混凝土结构设计原理
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spContent=沿袭“国家级精品课”、“国家级精品资源共享课”,围绕最新《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),依托“千年学府”、“百年土木”,教育部创新教学团队全力打造,基于“高等教育百门精品教材”、国家“十一五”国家规划教材:《混凝土结构设计原理》沈蒲生编,教学视频同步更新,形象、具体、生动。
—— 课程团队
课程概述

《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业基础课程。课程的主要特点是与相关课程联系紧密,专业性、综合性强,理论与实践并重。课程的任务,在于紧密结合工程实践,讲授钢筋混凝土结构的基本理论和基础知识,引导学生灵活运用所学知识来分析、解决实际工程中的钢筋混凝土结构构件的设计计算问题。

课程的主要内容包括基础知识和构件设计,具体有:绪论、混凝土结构用材料的性能、混凝土结构设计方法、钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算、钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算、钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算、钢筋混凝土受扭构件承载力计算、钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算、钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性、预应力混凝土构件设计等。

课程的开设目的是:通过理论学习、试验演示和动手操作,使学生掌握坚实的专业理论知识,确立正确的结构设计观念,养成利用所学知识进行全面思考问题的习惯,锻炼学生解决实际工程结构问题的能力。

授课目标

通过学习,使学生掌握坚实的专业理论知识,确立正确的结构设计观念,养成利用所学知识进行全面思考问题的习惯,掌握解决实际工程结构问题的方法论。《混凝土结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业基础课程。课程的主要特点是与相关课程联系紧密,专业性、综合性强,理论与实践并重。

课程大纲

第0章 绪论

0-4钢筋和混凝土为什么能共同工作

0-9学习内容与方法

0-5混凝土结构主要的优点、缺点

0-2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中

0-3组合效果小结

0-8计量单位

0-7符号体系

0-1什么是混凝土结构、分类

0-6混凝土结构的发展简况

0-1 钢筋与混凝土共同工作的三个条件是什么?

第1章 混凝土结构用材料的性能

1-4本章小结

1-2-4混凝土的选用原则

1-2-2混凝土强度

1-2-1混凝土组成及特点

1-3钢筋与混凝土的粘结

1-0本章重点

1-1-1建筑用钢筋的种类

1-1-0钢筋

1-1-2混凝土结构对钢筋性能的要求

1-2-3混凝土的变形

1-1 什么是徐变、线性徐变和非线性徐变?

第2章 混凝土结构设计方法

2-5风荷载

2-6雪荷载

2-0本章重点

2-3荷载的代表值

2-13本章小结

2-9结构的可靠性和可靠度

2-11按承载极限状态的设计方法及其荷载组合

2-1结构上的作用、作用效应及结构抗力

2-2荷载分类

2-4楼面和层面活荷载

2-7结构的设计使用年限与安全等级

2-8结构的极限状态、分类及设计

2-10结构的可靠指标

2-12按正常使用极限状态的设计方法及其荷载组合

2-1 《建筑结构荷载规范》将结构上的荷载分为哪几类?

第3章 钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力计算

3-0本章重点

3-1概述

3-4本章小节

3-3-1轴心受压构——分类及破坏特征

3-2轴心受拉构件

3-3-3配有螺旋箍筋的轴心受压构件

3-3-2配有普通箍筋的轴心受压构件

3-1 轴心受压构件为什么不宜采用高强钢筋?

第4章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

4-0本章重点

4-2-3适筋构件从加载到破坏的几个受力阶段

4-3-2-1单箍矩形截面正截面承载力计算——基本公式

4-3-3-1双箍矩形截面正截面承载力计算——适用情况、公式、条件

4-3-4-3 T形截面正截面承载力计算——第一类T形截面承载力计算

4-3-4-4 T形截面正截面承载力计算——第二类T形截面承载力计算

4-3-2-2单箍矩形截面正截面承载力计算——适用条件

4-3-4-5 T形截面正截面承载力计算——基本公式的应用

4-3-5深受弯构件正截面承载力计算

4-2-2正截面破坏试验演示

4-3-1正截面承载力计算——基本假定

4-3-2-4单箍矩形截面正截面承载力计算——具体运用

4-3-3-2双箍矩形截面正截面承载力计算——公式的应用

4-4本章小结

4-3-2-3单箍矩形截面正截面承载力计算——讨论

4-3-7构造要求

4-1概述

4-2-1受弯构件正截面的受力特征

4-3-4-1 T形截面正截面承载力计算——概述

4-3-4-2 T形截面正截面承载力计算——两类T形截面及其判别方法

4-3-6公式小结

4-1板中的分布钢筋起什么作用?

第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

5-0-0本章重点

5-2-1-2矩形、T形和I形截面构件——集中荷载作用下的独立梁

5-2-1-6矩形、T形和I形截面构件——斜截面受剪承载力计算步骤

5-2-1-7矩形、T形和I形截面构件——保证斜截面抗弯承载力的条件

5-2-1-12单伸臂简支梁设计例题(二)

5-2-1-13深受弯构件斜截面设计

5-1-3斜截面破坏的主要形态

5-2-1-4矩形、T形和I形截面构件——可以按构造配置箍筋的条件

5-2-1-5矩形、T形和I形截面构件——斜截面受剪承载力计算位置

5-1-5防止斜截面破坏的承载力条件

5-2-1-1矩形、T形和I形截面构件——一般情况

5-2-1-11单伸臂简支梁设计例题(一)

5-3本章小结

5-1-1受弯构件斜截面破坏受力与破坏分析

5-1-4斜截面破坏形态小结

5-2-1-3矩形、T形和I形截面构件——基本公式适用范围

5-2-1-8矩形、T形和I形截面构件——钢筋的弯起

5-2-1-10矩形、T形和I形截面构件——不配腹筋的板

5-0-1受弯构件破坏类型

5-1-2影响斜截面受力性能的主要因素

5-2-1-9矩形、T形和I形截面构件——构造要求

5-1 钢筋混凝土梁斜截面承载力应验算哪些截面?

第6章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算

6-3-8 T形和I形截面弯剪扭构件

6-3-1钢筋混凝土受扭构件的受力性能——纯扭构件开裂扭矩

6-3-3钢筋混凝土受扭构件的受力性能——纯扭构件破坏形态

6-3-7钢筋混凝土弯剪扭构件承载力计算

6-3-9钢筋混凝土箱形截面构件

6-0本章重点

6-3-4-2钢筋混凝土纯扭构件承载力计算(二)

6-3-5-1钢筋混凝土剪扭构件承载力计算(一)

6-3-11钢筋混凝土受扭构件公式使用条件及构造要求

6-2素混凝土受扭构件的受力性能

6-3-4-3钢筋混凝土纯扭构件承载力计算(三)

6-3-6钢筋混凝土弯扭构件承载力计算

6-3-2钢筋混凝土受扭构件的受力性能——纯扭构件试验现象

6-3-4-1钢筋混凝土纯扭构件承载力计算(一)

6-1概述

6-3-10钢筋混凝土压弯剪扭构件

6-3-12弯剪扭构件的截面设计计算步骤

6-5个人体会

6-3-5-2钢筋混凝土剪扭构件承载力计算(二)

6-4研究前沿

6-1 对于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的工字形截面构件,如何考虑各部分截面的抗力?

第7章 钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算

7-0本章重点

7-2-1-2偏压构件的破坏特征——两类偏心受压构件的界限

7-2-1-4-1偏压构件的破坏特征——N-M相关曲线(一)

7-2-1-5-1偏压构件的破坏特征——二阶效应

7-1-2工程应用

7-2-2-1-1-5偏压构件正截面承载力计算方法——矩形截面(五)

7-2-1-3偏压构件的破坏特征——偏心距

7-2-2-1-2-1对称配筋矩形截面正截面承载力——基本公式

7-2-1-5-2偏压构件的破坏特征——二阶效应的不同情况

7-2-2-1-2-2对称配筋矩形截面正截面承载力——配筋计算(一)

7-2-1-5-3偏压构件的破坏特征——不考虑二阶效应的条件

7-5偏心受力构件的构造要求

7-2-2-1-1-2偏压构件正截面承载力计算方法——矩形截面(二)

7-2-2-1-1-3偏压构件正截面承载力计算方法——矩形截面(三)

7-2-2-1-1-4偏压构件正截面承载力计算方法——矩形截面(四)

7-2-2-2-1 I形截面对称配筋偏心受压构件计算(一)

7-2-3双向偏心受压构件计算

7-1-4偏心受压构件的荷载

7-2-1-4-2偏压构件的破坏特征——N-M相关曲线(二)

7-2-2-1-3偏压构件正截面承载力计算方法——小结

7-3-1偏拉构件正截面承载力计算——受力特点

7-1-1概述

7-2-2-1-1-1偏压构件正截面承载力计算方法——矩形截面(一)

7-2-2-2-2 I形截面对称配筋偏心受压构件计算(二)

7-1-3偏心受力构件分类

7-2-1-1-2偏压构件的破坏特征——破坏类型(二)

7-2-1-5-4偏压构件的破坏特征——考虑二阶效应(一)

7-2-1-5-5偏压构件的破坏特征——考虑二阶效应(二)

7-2-2-1-2-3对称配筋矩形截面正截面承载力——配筋计算(二)

7-4偏心受力构件斜截面承载力计算

7-2-1-1-1偏压构件的破坏特征——破坏类型(一)

7-3-2偏拉构件正截面承载力计算——方法

7-1 什么叫小偏心受压破坏?其破坏的性质是什么?

第8章 钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性

8-0本章重点

8-1概述——正常使用极限状态

8-2-1裂缝宽度验算——裂缝的分类、裂缝产生的原因

8-2-3-3最大裂缝宽度计算方法(三)

8-2-4裂缝宽度验算——注意事项

8-3-1受弯构件挠度验算——截面抗弯刚度的特点

8-2-7裂缝宽度验算——关于裂缝计算的讨论

8-3-2受弯构件挠度验算——短期刚度

8-3-6受弯构件挠度验算——减少挠度的措施

8-2-2裂缝宽度验算——裂缝控制

8-2-6裂缝宽度验算——改善裂缝的措施

8-3-4受弯构件挠度验算——最小刚度原则

8-2-5裂缝宽度验算——影响裂缝宽度的主要因素

8-3-3受弯构件挠度验算——长期刚度的计算

8-2-3-1最大裂缝宽度计算方法(一)

8-2-3-2最大裂缝宽度计算方法(二)

8-2-3-4最大裂缝宽度计算方法(四)

8-2-3-5最大裂缝宽度计算方法(五)

8-4-1耐久性设计——耐久性的概念及其影响因素

8-4-2耐久性设计——混凝土的碳化及钢筋的锈蚀

8-3-5受弯构件挠度验算——最小刚度原则用法

8-4-3耐久性设计——混凝土结构耐久性设计

8-1 什么是最小刚度原则?

第9章 预应力混凝土构件设计

9-3-1先张法轴拉构件的应力分析——施工阶段

9-3-2先张法轴拉构件的应力分析——使用阶段

9-5-0受弯构件的设计计算

9-2-3-0构件设计的一般规定——预应力损失

9-1-1基本知识——一般概念

9-2-3-4预应力钢筋的应力松弛引起的损失

9-2-3-3受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失

9-2-3-6混凝土局部挤压引起的预应力损失

9-2-5构件设计的一般规定——减少预应力损失的措施

9-2-4构件设计的一般规定——预应力损失值的组合

9-3-5预应力轴拉构件的应力分析——小结

9-3-2先张法轴拉构件的应力分析——使用阶段

9-5-2-4受弯构件使用阶段计算——斜截面抗裂验算

9-4-1预应力轴拉构件的计算和验算——使用阶段

9-5-2-5受弯构件使用阶段计算——变形验算

9-5-2-2受弯构件使用阶段计算——斜截面承载力

9-5-2-3受弯构件使用阶段计算——正截面裂缝控制验算

9-1-4锚具、夹具

9-5-1受弯构件的设计计算——各阶段应力分析

9-1-3基本知识——预应力的建立方法

9-2-1构件设计的一般规定——计算内容

9-2-3-1张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失

9-3-4后张法轴拉构件的应力分析——使用阶段

9-5-2-1受弯构件使用阶段计算——正截面承载力

9-5-3受弯构件的设计计算——施工阶段验算

9-6本章小结

9-0 本章重点

9-1-2基本知识——预应力混凝土分类

9-2-2构件设计的一般规定——张拉控制力

9-2-3-5由于砼收缩、徐变引起的预应力损失

9-4-2预应力轴拉构件的计算和验算——施工阶段

9-1-5预应力混凝土构件对材料的要求

9-2-3-2预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失

9-1 什么是张拉控制应力?张拉控制应力过高,有什么问题?

第10章 桥梁混凝土结构设计原理简介

10-0本章重点

10-4桥梁工程的特点

10-6-2桥梁与建工设计规范比较——受弯构件正截面承载能力

10-1构成桥梁结构的基本体系

10-6-1桥梁与建工设计规范比较——设计基本原则及参数

10-3桥梁结构与建筑结构的联系

10-6-4桥梁与建工设计规范比较——受扭构件承载能力

10-6-7桥梁与建工设计规范比较——预应力混凝土构件

10-2构成桥梁结构的基本构件

10-5施工方法对结构受力的影响

10-6-3桥梁与建工设计规范比较——受弯构件斜截面承载能力

10-6-5桥梁与建工设计规范比较——受压构件承载能力

10-6-6桥梁与建工设计规范比较——正常使用极限状态

10-7本章小结

10-1 桥梁结构体系分为哪几种?

预备知识

1、基础知识:结构力学、材料力学等;

2、专业知识:土木工程测量、土木工程材料等。


证书要求

1、完成学习课程全部视频;

2、完成老师布置的单元作业;

3、完成课程典型构件(受弯或受压)小组试验(线上线下平行开课时要求,线上单独开课时不要求);

4、通过期中、期未考试。


参考资料

[1]东南大学、天津大学、同济大学编著,混凝土结构(上册,混凝土结构设计原理,第5版,普通高等教育土建学科专业十二五规划教材),中国建筑工业出版社;

[2]叶列平编著,混凝土结构(普通高等教育土建学科专业十二五规划教材),清华大学出版社;

[3]顾祥林编著,混凝土结构基本原理(第二版),同济大学出版社。


常见问题

课程内容与实际工程的联系;

课堂教学与试验实践的联系;

教材内容与国家规范的联系;

课程学习与解决问题的联系。