《结构设计原理》课程教学大纲.doc

结构设计原理课程教学大纲一、 课程名称：结构设计原理二、 学分：5三、 先修课程：材料力学、结构力学、建筑材料四、 课程的性质、目的和任务：结构设计原理课程是网络教育考试的一门必修（或选修）公共理论（或专业）课。这门课程的主要特点是：1、讨论各种工程结构的基本构件受力性能，计算方法和构造设计原理,它是学习和掌握桥梁工程及道路人工构造物设计的基础。主要内容包括钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构、圬工结构基本构件的受力性能、计算方法和构造要求等。2、本课程的任务是使学生掌握混凝土结构、预应力混凝土结构、砌体结构的基本构件设计计算原理、方法以及构造、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其强度、变形的规律，并能根据有关设计规范和资料进行构件的设计，为学习后续课程打下坚实的基础。五、 课程的教学基本要求及主要内容：第一章 钢筋混凝土的基本概念及材料的物理力学性能一、学习要求通过本章的学习，要求学生建立以下基本概念：1、混凝土在单轴应力下的各种强度R、Ra、Rl、Rp；2、混凝土在复合受力时的强度与单轴受力时的强度比较；3、混凝土在短期一次加载及重复加载下的应力应变曲线；4、混凝土的变形模量；5、混凝土的徐变，产生徐变的原因，线性徐变，非线性徐变，徐变对结构的影响以及影响徐变的因素，控制徐变的措施；6、混凝土与钢筋的粘结力，锚固长度与搭接长度；7、混凝土的收缩和湿胀，减少收缩的措施；8、表达材料基本力学性能的关系曲线和特征。本章要了解混凝土一次短期加载下的应力应变曲线、徐变曲线，一次加载卸载的循环曲线、双向受压曲线、剪压复合应力作用曲线；不同级别的钢筋应力应变曲线，钢筋冷拉曲线、钢筋与混凝土粘结力分布曲线。掌握材料的强度和变形的试验方法。二、课程内容钢筋及混凝土材料的物理力学性能，理解钢筋混凝土的基本概念，了解其优缺点。掌握混凝土强度和变形的基本概念及特点，如混凝土的拉、压强度、应力应变曲线特征、弹性模量、收缩、徐变等，掌握钢筋的应力应变曲线特征、常用钢筋的级别和品种及其主要物理力学指标。理解混凝土与钢筋之间的粘结性能、混凝土与钢筋共同工作的原理。第二章 结构按极限状态法设计的原则一、学习要求通过本章的学习，要求学生理解极限状态法设计的基本概念、掌握承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算原则。掌握荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意义。了解公路桥涵设计中荷载的分类及常用荷载效应组合的种类。二、课程内容极限状态法设计的基本概念、结构的功能要求和极限状态、结构的失效概率与可靠指标，公路桥涵设计规范（JTJ02385）的计算原则，材料的设计强度与荷载效应组合。第三章 受弯构件的截面强度计算一、学习要求通过本章的学习，要求学生深入理解梁受力各阶段正截面应力和应变的分布、破坏特征及配筋对破坏特征的影响。理解正截面承载力计算的基本假定。熟练掌握矩形、T形截面受弯构件的配筋计算方法，适用条件及构造要求。二、课程内容受弯构件正截面受力全过程和破坏特征,受弯构件正截面承载能力计算的基本原则,单筋、双筋矩形截面受弯构件基本公式及适用条件、计算方法，T形截面受弯构件、第一类T形截面和第二类T型截面的制定，基本公式及使用条件、计算方法。第四章 受弯构件斜截面强度计算一、学习要求通过本章的学习,要求学生理解无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态及斜截面破坏形态。了解影响斜截面抗剪能力的主要因素。深入理解腹筋的作用及其对破坏形态的影响。熟练掌握斜截面受剪承载力计算方法及其使用条件。掌握纵筋的弯起、切断及锚固等构造要求。理解连续梁的破坏特征，了解在竖向荷载作用下需按正、负弯矩区段设置受力主筋的计算方法，以及斜截面抗弯的计算方法。二、课程内容受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态，影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素，受弯构件斜截面抗弯、抗剪强度，全梁承载能力校核与构造要求。第五章 受扭构件强度计算一、学习要求通过本章的学习，要求学生理解矩形截面纯扭构件的受力性能和破坏特征。掌握矩形、T形及箱形截面构件在弯、剪、扭共同作用下的配筋计算方法、截面限制条件和构造要求。二、课程内容纯扭构件的破坏特征和强度计算,在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的强度计算、T形、斜形截面受扭构件及构造要求。第六章 轴心受压构件的强度计算一、学习要求通过本章的学习,要求学生深入理解轴心受压短柱及长柱的受力全过程和破坏特征。掌握普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的受力特点，正截面承载能力的计算方法和构造要求。二、课程内容配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件,配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件。第七章 偏心受压构件的强度计算一、学习要求通过本章的学习,要求学生深入理解大小偏心受压构件两种破坏形态的、受力特点及破坏特征。理解二阶弯矩和偏心距增大系数的意义。熟练掌握矩形截面偏心受压构件的计算方法和构造要求。掌握工字形、T形、箱形和圆形截面偏心受压构件的设计方法。二、课程内容偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态、偏心受压构件的纵向弯曲,矩形、工字形、T形、箱形和圆形截面偏心受压构件。第八章 受核构件的强度计算一、 学习要求通过本章的学习,要求学生掌握轴心受拉和偏心受拉构件正截面承载力的计算方法和构造要求。二、 课程内容轴心受拉构件的强度计算,偏心受拉构件的强度计算。第九章 钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算一、学习要求通过本章的学习,要求学生深入理解换算截面的概念和计算方法。掌握受弯勾结在施工阶段的应力验算方法、了解弯曲裂缝产生的原因及裂缝宽度的计算理论、掌握弯曲裂缝最大宽度及挠度的验算方法。掌握预拱度的设置方法。二、课程内容受弯构件的核算截面、应力计算、受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算、长弯构件的变形（拱度）验算。第十章 局部承压一、学习要求通过本章的学习,要求学生了解混凝土构件局部承压区的应力状态，破坏形态和破坏机理、掌握混凝土构件局部承压区承载力和抗裂性的计算方法和构造要求。二、课程内容局部承压的破坏形态和破坏机理,局部承压强度提高系数,局部承压区的计算。第十一章 预应力混凝土结构一、学习要求通过本章的学习,要求学生理解预应力混凝土结构的基本原理和优缺点、了解施加预应力的方法和张拉设备及锚具类型、掌握预应力混凝土材料的种类、强度要求及变形特征。二、课程内容概述预加应力的方法与设备,预应力混凝土结构的材料。第十二章 预应力混凝土受弯构件的设计与计算一、 学习要求通过本章的学习,要求学生深入理解预应力混凝土受弯构件在施工阶段和使用阶段的受力特点。理解各项预应力损失的产生，掌握各项损失的计算方法及减少损失的措施。掌握各阶段有效预应力的计算方法。掌握预应力受弯构件正截面、斜截面强度计算方法。掌握施工阶段和使用阶段的钢筋应力及混凝土正应力、剪应力与主应力的验算方法。掌握挠度的计算方法及拱度的是设置。掌握预应力简之梁预应力筋的计算、布置和构造要求。二、课程内容概述预加力的计算与预应力损失的估算，预应力混凝土受弯构件的应力、强度、变形计算，端部锚固区计算，预应力混凝土简支梁设计。第十三章 部分预应力混凝土受弯构件一、学习要求通过本章的学习,要求学生理解部分预应力混凝土结构的受力特征。掌握B类构件在使用阶段的截面正应力、裂缝宽度及变形的验算方法。掌握预应力筋、非预应力筋的配筋设计方法和构造要求。二、课程内容部分预应力混凝土结构、发展与特点，部分预应力混凝土受弯构件的计算与设计。第十四章 其它预应力混凝土结构简介一、学习要求通过本章的学习,要求学生理解无粘结预应力混凝土受弯构件的受力性能。了解无粘结预应力混凝土受弯构件的截面设计方法和构造要求。了解双预应力混凝土梁的原理和计算要点。二、课程内容无粘结预应力混凝土受弯构件, 双预应力混凝土梁。第十五章 砖、石及混凝土结构的基本概念与材料一、学习要求通过本章的学习,要求学生了解圬工结构的材料种类及其性能。理解砌体抚压、抚拉、抚弯、抚剪强度及其主要影响因素。了解砌体的变形性能。二、课程内容概述材料的种类、砌体的强度与变形。第十六章 砖、石及混凝土构件的强度计算一、学习要求通过本章的学习,要求学生掌握轴心、偏心受压砌体承载力的计算方法，了解砌体受弯、受剪和局部承压的计算方法。二、课程内容技术原则，轴心受压构件正截面强度计算，偏心受压构件正截面强度计算，受弯、直接受剪和局部承压的强度计算。V、自学安排一、阅读“总论”及自习第一章第三节内容。二、自习第三章第一节的内容。三、自习第四章第五节“二”、“三”和第六节的内容。四、