《结构设计原理》课程教学大纲

《结构设计原理》课程教学大纲

课程英文名称：principleofconcretestructuredesign

课程编号：133991400

课程类别：学科基础课

课程性质：必修课

学分：3.5

学时：56（其中：讲课学时：48实验学时：8）

适用专业：交通工程

开课部门：环资学院

一、课程教学目的和课程性质

《结构设计原理》课程是交通工程专业的一门必修技术基础课，本课程学习

的目的是使学生了解、掌握混凝土结构设计的基本概念、设计理论和计算方法，

达到如下基本要求：

1、了解钢筋混凝土结构的材料组成、结构特点；

2、熟悉钢筋混凝土构件的受力破坏特征，掌握钢筋混凝土构件的计算方法;

3、为今后继续学习、适应科学技术发展准各理论基础。

二、本课程与相关课程的关系

本课程的先修课程有《高等数学》、《工程力学》、《结构力学》、《道路

建筑材料》等。

后继课程：《桥梁工程》、《隧道工程概论》

三、课程的主要内容及基本要求

（-）理论学时部分

第1单元名称混凝土结构和混凝土结构材料（6学时）

［知识点］

混凝土结构概念及其发展、混凝土的物理力学性能、钢筋的物理力学性能

［重点］

混凝土的物理力学性能、钢筋的物理力学性能、钢筋和混凝土的粘结

［难点］

混凝土一次短期加载时的应力一应变性能

［基本要求］

1、识记：立方体抗压强度、轴心抗压强度等

2、领会：钢筋的成分、种类和级别、钢筋的应力一应变曲线及塑性性

能；混凝土三种强度及影响因素；混凝土一次短期加载时的应力一应变性能及

混凝土的横向变形系数、变形模量等概念，混凝土在重复荷载下的变形性能；

混凝土的徐变和收缩的机理和钢筋与混凝土之间的粘结性能。

3、简单应用：

4、综合应用：

第2单元名称受弯构件正截面受弯承载力（10时）

［知识点］受弯构件的一般构造要求；适筋梁的正截面受弯承载力的三个工作

阶段、受弯构件正截面破坏形态；受弯构件正截面受弯承载力的计算原理；单

筋矩形截面、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

［重点］适筋梁的正截面受弯承载力的三个工作阶段和破坏形态；正截面承

载能力计算

［难点］T形截面正截面承载能力计算

［基本要求］

1、识记：保护层、配筋率、界限破坏

2、领会：截面正截面承载能力计算基本假定

3、简单应用：、等效矩形应力图、界限配筋率、最小配筋率

4、综合应用：单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形等截面受弯构件的正截

面受弯承载力计算。

第3单元名称受弯构件斜威面承载力（10学时）

［知识点］斜截面受剪的破坏，斜截面受剪承教力的计算原理，斜截面受剪承

载力的计算方法，受弯构件斜截面钢筋受弯承载力的构造措施，斜截面受弯承

载力概念及抵抗弯矩图、纵筋的弯起和截断位置

［重点］斜截面受剪的破坏形态、破坏的机理，斜截面受剪承载力的计算原

理，矩形、T形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法

［难点］受弯构件斜截面受剪承载力的计算

［基本要求］

1、识记：斜裂缝、剪跨比、斜压破坏、斜拉破坏、剪压破坏

2、领会：受弯构件斜截面受剪的三种破坏形态及其防止对策

3、简单应用：纵向受力钢筋、纵向构造钢筋、架立筋、箍筋等的构造要求

4、综合应用：截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法

第4单元名称受压、受拉构件截面承载力（12学时）

［知识点］轴心受压构件的构造要求及计算、轴心受拉构件的构造要求及计

算、偏心受压构件的构造要求及计算、偏心受拉构件的构造要求及计算

［重点］偏心受压构件正截面的受力过程与破坏形态；偏心受压构件正截面

承载力的计算原理；矩形、I形等截面在不对称配筋和对称配筋条件下，偏心受

压构件正截面承载力的计算方法；双向偏心受压构件正截面承载力的计算方法;

偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算方法。

［难点］矩形、I形等截面在不对称配筋和对称配筋条件下，偏心受压构件

正截面承载力的计算方法

［基本要求］

1、识记：基本名词术语、概念等

2、领会：轴心受压螺旋筋柱的间接配筋

3、简单应用：偏心受压构件的破坏形态和矩形截面受压承载力的计算简图、

基本计算公式

4、综合应用：矩形截面对称配筋偏心受压构件的受压承载力计算，轴心受

拉、偏心受拉构件正截面承载力的计算

第5单元名称受扭构件承载力（6学时）

［知识点］纯扭构件的破坏机理，纯扭构件的承载力计算原理和计算方法，弯

剪扭构件的试验研究和配筋计算方法，构造要求，

［重点］弯剪扭构件的试验研究和配筋计算方法

［难点］纯扭构件的承载力计算原理和计算方法

［基本要求］

1、识记：平衡扭矩、协调扭矩

2、领会：变角空间桁架模型

3、简单应用：纯扭构件的承载力计算原理和计算方法

4、综合应用：弯剪扭构件配筋计算

第6单元名称混凝土结构变形和裂缝（2学时）

［知识点］正常使用阶段对钢筋混凝土构件力学性能要求的意义；截面受弯刚

度计算原理和构件挠度的验算方法；平均裂缝宽度的计算原理和裂缝宽度验算

方法；混凝土结构耐久性的意义、主要影响因素、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀

以及耐久性设计的一般概念。

［重点］平均裂缝宽度的计算原理和裂缝宽度验算方法

［难点］

［基本要求］

1、识记：弯曲刚度、短期刚度、碳化

2、领会：最小刚度原则、平均裂缝间距、平均裂缝宽度

3、简单应用：构件挠度、最大裂缝宽度计算

4、综合应用：

第7单元名称预应力混凝土（2学时）

［知识点］预应力混凝土结构的基本概念、各项预应力损失值的意义和计算方

法、预应力损失值的组合，预应力轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算

方法和主要构造要求；预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方

法和主要构造要求；部分预应力混凝土构件及无粘结预应力混凝土构件的设计

计算要点

［重点］预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法

［难点］各项预应力损失值计算方法、预应力损失值的组合。

［基本要求］

1、识记：预应力、先张法、后张法

2、领会：张拉控制应力、预应力损失

3、简单应用：预应力损失值的组合

4、综合应用：各项预应力损失值计算方法

［学时分配］

知识单元理论学时

混凝土结构和混凝土结构材料6

受弯构件正截面承载力10

受弯构件斜截面承载力10

受压、受拉构件截面承载力12

受扭构件承载力6

混凝土结构变形和裂缝2

预应力混凝土2

合计48

(-)实验学时部分

［实验教学环节作用及目的］

［实验教学环节培养学生能力标准］

［实验项目、内容、学时分配及实验类型］

1、必开实验

实脸类型

每组学生

序号实验项目实验内容学时(演示、验证、综组数

人数

合、设计研究)

按混凝土配

水泥混凝土试合比配制、拌

1件的制作与养合、制作标准4验证6

护试样，振捣，

养护

用压力机测

水泥混凝土立

2试水泥混凝2验证6

方体抗压强度

抗压强度

用回弹仪测

回弹法测试混

3试水泥混凝2验证6

凝土强度

强度

2、选开实验

实验类型

每组学生

序号实验项目实验内容学时（演示、验证、综组数

人数

合、设计册究）

3、主要仪器设备

混凝土搅拌机，标准试样模具，养护室，压力机，回弹仪

四、教学方法与手段

1.注重课堂教学内容的逻辑性和科学性

以“构件截面设计”为主线，在讲授时，注意各部分内容之间的内在联系，

从上一部分内容自然过渡到下一部分内容，使学生思路清晰，易于掌握。

注重基本点、重点、难点和方法。在备课中，强调课堂教学的内容不应和课

本上的内容完全一样，应是把课本上的内容提炼出来讲给学生。把基本的、重要

的、困难的知识点讲述清楚，让学生掌握方法并能举一反三。讲课时一定要有重

点，重点要简明扼要，易于掌握。

注重教学内容的更新和扩展，讲课时及时补充一些学科的发展历史和动态，

培养学生的学习兴趣和创新意识。

2.启发式教学方法

启发式教学最重要的是引导学生思考，并给学生留出充分的思维空间，启发

和引导学生思考。按照“提出问题T分析问题T解决问题T结论和讨论”的思路,

组织好课堂教学。

3.互动教学方法

发挥教师在课堂教学中的主导作用，要精心设计教学过程中不同阶段能够启

发学生思考的问题。尊重学生在教