和承载力的计算方法。

难点：

钢筋混凝土复合受扭构件承载力计算及剪扭相关性。

第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算（学时）（支撑毕业要求毕

业要求、、；支撑课程目标、、、）

本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度进行验算；能够对混凝土结构耐久性有所了解。

本章教案内容

1）钢筋混凝土构件正截面在第二阶段工作的基本特征，截面上与截面间的应力分布，裂缝开展的原理与过程，截面曲率变化。

2）受弯构件、偏心受压构件裂缝宽度验算；受弯构件的短期刚度、长期刚度、受弯构件的挠度验算方法。

3）混凝土结构耐久性的概念、影响结构耐久性的因素、耐久性设计的一般规定。

本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土构件裂缝和挠度的计算原理和计算方法、混凝土结构耐久性

设计的内容。

难点：

构件裂缝宽度和挠度的计算原理分析。

第九章预应力混凝土结构构件计算（学时）（支撑毕业要求毕业要求、

、；支撑课程目标、、、）

本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度进行验算；能够对混凝土结构耐久性有所了解。

本章教案内容

1）预应力混凝土及预应力混凝土结构的特点；施加预应力的方法，预应力混凝土对材料性能的要求；预应力混凝土的基本概念、预应力损失的意义及计算方法。

2）预应力混凝土轴拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求。

3）预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法及主要构造要求。

本章的重点和难点

重点：

预应力的概念、张拉方法、预应力损失及预应力构件各阶段的应力分析

和计算方法。

难点：

预应力构件各阶段的应力分析。

（二）课内实验基本内容（学时）

第一部分：

梁的正截面实验（学时）（支撑毕业要求、、、；支撑教

学目标、、、）

基本要求

要求学生掌握钢筋混凝土梁正截面破坏的实验设计、数据采集、处理、分析与解释数据等，掌握受弯构件适筋梁和超筋梁的破坏特征。

教案内容

1）矩形钢筋混凝土梁正截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读。

2）受弯构件适筋梁和超筋梁的破坏特征、适筋梁三个工作阶段的受力特征、平均应变平截面假定的验证。

3）挠度变化及裂缝出现和发展过程。

4）受弯构件正截面开裂荷载和极限承载力的测定方法、正截面承载力计算方法。

重点和难点

重点：

钢筋混凝土梁正截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读，适筋