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1、结构设计原理课程教学大纲课程负责人：执笔人：编写日期：一、课程基本信息1 .课程编码：2 .学分：3学分3 .学时：664 .适用专业：道桥工程、市政工程及相关专业二、课程性质和任务“结构设计原理”课程是道桥与市政工程专业及其专业群根据专业培养目标和职业岗位 要求而开设的一门专业基础课程，也是专业必修课程。是研究各种结构构件设计的基本理论 和方法，配汤学生设计各种构件的能力，使学生具备工程结构的基本知识，掌握钢筋混凝土 结构、预应力混凝土结构、坛工结构和钢结构的各种基本构件的受力特性及其变形规律，性 能根据有关设计规范和资料进行构件的设计，为其桥梁课程学习、桥梁结构设计以及道桥与 市政工程施工
2、打下一个牢固的基础。三、课程教学内容与基本要求单元1钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能主要内容：1.1 钢筋混凝土结构的基本概念1.2 钢筋混凝土结构材料的物理力学性能混凝土的物理力学性能1.2.1 钢筋的物理力学性能1.3 钢筋与混凝土之间的黏结钢筋与混凝土之间的黏结力1.3.1 确保黏结强度的措施基本要求(1)掌握钢筋与混凝土共同工作的原理。(2)掌握钢筋、混凝土主要力学性能及材料选用要求。(3)熟悉钢筋与混凝土之间的黏结作用。单元2极限状态法设计原那么主要内容：2.1 作用及作用代表值作用及其分类2.1.1 作用代表值、作用效应及作用效应设计值2.2 极限状态法计算原那么结构可
3、靠性概念2.2.1 极限状态概念2.3 我国公路桥涵设计规范规定的极限状态设计原那么持久状况承载能力极限状态计算原那么232正常使用极限状态计算原那么混凝土结构的耐久性设计基本要求（1）重点掌握极限状态设计表达式和作用效应组合表达式。（2）掌握作用、结构工程要求、结构功能极限状态及结构可靠度等概念。单元3钢筋混凝土受弯构件正截面承载力主要内容：3.1 钢筋混凝土受弯构件的构造要求钢筋混凝土板的构造3.1.1 钢筋混凝土梁的构造3.2 受弯构件正截面受力全过程和破坏特征钢筋混凝土梁的试验研究3.2.1 受弯构件正截面的破坏特征3.3 受弯构件正截面承载力计算基本原那么正截面承载力计算的基本假定3
4、.3.1 适筋梁的基本条件3.4 单筋矩形截面受弯构件计算单筋矩形截面正截面承载力计算公式及其适用条件3.4.1 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算内容3.5 双筋矩形截面受弯构件计算双筋矩形截面选择条件3.5.1 双筋矩形截面正截面承载力计算公式及其适用条件双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算内容3.6 单筋T形截面受弯构件计算翼缘有效宽度3.6.1 基本公式及适用条件两类T形截面的判别3.6.2 单筋T形截面受弯构件计算内容基本要求（1）掌握钢筋混凝土板、梁的构造要求。（2） 了解适筋梁的受力过程、截面应力分布及受弯构件正截面破坏特征。（3）掌握单筋矩形截面、T形界面正截面承载力计算方法
5、。（4） 了解双筋矩形截面的承载力计算方法。单元4钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力主要内容：4.1 受弯构件斜截面受力全过程及破坏特征无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态4.1.1 无腹筋简支梁斜截面破坏形态有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态4.2 影响受弯构件斜截面承载力的主要因素剪跨比4.2.1 混凝土抗压强度纵向钢筋配筋率4.2.2 配箍率和箍筋强度4.3 受弯构件斜截面抗剪承载力计算斜截面抗剪承载力计算的基本公式及适用条件4.3.1 等高度简支梁腹筋的初步设计4.4 全梁承载力校核与构造要求斜截面抗剪承载力的复核4.4.1 有关的构造要求基本要求（1）了解受弯构件斜截面的受力特点和破坏形
6、态。（2）熟悉影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素。（3）掌握受弯构件斜截面抗剪承载力的计算方法。（4） 了解全梁承载力校核与构造要求。单元5钢筋混凝土受弯构件施工阶段应力计算主要内容：4.1 换算截面平截面假定4.1.1 弹性体假定受拉区混凝土不承受拉力假定4.2 受弯构件施工阶段应力计算521矩形截面5.2.2 T形截面基本要求（1）掌握换算截面的原理和方法。（2）掌握受弯构件在施工结算混凝土和钢筋应力计算方法。单元6钢筋混凝土受弯构件变形和裂缝宽度计算主要内容：6.1 受弯构件变形计算受弯构件在使用阶段按短期效应组合的挠度计算6.1.1 受弯构件在使用阶段的长期挠度挠度限值及预拱度6.2
7、 受弯构件裂缝宽度计算裂缝的类型622裂缝宽度的计算基本要求（1）熟悉钢筋混凝土受弯构件变形的计算方法及应用。（2）熟悉钢筋混凝土受弯构件变形（挠度）限制及预拱度设置。（3）熟悉钢筋混凝土构件裂缝类型及影响裂缝宽度的因素。（4）熟悉钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的计算方法及应用。单元7钢筋混凝土轴心受压构件承载力主要内容：7.1 普通箍筋柱普通箍筋柱的构造要求7.1.1 普通箍筋柱的破坏特征稳定系数7.1.2 普通箍筋柱正截面承载力计算基本公式普通箍筋柱正截面承载力计算内容7.2 螺旋箍筋柱螺旋箍筋柱的构造要求7.2.1 螺旋箍筋柱的破坏特征螺旋箍筋柱正截面承载力计算公式7.2.2 螺旋箍筋柱正截
8、面承载力计算内容基本要求(1)熟悉钢筋混凝土受压构件的构造要求。(2)掌握普通箍筋柱轴心受压承载力的计算方法。(3) 了解螺旋箍筋住轴心受压承载力的计算方法。单元8钢筋混凝土偏心受压构件承载力主要内容：3.1 偏心受压构件的基本概念及正截面受力特征分析偏心受压构件的基本概念3.1.1 偏心受压构件正截面破坏形态和受力特点大、小偏心受压的界限3.1.2 偏心受压构件弯矩与轴向力的关系3.2 偏心受压构件的纵向弯曲偏心受压构件的破坏类型3.2.1 偏心距增大系数3.3 矩形截面偏心受压构件矩形截面偏心受压构件的构造要求832正截面承载力计算的基本公式及适用条件矩形截面非对称配筋偏心受压构件的计算3
9、.3.3 矩形截面对称配筋偏心受压构件计算3.4 圆形截面偏心受压构件圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定3.4.1 圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算基本公式圆形截面偏心受压构件正截面承载力计算内容基本要求了解偏心受压构件正截面的破坏形态。(2)熟悉偏心受压构件类型的判别方法。(3)掌握矩形截面偏心受压构件对称配筋正截面设计和承载力复核的方法。(4)熟悉偏心受压构件的主要构造要求。(5) 了解圆形截面偏心受压构件承载力的计算方法。单元9预应力混凝土结构的基本概念及其材料主要内容：5.1 预应力混凝土结构的基本概念5.2 预应力混凝土结构材料混凝土922钢材5.3 施加预应力的方法
10、及设备施加预应力的方法5.3.1 预应力钢筋的锚固设备其他设备5.4 张拉控制应力与预应力损失张拉控制应力5.4.1 预应力损失基本要求(1)熟悉预应力混凝土结构的基本概念。(2)熟悉预应力混凝土结构的主要材料和加工设备。(3)掌握预应力结构预应力施加方法。(4)熟悉预应力结构预应力损失理论。单元10预应力混凝土受弯构件计算主要内容：10.1 预应力混凝土受弯构件各阶段的特点及计算预应力混凝土受弯构件各个阶段的划分及特点10.1.1 预应力混凝土受弯构件设计计算的主要内容10.2 预应力混凝土受弯构件承载力计算预应力混凝土受弯构件正截面抗弯承载力计算10.2.1 预应力混凝土受弯构件斜截面承载
11、力计算10.3 预应力混凝土受弯构件施工和使用阶段的应力验算预应力混凝土受弯构件在使用阶段的应力验算10.3.1 预应力混凝土受弯构件施工阶段的应力验算10.4 端部锚固区计算先张法构件的预应力钢筋传递长度与锚固长度计算10.4.1 后张构件锚下局部承压承载力验算10.5 预应力混凝土受弯构件的抗裂与变形验算预应力混凝土受弯构件抗裂与变形验算概述10.5.1 预应力混凝土结构抗裂性验算的内容及控制条件预应力混凝土受弯构件的变形计算10.6 预应力混凝土受弯构件的设计预应力混凝土受弯构件的一般构造要求10.6.1 预应力混凝土简支梁设计的主要内容和一般步骤基本要求(1)熟悉预应力混凝土受弯构件各
12、工作阶段的受力特性及计算方法。(2)熟悉预应力混凝土受弯构件正截面的强度计算、斜截面强度计算原理及各阶段的 应力、抗裂和变形验算。(3) 了解预应力混凝土梁的基本构造要求及预应力混凝土简支梁的设计步骤和方法。单元11培工结构设计计算简介主要内容：11.1 坊工结构概述坊工结构的定义、受力特点及实际应用11.1.1 与工结构的特点垮工结构使用的材料种类11.2 砌体及其强度与变形砌体结构概述11.2.1 砌体的强度与变形11.3 垮工结构构件的承载力计算坊工结构构件的承载力计算原那么11.3.1 受压构件的承载力计算11.3.2 截面局部承压以及受弯、受剪构件的承载力计算 基本要求（1）熟悉坊工
13、结构所使用材料的优缺点。（2）熟悉砌体结构中砌体的强度和变形。（3） 了解坊工结构构件的承载力计算原那么。（4） 了解坛工结构构件的承载力计算公式。单元12钢结构主要内容：12.1 钢结构的特点及应用钢结构的特点12.1.1 钢结构的应用12.2 钢结构的连接焊缝连接12.2.1 对接焊缝的构造要求对接焊缝连接的计算12.2.2 角焊缝的构造要求角焊缝的计算12.2.3 钾钉连接1227螺栓连接12.2.8 普通螺栓连接的构造要求普通螺栓连接的受剪计算12.2.9 普通螺栓连接的受拉计算高强度螺栓连接的构造要求12.2.10 摩擦型高强度螺栓连接的受力计算12.3 轴心受力构件计算轴心受力构件
14、的特点12.3.1 轴心受力构件的强度和刚度轴心受压构件计算12.3.2 偏心受力构件12.4 钢板梁简介梁的强度12.4.1 梁的整体稳定梁的局部稳定和腹板加劲肋基本要求(1)掌握焊缝连接和普通螺栓连接的计算与构造。(2)掌握钾钉连接、高强度螺栓及轴心受力构件的计算和构造。(3) 了解钢板梁的构造。单元13钢.混凝土组合构件主要内容：3.1 1钢管混凝土1钢管混凝土的基本概念3.1.1 2钢管混凝土构件的特点2钢一混凝土组合梁3.1.2 1钢-混凝土组合梁的基本概念2钢-混凝土组合梁的截面形式3.1.3 3抗剪连接件的种类及其构造要求4钢-混凝土组合梁中混凝土板的构造要求3.1.4 5钢-混
15、凝土组合梁中板托的构造要求基本要求(1) 了解钢管混凝土的基本概念及构件特点。(2) 了解钢-混凝土组合梁的基本概念及构造要求。四、内容与学时66内容学时绪论1钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能3极限状态法设计原那么2钢筋混凝土受弯构件正截面承载力16钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力8钢筋混凝土受弯构件施工阶段应力计算2钢筋混凝土受弯构件变形和裂缝宽度计算4钢筋混凝土轴心受压构件承载力6钢筋混凝土偏心受压构件承载力6预应力混凝土结构的基本概念及其材料6预应力混凝土受弯构件计算2用工结构设计计算简介2钢结构7钢-混凝土组合构件166总计五、教学方法与考核方法（一）教学方法理论教学以教师课堂讲授结合实例讲解为主；实验教学在实验室进行，教师亲临实验室 进行全程辅导，对于实验过程中存在的普遍问题进行集中讲解和操作示范。（二）考核方法试卷分A、B卷同时进行，相邻两人试卷不同。