《混凝土结构基本原理》课程大纲.docx

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《混凝土结构基本原理》课程大纲

《混凝土结构基本原理》课程大纲

课程代码

020020

课程名称

中文名:

混凝土结构基本原理

英文名:

BasicPrincipleofConcreteStructure

课程类别

专业基础课

修读类别

必修

学分

4.0

学时

64（含4学时课内实验）

开课学期

第5学期

开课单位

结构工程教学团队

适用专业

土木工程专业

先修课程

土木工程材料、材料力学、荷载与结构设计方法等

教材及主要参考书

《混凝土结构基本原理》，郭靳时等主编，武汉大学出版社，2013

《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008，中国建筑工业出版社，2008

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012，中国建筑工业出版社，2012

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010，中国建筑工业出版社，2010

《混凝土结构设计原理》，东南、天津、同济大学合编，中国建工出版社，2012

《混凝土结构基本原理》，张誉主编，中国建筑工业出版社，2012

《混凝土结构原理》，刘立新、叶燕华主编，武汉理工大学出版社，2012

一课程简介

《混凝土结构基本原理》课程属于土木工程专业必修的专业基础课程,也是土木工程专业重要的主干课程。

本课程的主要任务是使学生掌握混凝土结构的材料性能，以及各类构件（拉、压、弯、剪、扭、预应力）的受力性能、计算方法和配筋构造等结构设计的基本知识。

二本课程所支撑的毕业要求

本课程所能支撑的毕业要求如下：

序号

毕业要求指标点

毕业要求指标点具体内容

1

毕业要求1.6

掌握解决土木工程专业的复杂工程问题的结构基本原理和方法的核心知识及其应用。

2

毕业要求2.1

能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、分析土木工程专业的复杂工程问题，以获得有效结论。

3

毕业要求3.1

能够设计（开发）满足土木工程特定需求的体系、结构、构件（节点）。

4

毕业要求4.1

能够基于科学原理、采用科学方法对土木工程专业的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、收集、处理、分析与解释数据，通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

5

毕业要求4.2

通过对实验结果进行处理、分析和解释，进行信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

6

毕业要求5.2

能够针对土木工程专业的复杂工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术。

7

毕业要求9.1

具有团队意识，能够在团队中发挥作用。

1本课程内容与毕业要求指标点的对应关系

教学内容

毕业要求指标点

理论

教学

第一章绪论

毕业要求1.6

第二章材料的力学性能

毕业要求1.6、2.1

第三章正截面受弯承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第四章斜截面承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第五章正截面受压承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第六章正截面受拉承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第七章扭曲截面承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第九章预应力混凝土结构构件计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

课内

实验

第一部分：

梁的正截面实验

毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1

第二部分：

梁的斜截面实验

毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1

2毕业要求指标点在本课程中的实现路径

（1）课程目标

通过本课程的理论教学与课内实验，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体课程目标如下：

课程目标1：

具备本课程坚实的基础理论知识及应用能力。

课程目标2：

能够运用数学、力学等知识进行基本构件的受力分析及公式推导问题，建立基本公式，并正确求解。

课程目标3：

能够运用基本理论进行设计，解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题。

课程目标4：

能够熟练使用专业相关规范和图集，结合本课程的知识解决实际工程问题。

课程目标5：

通过理论教学并结合课内实验，使学生具备研究的基本能力。

课程目标6：

通过课内实验，使学生具备选择、熟练使用仪器和设备的能力。

课程目标7：

通过课内实验，使学生具备团队意识并能够在团队中发挥作用。

（2）课程教学目标与毕业要求指标点的对应关系

毕业要求指标点

课程教学5标

毕业要求1.6

课程目标1、2

毕业要求2.1

课程目标1、2

毕业要求3.1

课程目标3、4

毕业要求4.1

课程目标1、5

毕业要求4.2

课程目标1、5

毕业要求5.2

课程目标6

毕业要求9.1

课程目标7

三教学基本内容

（一）理论教学基本内容（60学时）

第一章绪论（2学时）（支撑毕业要求1.6；支撑课程目标1）

1本章基本要求

要求学生掌握混凝土结构的基本概念及特点、了解国内外的发展现状及本课程的主要内容要求及学习方法。

2本章教学内容

1）混凝土结构的一般概念及特点。

2）混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况。

3）本课程的主要内容、要求及学习方法。

3本章的重点和难点

重点：

混凝土结构的概念及特点、本课程的学习方法。

难点：

混凝土结构在学习中应注意的问题。

第二章材料的力学性能（6学时）（支撑毕业要求1.6、2.1；支撑课程目标1、2）

1本章基本要求

要求学生掌握钢筋和混凝土的物理力学性能以及混凝土与钢筋的粘结性能。

2本章教学内容

1）钢筋的品种和级别，钢筋的应力—应变曲线特性及数学模型，钢筋的塑性性能指标，钢筋的冷加工性能，重复荷载作用下钢筋的疲劳性能。

2）混凝土的立方体强度、轴心抗压强度，轴心抗拉强度及相互的关系，单轴受压下的应力—应变曲线及其数学模型，混凝土的弹性模量、变形模量的概念，重复荷载下混凝土的疲劳性能，复合应力状态下混凝土强度。

3）混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。

4）粘结的定义粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等概念。

5）基本锚固长度的计算及保证粘结的构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋和混凝土在不同受力条件下强度和变形的变化规律，记忆这两种材

料结合在一起共同工作的受力性能。

难点：

钢筋和混凝土之间的粘结性能。

第三章正截面受弯承载力计算（12学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、2.1、3.1；支撑课程目标1、2、3、4、5）

1本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受弯构件正截面承载力进行计算与分析。

2本章教学内容

1）适筋梁正截面工作的三个阶段、梁正截面破坏形态。

2）混凝土构件正截面承载力计算的基本假定、基本概念及其在计算中的应用。

3）单筋矩形、双筋矩形、T形、工字型截面受弯构件正截面承载力计算方法，包括截面设计和承载力校核。

4）纵向钢筋的构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

单（双）筋矩形截面、T形截面受弯构件正截面承载力设计计算方法、

适用条件及构造要求。

难点：

正截面受弯承载力的试验研究和一般规定。

第四章斜截面承载力计算（12学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、2.1、3.1；支撑课程目标1、2、3、4、5）

1本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力进行计算与分析。

2本章教学内容

1）梁中斜裂缝的开展，梁中抗剪钢筋的种类。

2）无腹筋梁裂缝出现前后的应力状态，剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态、影响无腹筋梁受剪承载力的因素。

3）有腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态及腹筋和剪跨比对斜截面受剪破坏形态的影响；矩形、T形、I形截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。

4）受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力的计算公式及适用条件。

难点：

受弯构件抵抗弯矩图的概念和做法及纵向受力钢筋弯起、截断、锚固等

构造规定。

第五章正截面受压承载力计算（12学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、2.1、3.1；支撑课程目标1、2、3、4、5）

1本章基本要求

要求学生能够熟练运用本章知识对钢筋混凝土受压构件承载力进行计算与分析。

2本章教学内容

1）轴心受压构件受压全过程、破坏形态、正截面受压承载力计算方法及主要构造要求；螺旋箍筋柱的原理与应用。

2）偏心受压构件正截面两种破坏形态及其计算简图，二阶弯矩对构件的影响；偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件；矩形与I形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及主要构造要求；Nu---Mu相关曲线的概念及其应用。

3）双向偏心受压构件正截面承载力计算方法。

4）偏心受力构件斜截面的受力特点，偏心受力构件斜截面受剪承载力计算方法。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力设计计算方法、适用条件及构造

要求。

难点：

受压构件正截面承载力Nu-Mu关系曲线及其应用。

第六章正截面受拉承载力计算（2学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、2.1、

3.1；支撑课程目标1、2、3、4）

1本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土受拉构件承载力进行计算与分析。

2本章教学内容

1）轴心受拉构件正截面承载力计算方法。

2）掌握偏心受拉构件两种破坏形态的特征及对称配筋偏心受拉构件正截面承载力的计算方法及配筋构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土偏心受拉构件的受力性能和承载力的计算方法。

难点：

钢筋混凝土大偏心受拉构件承载力计算及相应构造要求。

第七章扭曲截面承载力计算（4学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、2.1、3.1；

支撑课程目标1、2、3、4）

1本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土受扭构件承载力进行计算与分析。

2本章教学内容

1）有腹筋纯扭构件空间变角行架的计算模型、受扭承载力计算方法、限制条件及配筋构造要求；

2）剪扭承载力相关关系，矩形、T形、I形截面弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土复合受扭构件的受力性能和承载力的计算方法。

难点：

钢筋混凝土复合受扭构件承载力计算及剪扭相关性。

第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算（4学时）（支撑毕业要求毕

业要求1.6、2.1、3.1；支撑课程目标1、2、3、4）

1本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度进行验算；能够对混凝土结构耐久性有所了解。

2本章教学内容

1）钢筋混凝土构件正截面在第二阶段工作的基本特征，截面上与截面间的应力分布，裂缝开展的原理与过程，截面曲率变化。

2）受弯构件、偏心受压构件裂缝宽度验算；受弯构件的短期刚度、长期刚度、受弯构件的挠度验算方法。

3）混凝土结构耐久性的概念、影响结构耐久性的因素、耐久性设计的一般规定。

3本章的重点和难点

重点：

钢筋混凝土构件裂缝和挠度的计算原理和计算方法、混凝土结构耐久性

设计的内容。

难点：

构件裂缝宽度和挠度的计算原理分析。

第九章预应力混凝土结构构件计算（6学时）（支撑毕业要求毕业要求1.6、

2.1、3.1；支撑课程目标1、2、3、4）

1本章基本要求

要求学生能够对钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度进行验算；能够对混凝土结构耐久性有所了解。

2本章教学内容

1）预应力混凝土及预应力混凝土结构的特点；施加预应力的方法，预应力混凝土对材料性能的要求；预应力混凝土的基本概念、预应力损失的意义及计算方法。

2）预应力混凝土轴拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法和主要构造要求。

3）预应力混凝土受弯构件各阶段的应力状态、设计计算方法及主要构造要求。

3本章的重点和难点

重点：

预应力的概念、张拉方法、预应力损失及预应力构件各阶段的应力分析

和计算方法。

难点：

预应力构件各阶段的应力分析。

（二）课内实验基本内容（4学时）

第一部分：

梁的正截面实验（2学时）（支撑毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1；支撑教

学目标1、5、6、7）

1基本要求

要求学生掌握钢筋混凝土梁正截面破坏的实验设计、数据采集、处理、分析与解释数据等，掌握受弯构件适筋梁和超筋梁的破坏特征。

2教学内容

1）矩形钢筋混凝土梁正截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读。

2）受弯构件适筋梁和超筋梁的破坏特征、适筋梁三个工作阶段的受力特征、平均应变平截面假定的验证。

3）挠度变化及裂缝出现和发展过程。

4）受弯构件正截面开裂荷载和极限承载力的测定方法、正截面承载力计算方法。

3重点和难点

重点：

钢筋混凝土梁正截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读，适筋梁

和超筋梁的破坏特征。

难点：

挠度变化及裂缝出现和发展过程、受弯构件正截面开裂荷载和极限承载

力的测定方法。

第二部分：

梁的斜截面实验（2学时）（支撑毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1；支撑教学目标1、5、6、7）

1基本要求

要求学生掌握钢筋混凝土梁斜截面破坏的实验设计、数据采集、处理、分析与解释数据等，掌握受弯构件斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏的破坏特征。

2教学内容

1）矩形钢筋混凝土梁斜截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读。

2）无腹筋受弯构件裂缝的出现及发展过程。

3）斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏的破坏过程及破坏特征。

4）斜截面极限承载力的测定方法、无腹筋受弯构件斜截面承载力计算方法。

3重点和难点

重点：

钢筋混凝土梁斜截面承载力实验方法、测试手段、仪表的识读，斜拉破

坏、剪压破坏和斜压破坏的破坏特征。

难点：

无腹筋受弯构件裂缝的发展过程、挠度变化及裂缝出现和发展过程、斜

截面极限承载力的测定方法。

制表：

撰写大纲的人审核：

课程群带头人批准：

发布日期：

《混凝土结构基本原理》课程教学要求

课程代码

020020

课程名称

中文名:

混凝土结构基本原理

英文名:

BasicPrincipleofConcreteStructure

课程类别

专业基础课

修读类别

必修

学分

4.0

学时

64（含4学时课内实验）

主讲教师／职称

郭靳时/教授、庞平/教授、谢新颖/副教授

考核方式及各环节所占比例

平时成绩+实验成绩+期中考试+期末考试

（20%）+（10%）+（30%）+（40%）

一课程简介

《混凝土结构基本原理》课程属于土木工程专业必修的专业基础课程,也是土木工程专业重要的主干课程。

本课程的主要任务是使学生掌握混凝土结构的材料性能，以及各类构件（拉、压、弯、剪、扭、预应力）的受力性能、计算方法和配筋构造等结构设计的基本知识。

二本课程所支撑的毕业要求

本课程所能支撑的毕业要求如下：

序号

毕业要求指标点

毕业要求指标点具体内容

1

毕业要求1.6

掌握解决土木工程专业的复杂工程问题的结构基本原理和方法的核心知识及其应用。

2

毕业要求2.1

能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、分析土木工程专业的复杂工程问题，以获得有效结论。

3

毕业要求3.1

能够设计（开发）满足土木工程特定需求的体系、结构、构件（节点）。

4

毕业要求4.1

能够基于科学原理、采用科学方法对土木工程专业的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、收集、处理、分析与解释数据，通过信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

5

毕业要求4.2

通过对实验结果进行处理、分析和解释，进行信息综合得到合理有效的结论并应用于工程实践。

6

毕业要求5.2

能够针对土木工程专业的复杂工程问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术。

7

毕业要求9.1

具有团队意识，能够在团队中发挥作用。

1本课程内容与毕业要求指标点的对应关系

教学内容

毕业要求指标点

理论

教学

第一章绪论

毕业要求1.6

第二章材料的力学性能

毕业要求1.6、2.1

第三章正截面受弯承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第四章斜截面承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第五章正截面受压承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第六章正截面受拉承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第七章扭曲截面承载力计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算

毕业要求1.6、2.1、3.1

第九章预应力混凝土结构构件计算

毕业要求1.6、2.1、3.1

课内

实验

第一部分：

梁的正截面实验

毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1

第二部分：

梁的斜截面实验

毕业要求4.1、4.2、5.2、9.1

2毕业要求指标点在本课程中的实现路径

（1）课程目标

通过本课程的理论教学与课内实验，使学生具备基本的知识和能力，课程的具体教学目标如下：

课程目标1：

具备本课程坚实的基础理论知识及应用能力。

课程目标2：

能够运用数学、力学等知识进行基本构件的受力分析及公式推导问题，建立基本公式，并正确求解。

课程目标3：

能够运用基本理论进行设计，解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题。

课程目标4：

能够熟练使用专业相关规范和图集，结合本课程的知识解决实际工程问题。

课程目标5：

通过理论教学并结合课内实验，使学生具备研究的基本能力。

课程目标6：

通过课内实验，使学生具备选择、熟练使用仪器和设备的能力。

课程目标7：

通过课内实验，使学生具备团队意识并能够在团队中发挥作用。

（2）课程教学目标与毕业要求指标点的对应关系

毕业要求指标点

课程教学目标

毕业要求1.6

课程目标1、2

毕业要求2.1

课程目标1、2

毕业要求3.1

课程目标3、4

毕业要求4.1

课程目标1、5

毕业要求4.2

课程目标1、5

毕业要求5.2

课程目标6

毕业要求9.1

课程目标7

三本课程的教学方法

教学方法是实现教学目标、教学内容的重要环节。

本课程涉及到的教学方法有“案例法”、“讲授法”、“讨论法”与“体验学习法”等，具体会根据教学内容和目标不同采取更合适的教学方法。

在本课程的授课中主要采用“案例法”，因为这种教学方法能够拓宽学生的思维空间，增加学习兴趣，提高学生的能力。

具体实施可通过以下几个方面：

①.通过引入“典型案例”增加学生对问题的关注度，提高学生的兴趣。

②.引导学生思考如何解决问题，使学生主动提出解决方案。

③.给学生讲解“分析问题、解决问题”的思路方法等，说明与本次课程的关系，从而引入教学内容，进行讲授。

④.最后强调本次课程的重点及学习本次课的目的，同时提出课后思考问题或布置作业。

在具体实施过程中，由于每届学生特点略有不同，根据内容需要可在部分教学过程中穿插讨论或学生讲授部分内容等，提高整体的学习效果，促进毕业要求指标点的达成。

四教学手段

本课程利用采用现代化的教学手段，采用“多媒体”与“板书”两种手段相结合进行授课，“多媒体”可将抽象的内容生动化，“板书”可用于辅助表达，二者充分发挥优势，可扬长避短。

在与构件破坏形态有关的教学内容部分穿插“教学录像”，使学生在课内实验后再次更深刻的理解实验现象和破坏形态。

五课外阅读要求

教师需指导学生进行课外阅读。

推荐学生能够利用多种手段获取信息，如利用互联网资源、校园网资源（校园网数据库）、图书馆资源（期刊、专业文献）等进行课外阅读。

通过课外阅读，既能辅助某些教学内容的学习，又能增加学生的知识面，拓展专业视野。

六课程考核及成绩评定方式

1考核目标

考核的目标是衡量学生对本课程毕业要求综合的达成情况。

最终成绩是最好的反应学生对本课程毕业要求综合的达成情况。

若最终成绩评定通过，表示学生至少“及格”达成本课程的毕业要求；若未通过，表示未达成本课程的毕业要求指标。

未达成本课程毕业要求的学生需重新学习。

2考核方法

考核方法可按照考核方式采取不同的做法：

平时成绩。

平时成绩的考核可通过出勤、课堂表现及作业等综合评定。

该部分成绩由理论课老师整理评定。

本课程出勤占30%，课堂表现占20%，作业占50%；无故况勤1/3者，不允许参加期末考试；作业未交1/3者，不允许参加期末考试。

平行任课教师必须统一考核标准，详见土木工程专业平时成绩管理办法。

实验成绩。

实验成绩的考核可通过出勤及综合表现、实验报告等综合评定。

该部分成绩由实验课老师整理评定。

实验部分实验出勤占20%，综合表现占30%，实验报告占50%确定，平行的任课教师必须统一考核标准。

实验成绩不及格者，不允许参加本课程的后续考试。

期中考试成绩。

采用闭卷考试形式进行，最终得分作为该部分成绩。

期中考试在该课程授课中间的周末进行，具体进行弹性控制，学院统一安排考场与监考，阅卷组教师按规定统一阅卷，统一录入成绩。

期中考试成绩不足40分者，不允许参加期末考试。

期末考试成绩。

采用闭卷考试形式进行，最终得分作为该部分成绩。

在期末考试周进行，学校教务处统一安排整个流程。

3成绩评定方法

成绩为百分制。

考试内容须覆盖支撑全部毕业要求指标的授课内容。

课程重点内容约占全部考试内容的80～90%，基本理论与基本概念约占考试内容的50%，计算部分约占考试内容的50%。

期末成绩评定参考平时出勤、作业、考核等，未完成平时要求者，不许参加期末考试；实验成绩不及格者，不允许参加期末考试。

七课程评价与持续改进机制

1课程评价

课程评价周期定为每2年评价一次。

设置达成度目标值，采用成绩分析法进行评价。

评价所需要的毕业要求及权重参见《土木工程专业课程对毕业要求的支撑及权重》，评价结果用于持续改进。

2持续改进机制

（1）建立持续改进制度

1　成立本课程持续改进组。

2　由课程持续改进组组长负责组织执行并监督持续改进过程。

3　制定持续改进措施。

（2）成立本课程持续改进组

组长：

郭靳时

组员：

庞平、谢新颖

（3）本课程持续改进方法

1　平时成绩考核机制：

根据每届学生学情，课程组教师须每4周汇总统计学生平时成绩考核的各项指标，及时调整学生的状态，并做相应记录。

2　期中考试考核机制：

对期中考试试卷进行分析，统计各部分试题得分情况，将统计结果用于及时改进。

3　期末考试考核机制：

对期末考试试卷进行分析，统计各部分试题得分情况，将统计结果用于整体分析研究该门课程，将补考学生及在下一届学生进行改进。

（4）本课程持续改进措施

1　针对平时成绩考核，采取座谈会、讨论组、成立学习小组、与学生单独交流等措施改进。

2　针对期中考试考核，采取课后统一辅导、针对普遍问题课堂统一讲解等措施改进。

3　针对期末考试考核，根据学生考试出现的问题和本课程的重点内容对补考的学生采取统一辅导等措施改进。

制表：

撰写大纲的人审核：

课程群带头人批准：

发布日期：