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SPOC学校专有课程
结构设计原理(上)
第5次开课
开课时间: 2025年02月27日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 2-4小时每周
当前开课已结束 已有 58 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=结构设计原理(上)课程属全国土木工程本科指导性专业规范规定的专业核心课,凡从事工程结构设计、研究、施工和管理等工作必备学习该课程。课程以概率理论、材料力学、土木工程材料学、国家现行标准和设计规范等为依据,主要学习建筑结构和桥隧结构基于近似概率理论极限状态下的荷载取值及效应组合、结构设计方法、混凝土结构材料的物理力学性能和指标取值、钢筋混凝土和预应力混凝土基本受力构件的设计原理等内容。
结构设计原理(上)课程属全国土木工程本科指导性专业规范规定的专业核心课,凡从事工程结构设计、研究、施工和管理等工作必备学习该课程。课程以概率理论、材料力学、土木工程材料学、国家现行标准和设计规范等为依据,主要学习建筑结构和桥隧结构基于近似概率理论极限状态下的荷载取值及效应组合、结构设计方法、混凝土结构材料的物理力学性能和指标取值、钢筋混凝土和预应力混凝土基本受力构件的设计原理等内容。
—— 课程团队
课程概述

该课程具有半理论和半经验性、规范性和多解特征。为实现工程问题的理论溯源和理论知识的工程落地,本课程创造新采用“从工程案例引出教学内容,再用理论知识解决工程问题”工程-理论-规范-工程的闭环教学模式,以强化学生的工程意识、规范意识和理论基础,实现理论和实践并重。课程通过SPOC在线精品MOOC视频学习、工程案例教学、小组讨论展示、课程翻转、高阶课外创新拓展等多种形式的教学互动环节,线上和线下结合地激发学生的主动参与意识,因材施教培养其独立思考能力和探索未知的兴趣,帮助学生在快速获取知识的同时,学会科学思考和解决问题的方法。通过多层级多途径的评价体系,及时反馈持续改进,最终实现有效传授知识、全面培养能力、促进人格养成、实现价值塑造的教学目标。

秉承四川大学培养具有扎实专业知识、强烈创新意识、开阔国际视野的社会精英的人才培养目标和土木工程专业强基础、宽口径、多方向的人才培养理念,通过该课程学习,学生将达到如下水平:

知识传授:通过学习钢筋混凝土各类受力构件的破坏特征,掌握相应的承载能力和正常使用极限状态设计原理及设计方法;

能力培养:熟悉相关的国家或行业标准,获得构件设计的能力,培养工程意识;通过综合性训练,培养实际工程与理论知识融会贯通的能力、查阅资料获取知识的能力和自我展示的能力;

价值塑造:通过学习结构的安全适用耐久性,认识到土木工程人员的责任重大,引入超级工程和大国工匠工程,提高专业认可度、增强家国情怀、社会责任和理想信念。


授课目标

本课程授课注重学生能力培养与人格养成,具体目标包括:

1. 知识传授

通过课堂讲授、实验、习题练习、参观等形式进行教与学,传授基本知识。

2. 能力培养

通过学习,掌握资料查询、归类、综合等基本方法,掌握获取知识的能力;

通过完成习题、思考题、进行试验加深对知识的理解能力;通过阅读、提出观点、小组讨论、辩论提高逻辑思维能力和思辨能力;通过完成作业、习题提高应用知识解决问题的能力;通过教学试验提高实际动手能力、发现问题及解决问题的能力;通过参观、结合课程教学的本科生创新实践活动和导师指导下的科研活动,逐步提高工程实践能力;在课堂教学中引入系统思维和创造性思维的概念,在实践活动中及大学生创新实践课题中强调系统思维和创新思维的重要性,提高创新能力;通过工程实践与科研小组活动,培养个体的自主能力和在集体中的合作能力,同时培养学生的组织与管理能力;通过参加工程实践、科研课题活动及集体试验项目,锻炼和培养学生的交流合作和组织协调能力和进取精神;通过英语教学、聆听专家讲座,拓展国际视野。

3. 素质提升

以教师的知识、行为,以校园的文化氛围感染学生、影响学生;通过专家的讲座,学习和感受大师的科学态度、工作精神;运用科学的思维方式,引导学生解决抽象和复杂问题;以理论知识和经验总结的结合构建专业知识的构架,以递进式的习题和实验组成实践训练体系,以贯穿整个教学过程的知识传授和实践训练建立教学模式,培养学生对工程知识的理解能力和应用能力;通过事件分析、人物介绍等宣传民族精神,激发爱国主义热情。

成绩 要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


课程大纲
第一章 绪论
课时目标:了解土木工程的发展历程及可持续发展要求,熟悉工程结构分类,熟悉混凝土结构的一般概念及发展与应用,了解结构计算简图,熟悉课程特点及要求,掌握土木工程师的责任和义务
1.1工程结构发展简史,1.2工程结构分类及特点,1.3结构简化模型,1.3结构设计理论的发展过程,1.4课程性质及特点,1.5土木工程的可持续发展,1.6土木工程师的责任和义务
第二章 结构上的荷载及其取值
课时目标:掌握荷载与作用的概念及分类,掌握建筑结构荷载永久荷载、或荷载的计算方法,掌握侧压力产生的原因、特点、影响因素及计算方法,掌握风荷载产生的原因、特点、影响因素及计算方法
2.1荷载与作用的概念,2.2 建筑结构上的荷载,2.3 公路桥涵结构上的作用
第三章 结构设计方法
课时目标:熟悉结构的功能要求和极限状态,掌握结构概率可靠度设计法,掌握建筑结构的实用的分项系数设计法,熟悉混凝土结构耐久性设计依据和要求
3.1 结构的功能要求和极限状态,3.2 结构可靠度的基本概念和设计方法,3.3 极限状态实用设计表达式,3.4 作用组合,3.5 结构的耐久性设计
第四章 混凝土结构材料的性能
课时目标:掌握混凝土的物理力学性能及指标取值,掌握钢筋的物理力学性能及指标取值,掌握混凝土与钢筋的粘结性能及锚固长度和搭接长度的确定方法
4.1混凝土的力学性能,4.2混凝土的性能指标取值,4.3钢筋的种类及其性能,4.4钢筋与混凝土的粘结,4.5混凝土结构对材料的要求
第五章 混凝土结构受弯构件
课时目标:掌握正截面受弯构件的一般构造,熟悉正截面受弯承载力的试验研究、基本假定,掌握单(双)筋矩形截面、T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算,熟悉斜截面受剪承载力的试验研究、影响因素及其基本假定,掌握斜截面受剪承载力的计算,掌握保证斜截面受弯承载力的构造措施,掌握构件刚度的分析计算,掌握受弯构件裂缝宽度,掌握受弯构件挠度验算
5.1受弯构件截面配筋形式,5.2受弯构件的正截面受力特点,5.3受弯构件正截面承载力计算方法,5.4受弯构件斜截面受剪承载力计算,5.5受弯构件裂缝宽度验算,5.6受弯构件挠度验算
第六章 混凝土结构受压构件
课时目标:掌握受压构件的一般构造,掌握轴心受压构件正截面的承载力计算,掌握偏心受压构件正截面的承载力计算,掌握正截面承载力 -- 相关曲线及其应用,熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算
6.1 混凝土结构受压构件一般构造要求,6.2 轴心受压构件正截面承载力计算,
6.3 单向偏心受压构件正截面承载力计算,6.4 双向偏心受压构件正截面承载力计算,6.5 偏心受压构件斜截面承载力计算,6.6 偏心受压构件裂缝宽度验算
第七章 混凝土结构受拉构件
课时目标:熟悉轴心受拉构件正截面承载力的计算,熟悉偏心受拉构件正截面承载力的计算,了解偏心受拉构件斜截面承载力计算,了解受拉构件裂缝宽度验算
7.1轴心受拉构件正截面承载力计算,7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算,7.3偏心受拉构件斜截面承载力计算
7.4 受拉构件裂缝宽度验算
第八章 混凝土结构受扭构件
课时目标:熟悉纯扭构件的试验研究,掌握矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算,掌握弯剪扭构件的承载力计算,掌握受扭构件的配筋构造要求
8.1概述,8.2 矩形截面纯扭构件承载力计算
8.3 矩形截面弯剪扭构件承载力计算
8.4 T形和I形截面受扭构件承载力计算
第九章 预应力混凝土构件
课时目标:掌握预应力混凝土的基本概念,熟悉施加预应力的方法和设备,掌握张拉控制应力与预应力损失,熟悉后张法构件端部锚固区的局部承压验算,熟悉预应力混凝土轴心受拉、受弯构件的计算,熟悉部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土结构简述,掌握预应力混凝土构件的构造要求
9.1 预应力混凝土概述,9.2 预应力施工工艺,
9.3 张拉控制应力和预应力损失,9.4 预应力混凝土轴心受拉构件计算,9.5 预应力混凝土受弯构件计算
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预备知识

土木工程材料,工程力学I、工程力学II、结构力学I、结构力学II

参考资料

教材:

[1]顾祥林主编. 混凝土结构基本原理(第三版).上海:同济大学出版社,2014.

[2]Gu X L, Jin X Y, Zhou Y. Basic Principles of Concrete Structures, Tongji University Press, and Springer, 2015.

主要参考书:

[1]朱伯龙主编. 混凝土结构基本原理. 上海:同济大学出版社,1992.

[2]李国平主编. 预应力混凝土结构设计原理. 北京:人民交通出版社,2001.

[3]James K. Wight, James G. Macgregor. Reinforced Concrete – Mechanics and Design. 5th Edition,Pearson Prentice Hall, 2009.

[4]Nawy, Edward G. Reinforced Concrete: A Fundamental Approach (5th Edition), Prentice Hall, 2002.

源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

四川大学
1 位授课老师
石宵爽

石宵爽

副教授

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