结构设计原理教学大纲

《结构设计原理》教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：3411100

课程中文名称：结构设计原理

课程英文名称：The Principles of Concrete Structure Design

课程类型：专业必修课

总学时：72 理论学时：72

学分：4

适用专业：土木工程

先修课程：《工程制图》、《工程力学》、《建筑材料》、《结构力学》

开课单位：土木工程学院

二、课程性质和任务

《结构设计原理》是一门重要的专业必修课，其作用在于培养学生运用建筑材料和力学课程所学知识来解决结构构件的设计计算问题，其任务是通过本课程的学习，使学生具备工程结构的基本知识，掌握各种基本构件的受力性能及计算理论和方法，并能根据有关设计规范和资料进行构件的设计，为学习桥梁工程、基础工程等专业课程打下基础。

三、课程教学目标

通过本课程学习，学生能够：

1.掌握混凝土结构设计的基本原理，为结构设计打下基础。

2.熟悉各种基本构件受力特点及破坏特征；掌握各种基本构件的构造要求、设计原理和方法设计各类结构构件。

3.运用混凝土结构设计基本理论知识和混凝土结构材料的物理力学性能正确进行混凝土结构设计，解决工程实际问题。达到具备独立设计和计算工程结构构件，并提供正确的设计成果的能力。

4.具备应用相关规范、规程、设计标准和设计手册处理结构设计中的具体问题的能力。

四、理论教学环节和基本要求

（一）钢筋混凝土结构的力学性能

了解钢筋、混凝土材料本身的特性；掌握钢筋混凝土构件受力特点，工作性能。重点掌握混凝土各种强度指标。

（二）钢筋混凝土结构的基本计算原则

了解极限状态方法中材料强度的取值及三个安全系数的使用；掌握极限状态的概念及极限状态计算方法的原理，

（三）钢筋混凝土受弯构件正截面承载计算

了解钢筋混凝土板、梁的种类及构造要求。掌握受弯钢筋混凝土梁的破坏形态，以及不同配筋率的梁的破坏特性。能进行单筋、双筋矩形截面及T形截面受弯构件的设计。

（四）钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

了解斜截面抗弯强度的计算；掌握梁沿斜截面破坏的类型，会进行斜截面设计。重点掌握腹筋构造要求及配筋计算。

（五）钢筋混凝土梁承载能力校核与构造要求

掌握全梁承载能力校核：承载能力图的概念绘制方法及其与弯矩包络图的关系。

构造要求：正截面强度构造要求、斜截面抗剪强度及抗弯强度的构造要求。通过一道综合例题总结全章的基本内容。学完本章之后能完成《装配式简支T梁设计》的斜截面设计。

（六）钢筋混凝土受压构件承载力计算

掌握受压构件的强度计算及构造要求。重点掌握偏心受压构件的强度计算及构造要求及破坏形态。偏心受压构件设计是本课程重点之一。

（七）钢筋混凝土受扭及弯扭构件﹙任选﹚

了解受扭及弯扭构件的受力特性计算方法。会使用公式进行计算。

（八）钢筋混凝土受拉构件承载力计算

了解轴心及偏心受拉构件的受力特性；掌握受拉构件的强度计算，会进行受拉构件的设计，本章是本课的非重点。

（九）冲切与局部承压承载力验算

了解冲切与局部承压的破坏形态和破坏机理；掌握局部承压的计算方法。

（十）钢筋混凝土受弯构件的应力,裂缝与变形验算

了解裂缝的种类及产生变形的原因；掌握裂缝和变形的计算方法。会进行受弯构件的裂缝计算及变形设计。

（十一）预应力混凝土的基本概念及其材料

了解预应力混凝土的基本概念；掌握预应力混凝土结构的工作原理，受力特性及优点。

（十二）预应力混凝土受弯构件的应力损失

了解预应力混凝土应力损失的概念；掌握预应力混凝土受弯构件的各工作阶段的受力特性，重点掌握预应力混凝土构件的6种应力损失。

（十三）预应力混凝土受弯构件的承载能力计算

掌握预应力混凝土受弯构件正截面的强度计算及斜截面强度计算原理。各阶段的应力验算。重点掌握预应力简支T形梁设计步骤及方法

（十四）预应力混凝土简支梁设计

掌握梁结构布置的一般方法及其构造要求。熟练掌握梁按弹性理论及塑性理论的设计方法。

（十五）部分预应力混凝土受弯构件

了解部分预应力混凝土的概念；掌握部分预应力混凝土梁的设计过程和方法。

五、实践教学环节和基本要求

课程设计内容与基本要求：

选择钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁进行课程设计训练，通过课程设计，使学生把两类构件的计算理论综合应用于实际构件的设计计算中，设计出可用于工程实际的完整构件。具体要求如下：

1.计算荷载标准值、荷载设计值；

2.根据荷载设计值计算设计内力（弯矩和剪力）；

3.根据设计弯矩，由正截面抗弯计算并选配纵向受力钢筋；

4.根据设计剪力，由斜截面抗剪计算并选配腹筋；

5.绘弯矩包络图和材料抵抗图，检查各截面的正截面抗弯强度；

6.检查斜截面抗弯强度的构造要求；

7.用荷载标准值验算裂缝宽度；

8.用荷载标准值验算梁的挠度。

应交的设计文件：

1.设计计算书；

2.板、梁钢筋配置图。

六、有关教学环节的说明

1.课堂教学：教师讲授为主，辅以课堂讨论和习题课培养学生分析和解决问题的能力。

2.利用多媒体、投影仪或幻灯提供图像和表格。

3.现场教学：组织学生到工地、工厂，通过参观增加学生的感性认识。

4.通过辅导答疑、质疑，使学生更好地掌握所学的基本理论和基本知识。

5.考试题量和难度的梯度按教学要求的不同层次安排。本课程采用闭卷考核方法，成绩评定综合考虑多种考核方式，其中平时和期中考试成绩共占30%，期末成绩占70%。

七、学时分配

章次

各教学环节学时分配

小

计

讲

授

实

验

上

机

习

题

讨

论

课

外

备注

第一章钢筋混凝土结构的力学

性能

4 4

第二章钢筋混凝土结构的基本

计算原则

4 4

第三章钢筋混凝土受弯构件的

正截面承载力计算

10 10

第四章钢筋混凝土受弯构件的斜截面承载力计算8 6

2

第五章钢筋混凝土梁承载能力校核与构造要求4 2

2

第六章钢筋混凝土受压构件的

承载力计算

12 10

第七章钢筋混凝土受扭及弯扭

构件的承载力计算

2 2

第八章钢筋混凝土受拉构件的

承载力计算

2 2

第九章冲切与局部承压承载力

验算

4 2

第十章钢筋混凝土受弯构件的裂缝与变形验算4 4

2

第十一章预应力混凝土的基本概

念及其材料

4 4

第十二章预应力混凝土受弯构件

的应力损失

2 2

第十三章预应力混凝土受弯构件

的承载力计算

8 8

第十四章预应力混凝土简支梁设计10 2

2

第十五章部分预应力混凝土受弯

构件

2 2

合计72 64 4 4

八、教材及主要教学参考书目

1.教材

叶见曙.《结构设计原理》（第2版）.北京：人民交通出版社，2006.1

沈蒲生.《混凝土结构设计原理》(第3版).北京：高等教育出版社，2007.11

2.主要教学参考书目

[1] 邵容光. 《结构设计原理》（第二版）.北京：人民交通出版社，2003.7

[2] 袁国干.《钢筋混凝土结构设计原理》（第三版）.上海：同济大学出版社，2003.6

[3] 赵顺波.《混凝土结构设计原理》.上海：同济大学出版社

[4] 混凝土结构设计规范（GB50010—2002）

[5] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 (JTG D62-2004)

[6] 公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)

九、其它

如实验室条件具备，可安排普通钢筋混凝土梁的实验。

实验一：钢筋混凝土受弯构件正截面破坏特性；

实验二：钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏特性。

执笔人：教研室主任：教学院长（主任）：