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6、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
7、《混凝土结构设计规范》GB50010-2001
考核方式
理论考+技能考
(本课程在专业课程体系中
的地位及作用、任务及目标)
《钢筋混凝土结构》课程是为高等职业教育工程造价专业(工程管理方向)学生开设的一门理论性和应用性都很强的专业课,学习本课程时,学生应具有建筑制图、建筑材料、建筑工程测量等方面的知识。
《钢筋混凝土结构》主要讲述钢筋、混凝土材料的基本力学性能、设计方法、各类混凝土构件(拉、压、弯、剪、扭)以及基本结构的受力性能及其计算方法、混凝土构件的配筋构造。
通过该部分内容的学习,目的是让学生掌握混凝土结构设计的基本原理;
掌握梁板结构、排架结构、框架结构等的设计方法;
使学生具有一般建筑工程结构设计的基础知识和在工程施工、管理、监理中正确分析解决与结构实际问题的能力。
《钢筋混凝土结构》课程教学大纲
一、课程的性质、任务和目标
使学生具有一般建筑工程结构设计的基础知识和在工程施工、管理、监理中正确分析解决与结构有关的实际问题的能力。
通过本课程的学习,要达到以下教学目标:
(一)知识教学目标
1、掌握钢筋、混凝土材料的基本力学性能。
2、掌握混凝土结构设计的基本理论与现行规范的设计方法。
3、掌握各类混凝土构件(拉、压、弯、剪、扭)的基本实用设计方法。
4、掌握混凝土梁板结构的基本布置原则和设计计算方法。
5、掌握混凝土框架结构的基本布置原则和设计计算方法。
(二)能力培养目标
1、具有一般混凝土结构构件的初步设计能力。
2、具有混凝土楼屋面板、梁的结构布置、荷载取值、计算简图以及内力分析组合等的初步设计能力。
3、具有混凝土框架结构的布置、荷载计算、内力分析组合等的初步设计能力。
二、教学总学时分配
序号
教学内容
学时分配
理论教学
课外实践
(模拟或实际职业环境)
小计
(一)
第一章绪论
1
(二)
第二章钢筋砼材料的力学性能
(三)
第三章混凝土结构的设计方法
2
(四)
第四章受弯构件正截面承载力
8
(五)
第五章受弯构件斜截面承载力
(六)
第六章受扭构件截面承载力
(七)
第七章受压构件截面承载力
(八)
期中测试
(九)
第八章受拉构件承载力计算
(十)
第九章钢筋混凝土构件变形和
裂缝宽度验算
(十一)
第十章预应力混凝土构件
(十二)
第十一章梁板结构设计
10
(十三)
第十四章钢筋混凝土结构施工图的识读
(十四)
期末复习
(十五)
课程设计
合计
64
三、教学内容和要求
第一章 绪论
本章讲授要点:
混凝土结构的概念与特点。
重点与难点:
1、混凝土与钢筋共同工作的机理;
2、混凝土结构的特点。
第一节掌握混凝土结构的一般概念介绍。
理解素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的概念。
第二节理解混凝土结构的主要优缺点介绍。
了解钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构以及高强混凝土结构的主要优缺点及其应用范围。
第三节了解钢筋混凝土结构在国内外的应用与发展简况。
阐明建筑材料的发展是建筑业发展的基础;
结构分析和设计理论的发展是建筑结构更趋坚固适用,经济合理,艺术美观的条件。
第四节掌握学习本课程需要注意的问题介绍。
理解本课程在本专业中所处的地位及其特点,阐述本课程与先行课程及后续课程的关系,从而推荐本课程的学习方法。
第二章 混凝土结构材料的力学性能
混凝土与钢筋的强度与变形。
重点:
1、混凝土强度和变形的基本概念及基本规律;
2、混凝土与钢筋共同工作的原理。
难点:
混凝土的收缩、徐变性质及其对混凝土结构构件性能的影响。
第一节 掌握混凝土的强度。
掌握混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度;
了解轴心抗拉强度;
理解复合应力状态下混凝土的强度。
第二节 掌握混凝土的变形。
理解混凝土强度和变形的基本概念及基本规律。
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结构构件性能的影响。
理解钢筋应力应变全曲线特性,掌握弹性模量、屈服应力、极限应力及其相应的应变值。
第三节 掌握钢筋的强度与变形。
掌握钢筋的σ-ε曲线;
钢筋有无明显流幅;
钢筋的强度和变形指标;
钢筋的弹性模量;
了解钢筋的冷加工及塑性性能;
钢筋的分类级别及其国内外品种标准。
第四节 理解钢筋与混凝土之间的粘结性能。
理解粘结应力与钢筋应力之间的关系;
粘结的作用及产生的原因;
粘结强度及影响因素;
保证钢筋与混凝土间粘结的措施。
深入理解混凝土与钢筋共同工作的原理。
第三章 混凝土结构设计方法
承载能力与正常使用极限状态的概念与实用表达式。
1、荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意义;
2、两种极限状态实用表达式的应用。
失效概率及可靠指标。
第一节 掌握结构设计的基本要求。
掌握结构的功能要求;
理解结构按极限状态设计的意义;
掌握混凝土结构的设计方法。
第二节 掌握结构上的作用、作用效应和结构抗力。
结构上的作用;
作用效应S和结构抗力R。
第三节 掌握概率极限状态设计法。
理解功能函数与极限状态方程;
了解失效概率及结构可靠度、可靠指标β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。
第四节 掌握极限状态实用设计表达式。
承载能力极限状态设计表达式;
正常使用极限状态设计表达式。
第四章 受弯构件正截面承载力计算
矩形、T形、工形截面受弯构件的正截面承载力计算方法。
1、矩形、T形截面的配筋计算方法、适用条件及构造要求;
2、正截面承载力计算的基本假定在计算公式推导中的实际应用。
1、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;
2、正截面承载力计算的基本假定及其意义。
第一节 理解截面配筋的基本构造要求。
截面形式和尺寸;
受弯构件的钢筋;
钢筋保护层和间距;
截面的有效高度。
第二节 理解梁正截面受弯性能的试验分析。
深入理解适筋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。
第三节掌握单筋矩形截面的承载力计算基本公式及其适用条件。
理解正截面承载力计算的基本假定及其意义;
截面设计;
强度复核。
第四节掌握双筋矩形截面的承载力计算基本公式及其适用条件。
截面设计和承载力复核。
第五节掌握单筋T形截面基本公式。
建议:
影响正截面承载力的各种因素可安排CAI教学。
第五章 受弯构件斜截面承载力计算
矩形、T形、工形截面受弯构件的斜截面承载力计算方法。
1、有腹筋梁斜截面受剪承载力计算方法及其限制条件;
2、纵筋弯起、切断及锚固。
1、无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态及其破坏形态;
2、影响抗剪能力的因素;
3、腹筋的作用及其对破坏形态的影响。
第一节理解无腹筋梁的受剪性能。
理解无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态及其破坏形态;
了解影响无腹筋梁抗剪能力的因素。
第二节掌握有腹筋梁受剪承载力计算。
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受剪承载力计算方法及其限制条件。
第三节掌握保证斜截面受弯承截力的构造要求。
掌握受弯构件钢筋的布置、纵筋的弯起及切断、纵筋的锚固等构造要求。
了解间接加载及有反向弯矩时等特殊情况的配筋方法。
无腹筋梁破坏形态安排学生观看录像;
影响抗剪能力的因素可安排CAI教学。
第六章 受扭构件承载力计算
弯、剪、扭构件配筋计算方法与基本构造要求。
1、弯、剪、扭构件配筋计算方法;
2、基本构造要求。
第一节掌握纯扭构件的承载力。
理解矩形截面纯扭构件的受力性能、破坏特点、截面限制条件及构造配筋界限的意义;
T形、I形截面纯扭构件。
第二节掌握弯、剪、扭构件的承载力计算。
掌握弯、剪、扭构件配筋计算方法及其构造要求。
第七章 受压构件承载力计算
轴心、偏心受压构件的截面设计方法与基本构造要求。
1、矩形、I字形截面受压构件(不对称及对称配筋)的计算方法、适用条件及其构造要求;
2、偏压剪构件的设计方法;
3、截面M-N关系曲线实际意义。
1、偏心受压构件的两种破坏形态、特征及其形成条件;
2、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;
3、双向偏心受压构件设计方法的原理。
第一节掌握轴心受压构件。
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。
第二节掌握偏心受压构件。
深入理解偏心受压构件的两种破坏形态、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、I字形截面受压构件(不对称及对称配筋)的计算方法、适用条件极其构造要求。
第三节理解偏心受压柱斜截面受剪承载力计算。
第四节掌握构造要求。
第八章 受拉构件承载力计算
受拉构件的基本概念与设计方法。
1.偏心受拉构件的判别与设计方法。
第一节了解轴心受拉构件。
第二节掌握矩形截面受拉构件。
掌握受拉构件正截面承载力。
第三节了解偏心受拉构件斜截面受剪承截力计算。
偏拉剪构件承载力的计算方法。
第九章 钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度验算
受弯构件挠度与裂缝宽度的计算方法。
1、梁在纯弯区段内的应力重分布全过程;
2、裂缝宽度及截面抗弯刚度计算原理。
1、开裂后钢筋和混凝土应变分布规律及其影响因素,Ψ等主要参数的物理意义。
2、耐久性的基本概念。
第一节掌握受弯构件的挠度验算。
深入理解梁在纯弯区段内的应力重分布全过程,开裂后钢筋和混凝土应变分布规律及其影响因素,Ψ等主要参数的物理意义;
短期刚度Bs和长期刚度B;
受弯构件挠度验算。
第二节掌握裂缝宽度验算。
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挠度的验算方法;
了解《规范》对不须验算裂缝宽度及构件挠度规定的依据,裂缝控制的目的与要求,非荷载效应引起裂缝的原因及相应的措施。
第三节理解混凝土构件的截面延性。
延性概念及其分析。
第四节了解混凝土结构的耐久性。
耐久性概念及其主要影响因素;
混凝土的碳化;
钢筋的锈蚀;
耐久性设计。
习题:
思考题9.1—9.10;
习题9.1—9.3。
第十章 预应力混凝土构件
预应力混凝土概念与轴心、受弯构件的各阶段应力计算。
1、预应力混凝土的基本概念,各项预应力损失的产生原因及减少损失的措施;
2、轴心受拉构件各阶段的应力状态。
1、轴心受拉构件正截面承载力的计算方法,施工阶段和局部承压验算方法,以及根据裂缝控制等级要求进行抗裂验算的方法;
2、预应力混凝土受弯构件设计方法。
第一节掌握预应力混凝土的基本概念。
第二节理解施加预应力的方法和锚具。
先张法、后张法概念;
夹具和锚具;
制孔器和灌浆。
第三节掌握预应力混凝土材料。
预应力钢筋和混凝土性能要求。
第四节掌握张拉控制应力和预应力损失概念。
各项预应力损失的产生原因及减少损失的措施;
预应力损失值组合。
第五节掌握预应力混凝土轴心受拉构件应力分析和计算。
深入理解轴心受拉构件各阶段的应力状态;
熟练掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法,施工阶段和局部承压验算方法,以及根据裂缝控制等级要求进行抗裂验算的方法。
设计例题剖析。
第六节理解预应力混凝土受弯构件应力分析和计算。
了解直线配筋预应力混凝土受弯构件设计方法,部分预应力混凝土构件及无粘结预应力的基本概念及其计算要点。
第七节理解预应力混凝土构件的构造。
课外安排一次构件厂参观。
第十一章梁板结构
本章讲授要点:
楼盖的结构布置与设计方法。
重点:
1、楼盖的结构布置原则;
2、单向板楼盖的设计方法;
3、现浇板式及梁式楼梯的计算与构造;
4、悬挑构件的设计方法。
1、塑性铰和塑性内力重分布概念;
2、整体式助梁楼盖的基本构造要求。
第一节掌握整体式单向板助梁楼盖单、双向板的划分,楼盖的结构布置;
掌握单向板楼盖的计算简图;
理解弹性计算法和塑性计算法,理解塑性铰和塑性内力重分布概念;
掌握连续板的截面计算与构造;
理解次梁计算与构造;
主梁计算与构造。
第二节掌握双向板助梁楼盖双向板的计算原理与构造要求;
理解计算特点。
第三节理解装配式楼盖铺板式楼盖的构件型式;
了解构造要求和计算特点。
第四节掌握楼梯现浇板式楼梯的计算与构造;
掌握现浇梁式楼梯的计算与构造;
了解折线形楼梯计算与构造。
第五节掌握雨蓬板、雨蓬梁的设计;
掌握雨蓬的整体倾覆验算;
理解雨蓬的配筋。
板、梁和柱的平法施工图。
梁和楼梯平法施工图。
第一节了解结构施工图的基本识读方法。
第二节掌握板的平法施工图。
第三节掌握柱的平法施工图。
第四节掌握梁的平法施工图。
第五节掌握楼梯的平法施工图
第六节结合实例识读框架结构的平法施工图。
四、实践教学安排
1、实验内容:
某多层办公楼楼面(采用现浇砼单向板肋梁楼盖)
计算部分:
(1)结构平面布置;
(2)板的强度计算(板内力按考虑塑性内力重分布进行计算);
(3)次梁的强度计算;
(4)主梁的强度计算(主梁的内力按弹性理论进行计算);
(5)楼梯的设计计算;
(6)雨蓬的设计计算。
制图部分:
(1)绘制施工图(三张A2图,其中一张必须手绘);
(2)编写必要的施工说明。
2、教学基本要求:
采用教师指导和学生自学相结合的方式进行。
要求学生具备独立查阅工程技术资料的能力,初步掌握单向板肋梁楼盖的设计方法,完成设计任务要求的工作量。
五、考核方法建议
(1)理论教学考核采取考试方式。
其中,平时考核(到课情况、课堂教学参与活动、作业完成及质量)占25%,期中测试占25%,期末测试占50%。
(2)实践教学考核。
本课程实践教学成绩单列,根据学生技能考核成绩评定,并采用优、良、中、及、不及五级制。
(3)本课程的学分只记一个,理论教学和实践教学成绩均达到合格以上时,方可记学分。
六、教学方法建议
《工程结构》教学力求贯彻“少而精”的原则,加强基本理论、基本技能和基本知识的训练,突出学生理论联系实际和动手能力的培养。
本课程以课堂讲授为主,精讲多练。
在各章中均可安排一定内容引导学生自学,对要求学生自学的内容,应布置课外思考题或讨论题,提高学生思考问题和解决问题的能力;
例如在讲授到“受弯构件正截面和斜截面承载力”时可安排观看试验录相片或布置用CAI课件进行截面设计的课外作业,讲授到“预应力混凝土构件”时可安排到构件厂或桥梁厂参观,加深学生的感性认识;
另外,还可安排典型工程讲座和参观,做到理论联系实际。
1、习题课
目的是启发学生独立思考,巩固理论知识,培养严谨的工作作风,理论联系实际,以讨论、启发、思考为主,抓住典型例题,举一反三,由此及彼,不拘泥于一种模式,鼓励学生大胆思考,富于创新。
2、作业
凡是要求掌握和熟练掌握的内容,都既有相应的习题,题量适当,难易适中,以实用性较强的习题为主,相同题型不重复。
3、课堂讨论
对设计实例进行剖析讲解时,适时进行课堂讨论,采用边讲解,边练习,边讨论的方式,不拘泥于形式,充分发挥学生的主观能动性。
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- 工程 结构 教学大纲
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