课程背景
“二十大报告”指出建筑行业高质量发展势在必行,高质量发展的重点是工业化、数字化、绿色化,并且推动三化融合、协同发展新发展格局。混凝土结构是工程中最常见、应用最广泛的结构形式之一,其安全、适用、耐久是土木工程可持续发展的重要保障,本课程面向“新工科”及“新时代”土木、水利与交通工程对专业课程的体系需求,建立了围绕混凝土结构设计基本原理的多渠道、全方位课程学习体系。
(1)新理论:拓展混凝土新材料、新工艺等前沿理论知识,如高性能混凝土、低碳混凝土、3D打印混凝土等,加入绿色、节能与可回收利用等理念,让同学们了解可持续发展在工程实践中的重要性,培养同学们的可持续发展意识;
(2)新标准:讲解最新混凝土结构设计规范的要点和发展历史,帮助同学们全面了解混凝土结构设计过程中公式、符号、系数的发展演变过程,以生动的故事发展逻辑,解决传统教学过程同学们易产生对“公式多、符号多、系数多”的拒绝反应和恐惧感问题;
(3)新应用:开发了混凝土结构在海洋工程、高层建筑、桥梁工程中的实际工程应用和课程思政案例,激发同学们从事土木工程建设的决心与信心,以大土木的观点理解结构工程设计,以基本原理理解混凝土结构设计规范依据。
课程目标
1、了解结构设计的基本方法;
2、了解钢筋和混凝土的力学性能和本构模型;
3、掌握弯,剪、压、拉、扭等基本构件设计原理和方法;
4、熟悉钢筋混凝土构件裂缝和变形发展的规律;
5、掌握预应力混凝土结构设计的原理和方法。
课程设计原则
1、实验分析与基本理论相结合;
2、知识解读和工程应用相结合。
课程特色和亮点
本课程教学过程以“原理-试验-设计”为主线,培养目标是使同学们通过本课程的学习,既掌握理论基础知识,又具备实践操作能力、工程素养及创新精神。
(1)在原理学习过程中,同学们可选用本课程“互联网+理实一体化”专用配套教材,以二维码链接网络教学资源,快速理解课程的知识原理框架和重难点问题;
(2)在虚拟仿真试验中,同学们可利用本课程提供的“钢筋混凝土结构受力破坏虚拟仿真实验平台”,模拟混凝土、钢筋等材料试验和构件弯、剪、压力学性能试验,灵活设置试件尺寸、配筋率等试验参数,操作加载设备和传感器的布置方法,观察混凝土构件的裂缝形成发展和加载破坏过程,量化构件内部的应力和变形;
(3)在计算程序设计中,同学们可利用本课程钢筋混凝土结构构件计算全流程的知识图谱,尝试自已动手建立输入信息、设计规范、计算方法、输出结果等知识点及其关系,以编程思维形成弯、剪、压构件的设计方法。