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1、西安建筑科技大学“混凝土结构设计原理”课程教学大纲英文名称：ConcreteStructuralFundamentals课程编号：课程类型:学科基础课学时：64学分：4适应对象：土木工程专业本科生先修课程：高等数学、概率论和数理统计、理论力学、材料力学、结构力学中的静定部分、土木工程材料等。使用教材及参考书：梁兴文、史庆轩、李晓文、李方圆编著.混凝土结构设计原理.中国建筑工业出版社，2007年.（十一五”国家级规划教材）一、课程性质、目的和任务1.课程性质本课程属土木工程专业必修的专业基础课，是一门实践性很强，和现行的规范、规程等有关的专业基础课。2.课程目的和任务通过本课程的学习，使学生掌握
2、混凝土结构学科的基本理论和基本知识，为在校继续学习混凝土结构设计专业课以及毕业后在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。二、课程教学内容及要求第1章概论内容：1.混凝土结构的一般概念(1)分类(2)配筋的作用和要求(3)主要优点、缺点2.混凝土结构的发展和应用概况(1)发展概况(2)在土木工程中的应用概况(3)展望3.学习本课程时应注意的问题基本要求：1.掌握混凝土结构的一般概念及特点。2.了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展和应用概况。3,了解本课程的主耍内容、耍求和学习方法。重点：1.配筋的作用和要求。2.混凝土和钢筋共同工作的条件。第2章钢筋和混凝土的基本性能内容:1.钢筋(1)钢
3、筋的品种和级别(2)钢筋的强度和变形(3)钢筋应力一应变关系的数学模型(4)冷加工钢筋的性能(5)钢筋的疲劳性能(6)混凝土结构对钢筋的要求2.混凝土(1)混凝土的基本强度指标(几、/)、单轴向受压时的应力一应变关系、轴向受压时的变形模量、轴向受拉时的应力一应变关系(2)复合应力状态下混凝土的强度和变形(简述)(3)混凝土的疲劳性能(4)混凝土的徐变(5)混凝土的收缩和膨胀(6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介3.混凝土和钢筋的粘结(1)粘结的定义和重要性(2)粘结力的组成(3)保证可靠粘结的构造措施基本要求：1.钢筋(1)熟悉钢筋的品种和级别。(2)掌握钢筋的应力一应变全曲线特性
4、及其数学模型。(3)了解钢筋的冷加工性能、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。2.混凝土(1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。(2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。(3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。(4)了解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。(5)熟悉混凝土徐变、收缩和膨胀的概念。(6)了解高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能。3.钢筋和混凝土的粘结性能(1)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等概念。(2)掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结
5、的构造要求。重点：1.钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型，钢筋的塑性性能。2.混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。3.单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。4.混凝土弹性模量、变形模量的概念。5.混凝土徐变的概念及其对结构的影响。6.粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念。7.基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。难点：1.粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布等概念。2.基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。第3章结构设计原理内容：1.极限状态(1)结构上的作用和荷载效应(2)结构的抗力(3)结构的功能要求(4)设计基准期
6、(5)极限状态的概念和分类(6)极限状态方程2.按近似概率的极限状态设计法(1)结构的可靠度(2)可靠指标和失效概率(3)目标可靠指标3.实用设计表达式(1)承载能力极限状态设计表达式(2)正常使用极限状态设计表达式基本要求；1.掌握工程结构极限状态的基本概念，包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态等。2.了解结构可靠度的基本原理。3.熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用。重点：1.工程结构极限状态的基本概念，包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态等。2.近似概率极限状态设计法实用设计表达式。难点：结构可靠度的基本原理。第4章受弯构件正
7、截面的性能和设计内容；1.梁、板的一般构造(1)梁、板的截面型式和尺寸(2)混凝土强度等级的选择(3)钢筋强度等级及常用直径(4)混凝土最小保护层厚度(5)纵向钢筋在梁截面内的布置(6)纵向受拉钢筋的配筋百分率2.梁的正截面受弯承载力试验结果(1)适筋梁正截面受弯的三个受力阶段(2)纵向受拉钢筋配筋百分率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响3.正截面承载力计算的基本假定及其应用(1)正截面承载力计算的基本假定(2)受压区混凝土应力的计算图形(3)界限相对受压区高度4.单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算(1)基本计算公式(2)基本计算公式的两个适用条件及其意义(3)计算系数及其应用(4)
8、正截面受弯承载力计算的两类问题5.双筋矩形截面梁的正截面受弯承载力计算(1)双筋矩形截面的形成及纵向受压钢筋的强度设计值(2)双筋矩形截面受弯承载力的基本计算公式(3)双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的截面设计方法6.T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算(1)T形截面的定义及翼缘计算宽度的取值(2)T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算基本要求：1.熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力和应变的分布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分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。2.掌握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
9、。3.熟练掌握单筋、双筋矩形和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要求。重点：1.适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力和应变的分布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分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。2.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。3.单筋、双筋矩形和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要求。难点：适筋梁正截面受弯三个受力阶段截面上应力和应变的分布。第5章受压构件正截面的性能和设计内容：1.轴心受压构件正截面受压承载力计算(1)轴心受压普通
10、箍筋柱的正截面受压承载力计算(2)轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算2.偏心受压构件正截面受力过程和破坏形态(1)偏心受压构件正截面受力过程(2)偏心受压构件正截面两种破坏形态3.偏心受压构件的纵向弯曲影响4.偏心受压构件正截面承载力的一般计算公式(1)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图(2)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数(3)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5.不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算6.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算7.对称配筋I形截面偏心受压构件正截面承载力计算8.正截面承载力M-MU相关曲线及其应用9.偏心受
11、拉构件正截面承载力计算(1)大偏心受拉构件正截面承载力计算(2)小偏心受拉构件正截面承载力计算基本要求：1.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构造要求；了解螺旋箍筋柱的原理和应用。2.熟练掌握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的计算简图。3.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。4.熟练掌握对称配筋矩形和I字形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及纵向钢筋和箍筋的主要构造要求。5.掌握NU-MII相关曲线的概念及其应用。6.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
12、力的计算方法和配筋的主要构造要求。重点:1.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。2.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的计算简图。3.偏心受压构件正截面受压承载力一般计算公式的原理。4.对称配筋矩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和箍筋的主要构造要求。5.MI-MU相关曲线的概念。6.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和配筋的主要构造要求。难点:1.小偏心受压构件正截面受压承载力计算。2.I字形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算。第6章受拉构件正截面
13、的性能和设计内容：1.轴心受拉构件正截面受拉承载力计算2.偏心受拉构件正截面承载力计算(1)大偏心受拉构件正截面承载力计算(2)小偏心受拉构件正截面承载力计算基本要求:1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和配筋的主要构造要求。2.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的计算方法和配筋的主要构造要求。重占*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和配筋的主要构造要求。难点：小偏心受压构件正截面受压承载力计算。第7章构件斜截面受剪性能和设计内容：1.受弯
14、构件斜截面承载力的一般概念(1)斜裂缝的出现和开展(2)斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力(3)箍筋、配箍率及弯起钢筋2.剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态(1)剪跨比的概念(2)斜截面的三种主要破坏形态(3)保证斜截面受剪承载力的方法3.受弯构件斜截面受剪破坏的机理及主要影响因素(1)斜截面受剪破坏的机理(2)影响斜截面受剪承载力的主要因素4.受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式和适用范围(1)基本假定(2)受压区混凝土承受的剪力(3)箍筋和弯起钢筋承受的剪力(4)斜截面受剪承载力的计算公式(5)计算公式的适用范围(6)连续梁斜截面受剪的性能和承载力计算5.受弯构件斜截面受剪承载力计算的方法和步
15、骤(1)计算截面的位置(2)截面设计和截面复核两类问题的计算方法和步骤6.保证斜截面受弯承载力的构造措施(1)抵抗弯矩图的概念及绘制方法(2)保证斜截面受弯承载力的构造措施7.梁内钢筋的构造要求(1)纵向钢筋的弯起、截断、锚固的构造要求(2)箍筋的构造要求(3)架立筋及纵向构造钢筋8.偏心受压构件斜截面受剪承载力计算9.偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算基本要求：1.熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。2.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对斜截面受剪破坏形态的影响。3.熟练掌握矩形、T形和I字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。4.掌握受弯
16、构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。6.熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。3.熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。重占_1：/、1.无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。2.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。3.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模型、计算方法及限制条件。难点:1.受弯构件斜截面受剪承载力计算方法。2.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。第8章受扭构件扭曲截面的性能和设计内容：1.纯扭构件的试验研究2.矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算(1)开裂扭矩的计算(2)受扭承载力的
17、计算(3)配筋计算方法3.弯剪扭构件的承载力计算(1)试验研究和计算模型(2)配筋计算方法、步骤4.受扭构件的配筋构造要求(1)箍筋的构造要求(2)纵向钢筋的构造要求基本要求：1.掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。2.掌握弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。重点:1.矩形截面受扭构件的破坏形态、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。2.剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。难点：1.变角空间桁架计算模型。2.剪扭构件的配筋计算方法。第9章正常使用极限状态验算及耐久性设计内容：1.钢筋混凝土受弯构件的挠度验算(1)截面受弯刚度的概念及
18、我国规范给出的定义(2)纵向受拉钢筋应变不均匀系数(3)截面受弯刚度的计算公式(4)影响截面受弯刚度的主要因素(5)最小刚度原则和挠度验算2.钢筋混凝土构件裂缝宽度验算(1)垂直裂缝的出现、分布和开展(2)平均裂缝间距(3)平均裂缝宽度(4)最大裂缝宽度及其验算3.钢筋混凝土构件的截面延性(1)延性的概念和意义(2)受弯构件的截面曲率延性系数(3)偏心受压构件截面曲率延性的分析4.混凝土结构的耐久性(1)耐久性的概念和主要影响因素(2)混凝土的碳化(3)钢筋的锈蚀(4)耐久性设计基本要求：1.掌握钢筋混凝土构件在第11工作阶段中的基本性能，包括截面上和截面间的应力分布、裂缝开展的原理和过程、截
19、面曲率的变化等以及影响这些性能的主要因素。2.掌握裂缝宽度、截面受弯刚度的定义和计算原理以及裂缝宽度和构件挠度的验算方法。3.熟悉截面延性的定义及受弯构件、偏心受压构件截面延性的计算原理。4.熟悉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。重占*1.钢筋混凝土构件在第II工作阶段中的基本性能，包括截面上和截面间的应力分布、裂缝开展的原理和过程、截面曲率的变化等以及影响这些性能的主要因素。2.裂缝宽度、截面受弯刚度的定义和计算原理以及裂缝宽度和构件挠度的验算方法。难点:裂缝宽度、截面受弯刚度的定义和计算原理。第10章预应力混凝土构件的是能和设计内容：1
20、.预应力混凝土的基本概念(1)预应力混凝土的原理(2)预应力混凝土的分类(3)张拉预应筋的方法(4)预应力混凝土的材料(5)锚、夹具和预应力设备概述(6)先张法预应力锚固长度2.张拉控制应力和预应力损失(1)张拉控制应力(2)各种预应力损失值(3)预应力损失值的组合3.后张法构件端部锚固区的局部承压验算4.预应力混凝土轴心受拉构件的计算(1)先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析(2)后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析(3)轴心受拉构件的承载力计算和抗裂度验算(4)轴心受拉构件施工阶段的验算5.预应力混凝土构件的构造要求(1)一般要求(2)先张法构件的构造要求(3)后张法构件的构造要求基本要求：1
21、.熟练掌握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。2.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。重点：1.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。2.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。难点：1.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。2.预应力轴心受拉构件各阶段的应力状态。三、课程教学基本内容1.课堂讲授：教学方法以课堂讲授为主，配合使用课件2.作业：本教材各章后附有思考题和习题，每章习题数量分布不等，完成教学内容后可选择布置相关思考题和习题。3.考试：考试形式为笔试，题型有名词解释、填空题、判断题、选择题、简答题、计算题。四、观看试验录像1.矩形截面适筋梁的正截面承载力试验2.集中荷载下矩形截面简支梁的斜截面受剪承载力试验3.矩形截面偏心受压短柱的正截面承载力试验五、学时分配学时分配合计讲课习题课实验课上机课讨论课其它第1章1第2章8第3章5第4章10试验录像第5章9试验录像第6章3试验录像第7章8第8章5第9章5第10章10合计64制定：梁兴文、李晓文审定：薛建阳批准：校对:李方圆制定日期：2007年10月26口
