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1、混凝土结构设计原理课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：TM1020 012055 TM1030课程名称：混凝土结构设计原理英 文 名：Concrete Structure Theory课程性质：必修课课程类型：大类学科基础与专业基础课适用专业：土木工程专业，总 学 时：55+ 1周课程设计总 学 分：3.5先修课程：高等数学、概率论与数理统计、理论力学、材料力学、房屋建筑学、土木工程材料等后续课程：混凝土结构设计，工程结构抗震选用教材：混凝土结构（上、中册），东南大学、同济大学等合编（第四版），中国建筑工业出版社，2009参考书目：1 混凝土结构与砌体结构（上、下册），滕智明主编，中国建筑工
2、业出版社,2003；2混凝土结构设计规范(GB50010-2002), 中国建筑工业出版社，2002；3 网络资源：安徽建筑工业学院精品课程网、国家精品课程网、超星数字图书馆；4混凝土结构学习与指导，滕智明主编，清华大学出版社；5混凝土结构设计规范(GB50010-2010), 中国建筑工业出版社，2011。课程简介：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，与现行的规范、规程等有关的专业基础主干课。主要内容：钢筋、混凝土材料力学性能；变弯构件、变压构件、受拉构件、受扭构件扭承载力计算；钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性验算；梁板结构设计、构造要求等。二、课程总目标通
3、过本课程的学习，使学生掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识，熟悉基本结构构件的破坏机理、设计、计算方法、构造措施等；使学生获得结构工程师基本训练，具有获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力和创新精神；为在校继续学习混凝土结构设计专业课、毕业设计以及离校后在混凝土结构学科领域继续学习、工作提供坚实理论基础和工程设计计算能力。三、课程的基本要求和教学内容1、教学内容： (一)绪论1.混凝土结构的一般概念(1)分类(2)配筋的作用与要求(3)主要优、缺点2.混凝土结构的发展与应用概况(1)发展概况(2)在土木工程中的应用概况(3)展望3.学习本课程要注意的问题(二)混凝土结构材料的物理、
4、力学性能1.钢筋(1)钢筋的品种和级别(2)钢筋的强度与变形(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(fcu、fc、ft)、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与变形(简述)(3)混凝土的疲劳性能(4)混凝土的徐变(5)混凝土的收缩与膨胀(6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介3.混凝土与钢筋的粘结(1)粘结的定义与重要性(2)粘结力的组成(3)保证可靠粘结的构造措施(三)按概率理论的极限状态设计法1.极限状态(
5、1)结构上的作用与荷载效应(2)结构的抗力(3)结构的功能要求(4)设计基准期(5)极限状态的概念与分类(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)可靠指标与失效概率(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(四)受弯构件正截面受弯承载力的计算1.梁、板的一般构造(1)梁、板的截面型式与尺寸(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
6、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)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
7、值(2)T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算(五)受弯构件斜截面承载力的计算1.受弯构件斜截面承载力的一般概念(1)斜裂缝的出现和开展(2)斜截面受剪承载力与斜截面受弯承载力(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.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.斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围(1)基本假定(2)受压区混凝土承受的剪力(3)箍筋与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
8、斜截面受剪的性能与承载力计算5.斜截面受剪承载力计算的方法和步骤(1)计算截面的位置(2)截面设计与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(六)受压构件的承载力计算1.受压构件的一般构造(1)截面型式与尺寸(2)材料的强度等级(3)纵向钢筋的构造要求(4)箍筋的构造要求2.轴心受压构件正截面受压承载力计算(1)轴心受压普通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
9、计算3.偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态(1)偏心受压构件正截面的受力过程(2)偏心受压构件正截面的两种破坏形态4.偏心受压构件的纵向弯曲影响5.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6.不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算7.对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算8.对称配筋I形截面偏心受压构件正截面承载力的计算9.正截面承载力Nu-Mu相关曲线及其应用10.双向偏心受压构件正截面承载力的计算11.偏心受压构件斜截面受
10、剪承载力的计算(七)受拉构件承载力的计算1.轴心受拉构件正截面承载力的计算2.偏心受拉构件正截面承载力的计算(1)大偏心受拉构件正截面承载力的计算(2)小偏心受拉构件正截面承载力的计算3.偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算(八)受扭构件扭曲截面的受扭承载力计算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)试验研究与计算模型(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(九)钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性1.钢筋混凝土受弯
11、构件的挠度验算(1)截面受弯刚度的概念及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)最小刚度原则与挠度验算2.钢筋混凝土构件裂缝宽度验算(1)垂直裂缝的出现、分布与开展(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)延性的概念与意义(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)耐久性的概念与主要影响因素(2)混凝土的碳化(3)钢筋的锈蚀(4)耐久性设计(十)梁板结构(1) 梁板结构概述(2)现浇单向板肋梁楼盖(3) 双向板肋梁
12、楼盖(4) 无梁楼盖(5) 装配式与装配整体式楼盖(6)楼梯与雨篷.基本要求：(一)绪论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与应用概况。3.了解本课程的主要内容、要求和学习方法。(二)混凝土结构材料的物理、力学性能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
13、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、收缩与膨胀的概念。(6)了解高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能。3.钢筋与混凝土的粘结性能(1)掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与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的构造要求。(三)按近似概率理论的极限状态设计法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。(四)受弯构件正截面受弯承载力1.熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念，包括截面上应力与应变的分布、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。3.熟练掌握单筋、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要求。(五)受弯构件斜截面承载力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
