混凝土课程教学大纲

《混凝土结构设计》课程教学大纲

课程编号: 043126 课程名称：混凝土结构设计 课程类型: 专业课

总 学 时：60 讲课学时：60 实验学时：0 学 分：4

适用对象: 土木工程专业本科生

先修课程：高等数学、物理、制图、理论力学、材料力学、结构力学、土木工程材料、房屋建筑学、建筑施工、土力学和基础工程、混凝土结构设计原理等。

一、课程性质、目的和任务

本课程属土木工程专业课，是一门实践性很强、与实际工程联系密切且与现行的规范、规程直接相关的专业课。通过本课程的学习，使学生在掌握混凝土结构学科的基本理论和基本知识的基础上，提供学生以职业工程师的基本训练，为毕业后从事混凝土结构设计和在混凝土结构学科领域继续学习提供坚实的基础。

二、教学基本要求

1．掌握预应力混凝土结构的基本概念以及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件的应力分析和设计计算方法；了解预应力混凝土构件的主要构造要求等；

2．掌握现浇整体式单向板和双向板肋形楼盖的内力计算方法；深入了解连续梁、板截面设计特点及配筋构造要求；了解其他肋形楼盖的形式、内力计算方法、构造要求；

3．掌握单层厂房的结构选型与布置、排架结构的内力分析与设计；了解单层厂房中支撑的布置、屋架和吊车梁的设计方法。

4．了解框架结构体系的选择方法、结构布置原则和计算简图的确定；掌握框架内力分析方法和变形的近似计算方法。了解框架结构常用基础形式和设计方法。

三、教学内容及要求

教学内容：

10．预应力混凝土构件（12学时）

10.1 概述：预应力混凝土的基本概念、预应力混凝土的原理、预应力混凝土的分类 10.2 施加预应力的方法：先张法、后张法

10.3 预应力混凝土使用的材料和机具：预应力混凝土的材料、锚、夹具与预应力设

备概述

10.4 张拉控制应力：张拉控制应力的概念、张拉控制应力的确定 10.5 预应力损失：各种预应力损失值、预应力损失值的组合 10.6 预应力轴心受拉构件各阶段的应力分析 (1)先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析 (2)后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析 10.7 预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算 (1)轴心受拉构件的承载力计算与抗裂度验算

(2)轴心受拉构件施工阶段的验算 10.8 受弯构件各阶段的应力分析 （1）先张法预应力受弯构件的应力分析 （2）后张法预应力受弯构件的应力分析 10.9 预应力混凝土受弯构件计算 (1)正截面受弯承载力计算

(2)正截面受弯抗裂度与裂缝宽度验算 (3)斜截面受剪承载力计算 (4)斜截面抗裂度验算 (5)变形验算 (6)施工阶段的验算

10.10 预应力的传递长度和锚固区的局部承压 （1）先张法构件的预应力传递长度 （2）后张法构件端部锚固区的局部承压验算 10.11 预应力混凝土构件的构造要求 (1)一般要求

(2)先张法构件的构造要求 (3)后张法构件的构造要求 10.12 部分预应力混凝土的基本原理 10.13 无粘结预应力混凝土的基本原理 1 梁板结构设计（18学时） 1.1 概述：楼盖的组成和受力体系

1.2 现浇式单向板肋梁楼盖设计：连续梁、板按弹性理论计算、超静定结构的塑性内

力重分布、塑性铰、极限荷载、弯矩调幅法、连续梁、板按塑性内力重分布计算方法

1.3 现浇双向板肋梁楼盖设计 1.4 无梁楼盖设计方法

1.5 叠合式楼盖：叠合梁板的形式及其设计方法

1.6 装配式楼盖：预制梁板的形式、铺板式楼盖的结构布置和连接以及计算要点 1.7 无粘结预应力混凝土楼盖：无粘结预应力混凝土楼盖的设计方法、受冲切设计计

算方法和步骤、构造要求 2 单层厂房 （18学时）

2.1 概述：单层厂房结构的特点、结构分类

2.2 单层厂房的结构组成与结构布置：结构组成和布置

2.3 单层厂房结构主要构件选型：屋面构件、屋架、吊车梁、柱、基础和基础梁 2.4 排架内力分析：计算简图、荷载计算、等高排架和不等高排架内力计算、排架内

力组合

2.5 单层厂房结构主要构件设计：屋架设计要点、钢筋混凝土柱设计、柱下独立基础

设计

2.6 单层厂房结构设计实例 3 钢筋混凝土框架结构（12学时）

3.1 框架结构体系及布置：结构体系、变形缝、框架梁柱截面尺寸、计算简图 3.2 竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法：分层法、弯矩二次分配法

3.3 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算：反弯点法、D值法、侧移近似

计算

3.4 荷载效应组合原则和构件设计：荷载效应组合、构件截面设计、构造要求 3.5 基础设计：一般原则、条形基础、十字交叉条形基础、片筏基础

教学要求：

10．预应力混凝土构件（本章内容在《混凝土结构设计原理》教材中）

掌握预应力混凝土结构的基本概念；预应力损失的概念、计算方法和组合方法；预应力轴心受拉、受弯构件各阶段的应力状态和设计计算方法；预应力混凝土构件的主要构造要求等；了解部分预应力构件和无粘结预应力构件的概念和计算要点。

1． 梁板结构设计

掌握现浇整体式单向板肋形楼盖内力按弹性理论及考虑塑性内力重分布的计算方法；建立折算荷载、塑性铰、内力重分布和弯矩调幅等概念；深入了解连续梁、板截面设计特点及配筋构造要求。了解现浇整体式双向板肋形楼盖的静力工作特点，掌握内力按弹性理论计算的近似方法，熟悉截面设计和构造要求；了解叠合式楼盖的形式、内力计算方法、构造要求；了解装配式楼盖的预制梁板形式、结构布置和连接及内力计算要点；了解无粘结预应力楼盖的设计方法和构造要求。

2．掌握单层厂房的结构选型与布置、钢筋混凝土排架结构的荷载计算、内力分析与组合、钢筋混凝土排架柱及柱下单独基础的设计；了解单层厂房中支撑的布置、钢筋混凝土屋架和吊车梁的设计方法。

3．了解框架结构体系的选择方法、结构布置原则和计算简图的确定；掌握竖向荷载下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法、水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。了解框架结构抗震设计一般原则、考虑抗震设防的荷载效应组合、框架结构构件的抗震设计方法以及抗震构造要求以及框架结构常用基础形式和设计方法。

四、实践环节

1、钢筋混凝土现浇楼盖设计（1.5周） 2、单层工业厂房设计（1周）

五、课外习题及课程讨论

讲授完每一部分后，要求学生学习相应的思考题和习题，习题以作业的形式上交，并在习题课上进行思考题的讨论和讲解，批改完作业后，讲解相应的习题。

六、教学方法与手段

本课程以课堂讲授为主，精讲多练，并在课堂讲授过程中向学生交待各章节名称及专业用语的英语读法。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。

七、各教学环节学时分配

预应力混凝土构件 梁板结构设计 单层厂房 钢筋混凝土框架结构 合计 讲课 习题课 讨论课 实验 其他 合计 10 14 14 10 48 2 4 4 2 12 八、考核方式

本课程考核的形式根据课程内容决定，通过作业、闭卷考试相结合的方式进行，着重对知识的理解和应用，尽量避免死记硬背的考试。

九、推荐教材和教学参考书

[1]吴培明、刘立新主编，《混凝土结构(下册）》，武汉理工大学出版社，2001年 [2]滕智明，《钢筋混凝土基本构件》，清华大学出版社，1998 [3]蓝宗建，《混凝土结构设计原理》，东南大学出版社，2002

[4]艾伦.威廉斯著,《钢筋混凝土结构设计》,中国水利水电出版社 2002 [5]GB50010-2002, 《混凝土结构设计规范》 [6] 杂志：建筑结构学报，建筑结构，工业建筑等