结构设计原理A1教学大纲及基本要求.doc

结构设计原理（A1）教学大纲及基本要求参考学时：64适用专业：土木工程专业一、课程的性质和任务结构设计原理（A1）是高等院校土木工程专业的一门重要的专业基础课。内容主要为钢筋混凝土和预应力混凝土材料性能、设计方法、各类构件（拉、压、弯、剪、扭）的受力性能及其计算方法和配筋构造，是学习结构设计的基础知识。本课程的任务是使学生掌握结构设计的基本原理，为使学习后续专业课程和毕业设计打下基础。本课程着重讲授基本原理，采用的公式和数据主要参考国标建筑结构设计统一标准GBJ6484、建筑结构荷载规范GBJ987、混凝土结构设计规范GBJ1089。在例题及习题中也将涉及到其它规范，主要为铁路桥涵设计规范（送审稿1996.3）、公路桥涵设计通用规范JTJ02189、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ02385。二、课程内容与基本要求1、绪论 了解钢筋混凝土的基本概念、发展简史、主要优缺点及其应用和发展。2、钢筋混凝土材料主要物理力学性能 理解混凝土强度和变形的基本概念及基本规律，例如试验现象、微裂纹机理及约束混凝土等概念，混凝土的抗压强度、应力应变曲线特征及其数值表达式，弹性模量与变形模量的关系，混凝土强度等级与不同受力强度指标之间的关系等。了解重复荷载下混凝土应力应变关系及复合受力强度，理解混凝土的收缩、徐变性质及其对混凝土构件性能的影响。 理解钢筋应力应变曲线特性，掌握弹性模量、屈服应力、极限应力及其相应的应变值。了解钢筋的冷加工及塑性性能。理解混凝土与钢筋之间的粘结性能，粘结应力与钢筋应力之间的关系。深入理解混凝土与钢筋共同工作的原理。3、结构设计方法 理解极限状态法设计的意义。了解结构的功能和可靠度，极限状态、失效概率和可靠性指标等基本概念，荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意义，掌握两种极限状态设计表达式的应用。4、受弯构件正截面承载力 深入理解梁受力各阶段截面应变和应力的分布、破坏特征及配筋率对破坏特征的影响。理解正截面承载力计算的基本假定及意义。熟练掌握矩形、T型截面的配筋计算方法、适用条件及构造要求。5、受弯构件斜截面承载力理解无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态及其破坏形态。了解影响抗剪能力的因素。深入理解腹筋的作用及其对破坏形态的影响，熟练掌握有腹筋梁斜截面抗剪承载力计算方法及其限制条件。掌握受弯构件钢筋的布置、纵筋的弯起及截断、纵筋的锚固等构造要求。6、受扭构件扭曲截面承载力 理解矩形截面纯扭构件的受力、破坏特点、截面限制条件及构造配筋界限的意义。掌握弯、剪、扭构件配筋计算方法及其构造要求。7、受压构件正截面承载力深入理解轴心受压构件受力全过程及其破坏特征。掌握正截面承载力计算方法，了解螺旋箍筋柱的应用。深入理解偏心受压构件两种破坏形态、特征及其形成条件。不同长细比柱的破坏类型、偏心距增大系数和附加偏心距的意义及其影响。熟练掌握矩形、T形、工形偏心受压构件的计算方法、适用条件及构造要求。8、受拉构件承载力 掌握轴心受拉构件承载力和偏拉剪构件承载力的计算方法9、钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度的验算 深入理解梁在纯弯段内应力重分布全过程，开裂后钢筋和混凝土应变分布规律及其影响因素等主要参数的物理意义。 理解裂缝宽度及截面抗弯刚度的计算原理。掌握最大裂缝宽度及构件强度的验算方法。了解规范对不须验算裂缝宽度及构件挠度规定的依据，裂缝控制的目的和要求，非荷载效应引起的裂缝的原因及相应的措施。10、预应力混凝土构件的基本概念及材料深入理解预应力混凝土的基本概念，与钢筋混凝土构件的相同和不同之处，预应力混凝土所用材料的特性。了解施加预应力的主要方法及设备。11、预应力混凝土构件的设计计算 理解和熟练掌握各项预应力损失的产生原因及计算方法。深入理解预应力混凝土轴心受拉构件和受弯构件各阶段的应力状态，熟练掌握先张法和后张法预应力混凝土构件的承载力、应力、变形及局部承压的计算方法。12、部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土构件了解部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土构件的基本概念、构造特点以及计算要点。三、实验内容与要求1、实验内容（1）钢筋混凝土梁正截面破坏全过程试验（2）钢筋混凝土梁斜截面破坏全过程试验 两个试验内容均包括一下内容：l 开裂荷载的测定l 裂缝开展观察l 变形的观察l 钢筋和混凝土应变的测定l 极限荷载的测定2、实验基本要求通过观察和测定梁从加载到破坏的全过程，验证所学理论，也使学生理解通过实验手段进行科学研究的道理，掌握实验的方法和技能，训练学生自己动手整理实验数据、判断结果的正确性以及编写实验报告的能力。四、对学生能力培养的要求1、本课程重在讲述基本原理，而不过多地解释规范。至于规范的使用则可通过例题、毕业设计等来训练，更多的要靠学生在实践中去体会。实际上，规范的使用只有通过工作实践才能真正熟练。2、本课程虽然属专业基础课，但在很多方面也和实际工程直接相关。因此讲授过程中应始终密切结合工程实际，多举一些实际结构的例子来说明基本原理，达到理论联系实际的目的。五、学时安排序号内容学时1绪论12钢筋混凝土材料主要物理力学性能43结构设计方法44受弯构件正截面承载力85受弯构件斜截面承载力66受扭构件扭曲截面承载力37受压构件正截面承载力108受拉构件承载力19钢筋混凝土构件变形及裂缝宽度的验算510预应力混凝土构件的基本概念及材料411预应力混凝土构件的设计计算1112部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土构件313实验课（两个试验）414总学时64六、说明1、本课程应安排在材料力学（上）以及“应力状态”内容讲完之后。2、教材及参考文献 （1）混凝土结构设计原理，李乔主编，自编讲义； （2）建筑结构设计统一标准GBJ6484，中国建筑工业出版社； （3）建筑结构荷载规范GBJ987，中国建筑工业出版社；