混凝土结构设计原理课程教学大纲
课程编号：09191080
课程名称：混凝土结构设计原理/ The Principles of Concrete Structure Design 学 时：84 学 分：5.0 适用专业：土木工程 开课学期：5 开课部门：土木工程系 先修课程：《结构力学》、《理论力学》、《材料力学》、《房屋建筑学》 考核要求：考试
使用教材及主要参考书：
教科书：
《混凝土结构》(上册)，东南大学等合编，中国建筑工业出版社 参考书：
《混凝土结构》(上册)(第二版)，吴陪明主编，武汉工业大学出版社 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)，中国建筑工业出版社 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)，中国建筑工业出版社
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)，中国建筑工业出版社 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，中国建筑工业出版社 一、课程的性质和任务
本课程为土木工程专业一门重要的专业基础课，其任务是使学生掌握混凝土结构构件受力性能、计算原理和设计方法，为混凝土结构设计奠定基础。 二、教学目的与要求
该课程是研究由钢筋与混凝土形成的组合构件在各种不同受力状态下的工作性能，以及在实际工程中根据这些理论确定建筑物的结构设计方法。该课程要求学生应学完主要专业基础课和部分专业课程，如《理论力学》、《材料力学》、《计算结构力学》、《房屋建筑学》、《土木工程材料》等学科之后开设。结合课堂讲授，应布置一定量的作业以巩固所学内容。课程学到一定程度时，应布置相应的课程设计，以培养学生实际设计能力。本课程要求学生学完规定内容后，课内有上机时间和结构实验时间。通过讲课、辅导课、布置作业等几个教学手段，使学生能够掌握混凝土结构的基本理论，掌握混凝土结构基本构件设计的基本原理和及其设计方法与步骤。 三、学时分配
章节 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
课程内容 绪论
钢筋混凝土材料的力学性能 混凝土结构基本设计原则 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 受压构件截面承载力计算 受拉构件承载力计算 受扭构件承载力计算 钢筋混凝土构件的变形和裂缝验算
预应力混凝土构件
学时 2 5 5 10 11 12 9 12 6 12
四、教学中应注意的问题
课堂讲授着重使学生掌握本课程的基本概念、基本方法和基本原理，注重培养学生的分析问题和解决问题的能力，教学内容以设计原理为主。在课堂讲授过程中，既要保持理论的连续性，又要注意联系工程实际。 五、教学内容
第一章 绪论
1.基本内容：1.1 混凝土结构的一般概念
1.2 混凝土结构的发展简况及其工程应用
发展的几个阶段、工程应用、发展概况、计算理论的发展概况。 1.3 本课程的学习特点及学习方法
2.教学基本要求：掌握钢筋混凝土结构一般概念及其特点
3.教学重点难点：混凝土结构的一般概念、工程应用，混凝土结构的发展简况。 4.教学建议：重点是基本概念。
第二章 钢筋混凝土材料的力学性能
1.基本内容：2.1 钢筋的形式和品种 2.2 钢筋的力学性能
2.3 钢筋的冷加工和热处理 2.4 对钢筋质量的要求
2.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳 2.6 混凝土的强度等级 2.7 混凝土的强度
立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、复杂受力状态下的混凝土的强
度。
2.8 荷载作用下混凝土的变形
混凝土在单轴短期单调荷载下的应力－应变关系、混凝土在多次重复荷载下的应力
－应变关系、弹性模量。
2.9 混凝土的徐变和收缩 2.10钢筋与混凝土间粘结 2.11钢筋混凝土的一般规定
混凝土的保护层、钢筋的锚固、钢筋的连接、纵向钢筋的最小配筋率。
2.教学基本要求：掌握混凝土的单轴受力强度，混凝土的变形；熟悉混凝土设计选用的原则。熟悉钢筋的品种和级别；掌握钢筋的力学性能；熟悉设计对钢筋的要求。
3.教学重点难点：钢筋的力学性能、混凝土的强度，荷载作用下混凝土的变形、混凝土的徐变和收缩、钢筋与混凝土间粘结。
4.教学建议：重点是荷载作用下混凝土的变形、混凝土的徐变和收缩、钢筋与混凝土间粘结。
第三章 混凝土结构基本设计原则
1.基本内容：3.1 结构的功能要求 3.2 结构极限状态
3.3 随机变量的统计特征 3.4 概率极限状态设计法
3.5 混凝土结构设计方法的演变
2.教学基本要求：掌握结构极限状态、概率极限状态设计法
3.教学重点难点: 结构极限状态、概率极限状态设计法。结构的功能要求、概率极限状态设计法。 4.教学建议：重点理解限状态的概念、极限状态的分类、结构极限状态方程。
第四章 受弯构件正截面受弯承载力
1.基本内容：4.1 梁板的一般构造
4.2 受弯构件正截面受弯的受力全过程 4.3 受弯构件正截面承载力计算原理
基本假定、受力分析、等效矩形应力图形、界限相对受压区高度与最小配筋率。 4.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
基本公式与适用条件、截面构造要求、基本公式的应用。
4.5 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
受压钢筋的应力、基本公式与适用条件、基本公式的应用。
4.6 T形截面受弯构件正截面承载力计算
概述、基本公式与适用条件、基本公式的应用。 2.教学基本要求：掌握受弯构件正截面承载力计算原理. 3.教学难点重点: 基本假定、单筋矩形截面与双筋矩形截面弯构件正截面承载力计算的方法与步骤。 4.教学建议：重点理解受力全过程,截面构造要求、基本公式的应用。
第五章 受弯构件斜截面承载力
1.基本内容：5.1 概述
5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 5.3 简支梁斜截面受剪机理
5.4 斜截面受剪承载力计算公式
5.5 斜截面受剪承载力的设计计算
5.6 保证斜截面受弯承载力的构造措施 5.7 其他构造要求 2.教学基本要求：熟悉受弯构件斜截面承载力一般概念；掌握斜截面受剪的破坏形态、破坏的机理；掌握斜截面受剪承载力的计算原理；熟练掌握矩形、T形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法；掌握受弯构件斜截面钢筋受弯承载力的构造措施。
3.教学重点难点: 受弯构件斜截面承载力计算公式的建立与应用：截面设计和截面复核。影响斜截面受剪承载力的主要因素、纵向钢筋的弯起和截断。
4.教学建议：熟悉《公路桥规》中，钢筋混凝土构件的斜截面计算和构造要求。
第六章 受压构件的截面承载力
1.基本内容：6.1 受压构件一般构造要求
6.2 轴心受压构件正截面受压承载力 6.3 偏心受压构件正截面受压破坏形态 6.4 偏心受压长柱的二阶弯矩
6.5 矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式 6.6 不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算 6.7 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法 6.8 工字形截面偏心受压构件正截面承载力计算 6.9 偏心受压构件N—M相关曲线
6.10 双向偏心受压构件正截面承载力计算 6.11 偏心受压构件斜截面承载力计算 2.教学基本要求：掌握轴心受压构件正截面受压承载力计算, 熟悉偏心受压构件的构造要求；掌握偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态；掌握偏心受压构件正截面承载力的计算原理；熟练掌握矩形、I形等截面在不对称配筋和对称配筋条件下，偏心受压构件正截面承载力的计算方法；了解双向偏心受压构件正截面承载力的计算方法；熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算方法。 3.教学重点难点: 不对称和对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算的方法及构造要求、大小偏心受压的判别、N—M相关曲线。
4.教学建议：熟悉《公路桥规》中，钢筋混凝土构件的偏心受压构件计算和构造要求。
第七章 受拉构件的截面承载力
1.基本内容：7.1 轴心受拉构件正截面承载力计算 7.2 偏心受拉构件正截面受拉承载力计算 7.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算
2.教学基本要求：熟悉偏心受拉构件的受力全过程和破坏形态；掌握偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法。熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算方法。
3.教学重点难点: 偏心受拉构件正截面承载力计算的方法及大小偏心受拉的判别. 4.教学建议：熟悉《公路桥规》中，钢筋混凝土构件的偏心受拉构件计算。
第八章 受扭构件截面承载力
1.基本内容：8.1 概述
8.2 纯扭构件的试验研究
8.3 纯扭构件的受扭截面承载力计算 8.4 弯剪扭构件承载力计算
8.5 构造要求
2.教学基本要求：掌握纯扭构件的破坏机理,纯扭构件的承载力计算原理和计算方法；熟悉弯剪扭构件的试验研究和配筋计算方法；掌握构造要求。
3.教学重点难点: 弯剪扭构件承载力计算的方法与步骤及纯扭构件的受扭承载力计算、构造要求。 4.教学建议：T形及工字形截面弯、剪、扭构件承载力计算。熟悉 《公路桥规》中，钢筋混凝土的受扭构件计算和构造要求。
第九章 钢筋混凝土构件的变形和裂缝验算
1.基本内容：9.1 钢筋混凝土受弯构件饶度验算 9.2 裂缝宽度验算 9.3 变形验算
9.4 混凝土结构的耐久性
2.教学基本要求：熟悉正常使用阶段对钢筋混凝土构件力学性能要求的意义；掌握截面受弯刚度计算原理和构件挠度的验算方法；掌握裂缝宽度的计算原理和裂缝宽度验算方法；掌握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。
3.教学重点难点: 裂缝宽度验算、变形验算及裂缝的出现与分布规律、长期刚度计算公式的建立。 4.教学建议：熟悉《公路桥规》中，钢筋混凝土构件挠度、裂缝计算方法和耐久性要求。
第十章 预应力混凝土构件
1.基本内容：10.1概述
10.2施加预应力的方法
10.3预应力混凝土使用的材料和机具 10.4张拉控制应力 10.5预应力损失
10.6预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析 10.7预应力混凝土轴心受拉构件的计算
10.8预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析 10.9预应力混凝土受弯构件的计算
10.10预应力的传递长度和锚固区的局部承压 10.11预应力混凝土构件的构造要求 10.12部分预应力混凝土的基本原理 10.13无粘结预应力混凝土的基本原理
2.教学基本要求：了解预应力混凝土的概念、特点及其工程应用范围。熟悉预应力混凝土受弯构件各阶段的应力分析以及预应力混凝土受弯构件的计算
3.教学重点难点：预应力混凝土的概念、施加预应力的方法、预应力损失、预应力混凝土构件的计算。
4.教学建议：联系工程实例讲解。
