結(jié)構(gòu)設(shè)計原理大綱

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：190331604中文名稱：結(jié)構(gòu)設(shè)計原理英文名稱：Principles of Structural Design課程類別：專業(yè)方向必修課適用專業(yè)：土木工程專業(yè)開課學(xué)期：秋總學(xué)時：56總學(xué)分：3.5周學(xué)時：4理論學(xué)時：56實驗學(xué)時：無先修課程（編號）：190007204 190301204課程簡介：本課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)方向 必修課，為三年級土木工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)。通過對 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生有一定的獨立 思考與解決問題的能力，使學(xué)生掌握一般工程結(jié)構(gòu) 基本構(gòu)件的設(shè)計計算理論和方法。它包括鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)兩大部分，是一門實踐

2、 性很強的課程。主要訓(xùn)練學(xué)生綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)知 識和技術(shù)基礎(chǔ)知識的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工 程結(jié)構(gòu)問題的基本方法。建議教材：結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第二版）；作者： 葉見曙，出版地：人民交通出版社，出版年份：2008 年參考教材：鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第一版）；作者：張樹仁；出版地： 人民交通出版社，出版年份：2008年二、課程教育目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土和 預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計計算的方法，基本構(gòu)件的受力 性能、計算方法和構(gòu)造設(shè)計原理。三、理論教學(xué)內(nèi)容與要求共56學(xué)時，講解鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土 結(jié)構(gòu)的設(shè)計基本原理和方法。概述（2學(xué)時）鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)

3、構(gòu)的發(fā)展概況， 及實際應(yīng)用。理解混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念及其特點。了解混 凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況、應(yīng)用及本課程的學(xué)習(xí)方法。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能（4學(xué)時）鋼筋混凝土構(gòu)件受力特點，工作性能及優(yōu)點， 鋼筋、混凝土各種指標(biāo)。深入理解混凝土各種強度的基本概念。理解混 凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，彈性模量與變形模量。掌 握混凝土徐變、收縮的概念，理解二者對混凝土構(gòu) 件性能的影響。理解鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線特性，了解鋼筋冷加 工后力學(xué)性能的變化。掌握鋼筋的品種和級別。理解鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能，粘結(jié)應(yīng)力 與鋼筋應(yīng)力之間的關(guān)系。深入理解混凝土與鋼筋共 同工作的原理。重點：鋼筋混凝土共同工作，混凝土變形及其 變形

4、性能，本構(gòu)關(guān)系；鋼筋的強度與變形。難點：混凝土變形性能。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算原則（2學(xué)時）結(jié)構(gòu)上的作用、構(gòu)的抗力及其不定因素、結(jié)構(gòu) 的功能要求、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)、結(jié)構(gòu)安全等級。理解結(jié)構(gòu)兩種極限狀態(tài)的基本概念，了解荷載 及材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值及分項系數(shù)的意義， 掌握兩種極限狀態(tài)的實用表達式。掌握荷載的分類及荷載效應(yīng)組合。重點：荷載效應(yīng)組合。難點：結(jié)構(gòu)的失效概率和可靠指標(biāo)。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載力計算（12學(xué)時）鋼筋混凝土板、梁的構(gòu)造及構(gòu)造要求；受彎鋼 筋混凝土梁的破壞形態(tài)，單筋矩形截面受彎構(gòu)件的 設(shè)計，雙筋矩形截面受彎構(gòu)件的設(shè)計，T形截面受 彎構(gòu)件的設(shè)計。了解受彎構(gòu)件的截面形式與構(gòu)造。理

5、解受彎構(gòu) 件正截面受力全過程（應(yīng)力應(yīng)變分布）和破壞特征。 掌握受彎構(gòu)件正截面承載能力計算的基本原則。熟 練掌握矩形（單筋、雙筋）截面、T形截面受彎構(gòu) 件的配筋計算方法、適用條件及構(gòu)造要求。重點：正截面試驗分析、正截面受力、承載力 計算方法難點：正截面計算方法與公式推導(dǎo)。梁沿斜截面破壞的種類，斜截面設(shè)計，斜截面 抗彎強度的計算，重點掌握腹筋構(gòu)造要求及配筋計 算。鋼筋混凝土梁承載能力校核與構(gòu)造要求。理解受彎構(gòu)件斜截面的受力特點和破壞形態(tài) 以及影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的主要因素，深 入理解腹筋的作用。熟練掌握受彎構(gòu)件斜截面抗剪強度的計算方 法及適用條件、等高度簡支梁的腹筋初步設(shè)計。理解受彎構(gòu)件的斜

6、截面抗彎強度公式，掌握縱 向受拉鋼筋的彎起、截斷及錨固等構(gòu)造要求；掌握 全梁承載能力校核的主要內(nèi)容和方法。重點：斜截面破壞主要形態(tài)、影響斜截面抗剪 強度的主要因素、腹筋設(shè)計計算。難點：斜截面受力分析模型、斜截面抗彎計算、 全梁承載力校核。鋼筋混凝土受壓、受拉構(gòu)件的承載力（10學(xué)時）軸心受壓普通箍筋柱，螺旋箍筋柱。理解配有普通箍筋的軸心受壓構(gòu)件的破壞形 態(tài)，掌握縱向彎曲系數(shù)的意義及正截面強度計算方 法和構(gòu)造要求。理解配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu) 件的受力特點與破壞特性，掌握正截面強度計算方 法、構(gòu)造要求。偏心受壓構(gòu)件的構(gòu)造及受力特點，矩形截面偏 心受壓構(gòu)件的承載力計算，T形、I字形截面偏心

7、 受壓構(gòu)件的承載力計算，圓形截面偏心受壓構(gòu)件承 載力計算。深入理解偏心受壓構(gòu)件的兩種破壞形態(tài)、特征 及形成條件和偏心受壓構(gòu)件的M-N相關(guān)曲線的意 義；深入理解不同長細比柱的破壞類型、偏心矩增 大系數(shù)的意義及其影響。熟練掌握矩形截面偏心受壓構(gòu)件（對稱配筋、 非對稱配筋）的計算方法、適用條件及構(gòu)造要求。熟練掌握工字形和T形截面偏心受壓構(gòu)件的計 算方法、適用條件及構(gòu)造要求。受拉承載力計算。掌握軸心受拉構(gòu)件及偏心受拉構(gòu)件正截面承 載力計算方法。重點：軸心受拉、軸心受壓構(gòu)件受力分析與計 算、矩形截面大偏心受壓構(gòu)件強度計算。難點：縱向彎曲對軸心受壓、偏心受壓構(gòu)件承 載力的影響、矩形截面小偏心受壓構(gòu)件強度計

8、算、 圓形截面強度計算公式推導(dǎo)。受扭及彎扭構(gòu)件的承載力計算（4學(xué)時）受扭及彎扭構(gòu)件的破壞形式、矩形截面受扭及 彎扭構(gòu)件的承載力計算；復(fù)雜截面受扭構(gòu)件的設(shè)計 特點。理解鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)，理解截 面限制條件及構(gòu)造配筋界限的意義；掌握彎、剪、 扭構(gòu)件的配筋計算方法及構(gòu)造要求。重點：開裂扭矩、彎剪扭構(gòu)件配筋計算方法。難點：純扭構(gòu)件承載力計算理論。鋼筋混凝土短暫狀況應(yīng)力計算，持久狀況正常 使用極限狀態(tài)計算（4學(xué)時）鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正、斜截面應(yīng)力驗算；鋼 筋混凝土裂縫寬度和變形計算。理解受彎構(gòu)件變形及裂縫寬度驗算的基本概 念及計算原理；掌握應(yīng)力、裂縫和變形的計算方法。重點：換算截面的概念、混

9、凝土裂縫、受彎構(gòu) 件變形計算。難點：截面抗彎剛度。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（18學(xué)時）預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念及其材料。深入理解預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理、概 念。掌握預(yù)加應(yīng)力的方法，了解其設(shè)備。掌握預(yù)應(yīng) 力混凝土結(jié)構(gòu)對混凝土和鋼材的要求。重點：預(yù)應(yīng)力的基本原理、預(yù)應(yīng)力度、預(yù)應(yīng)力 技術(shù)。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力混 凝土受彎構(gòu)件的持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算， 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的持久狀況正常使用極限 狀態(tài)計算，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)持久狀況和短暫狀況 構(gòu)件的應(yīng)力計算，預(yù)應(yīng)力簡支梁設(shè)計。重點：受彎構(gòu)件受力分析、消壓彎矩、預(yù)應(yīng)力 損失、受彎構(gòu)件截面應(yīng)力驗算?；炷辆植砍袎禾?高系數(shù)。難點：

10、先張法溫度應(yīng)力損失、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋 應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力筋的索界，局部承壓破壞機理。理解施工階段、使用階段概念。掌握預(yù)加力的 計算與預(yù)應(yīng)力損失的估算方法，深入理解各項預(yù)應(yīng) 力損失的產(chǎn)生原因。掌握預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的 應(yīng)力計算方法。掌握預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的強度 計算方法。熟練掌握后張法構(gòu)件錨下局部承壓的計算方 法，深入理解先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的傳遞長度與 錨固長度的概念。熟練掌握變形計算的方法。掌握預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁設(shè)計方法。部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件。了解部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力特性。了解 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的計算內(nèi)容。了解 部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的設(shè)計方法。了解 構(gòu)造要求。重點：部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力特性、受 彎構(gòu)件的計算。難點：配筋截面設(shè)計預(yù)應(yīng)力度法。其它預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)簡介。了解。四、作業(yè)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和進程布置適量的作業(yè)和思考 題，作業(yè)的內(nèi)容以教材中的習(xí)題、思考題為主，包 括荷載效應(yīng)；單筋（雙筋）矩形截面設(shè)計、復(fù)核、 T形截面設(shè)計；螺旋箍筋柱設(shè)計、矩形截面對稱配 筋、矩形截面非對稱配筋、圓形截面配筋；應(yīng)力驗 算、最大裂縫寬度驗算、撓度驗算；局部承壓計算； 預(yù)應(yīng)力損失估算；受彎構(gòu)件正（斜）截面強度計算， 變形計算等方面計算題，教師批閱作業(yè)不少于1/2,