钢筋混凝土结构基本原理
钢筋混凝土结构基本原理
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更新日期:2025/05/30
开课平台爱课程(中国大学MOOC)
开课高校浙江大学
开课教师夏晋
学科专业工学土木类
开课时间2025/02/24 - 2025/06/22
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

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。

课程大纲
第一章 绪论
1.1 钢筋混凝土结构的特点
1.2 钢筋混凝土结构的应用与发展
1.3 课程的内容与特点
第二章 钢筋混凝土材料的物理力学性能
2.1 钢筋的力学性能
2.2 混凝土强度
2.3 混凝土的变形
2.4 钢筋与混凝土的粘结
第三章 钢筋混凝土结构的设计方法
3.1 极限状态设计法的基本概念
3.2 结构可靠度的基本概念
3.3 极限状态设计实用表达式
3.4 混凝土结构耐久性设计规定
第四章 受弯构件正截面承载力计算
4.1.受弯构件概述
4.2.受弯构件正截面破坏过程
4.3.正截面破坏过程的应变-应力分布
4.4.受弯构件正截面破坏形态
4.5.受弯构件正截面承载力计算的基本原理
4.6.界限破坏和配筋率
4.7.单筋矩形截面梁计算
4.8.正截面承载力影响因素和构造要求
4.9.双筋矩形截面梁计算
4.10.T形截面的计算分类与判定方法
4.11.T形截面梁正截面承载力的计算
第五章 受弯构件斜截面承载力
5.1.斜截面受剪概述
5.2.无腹筋梁斜截面的受剪性能
5.3.有腹筋梁斜截面的受剪性能
5.4.斜截面的主要破坏形态
5.5.斜截面承载力的主要影响因素
5.6.无腹筋梁斜截面承载力的计算
5.7.有腹筋梁斜截面承载力的计算
5.8.斜截面承载力的计算步骤
5.9.抵抗弯矩图
5.10.保证斜截面受弯承载力的构造措施
5.11.连续梁的受剪性能及受剪承载力的计算
5.12 偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算
5.13 偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算
第六章 受扭构件的承载力
6.1.受扭构件概述
6.2.纯扭构件的受力性能
6.3.纯扭构件的破坏形态
6.4.纯扭构件开裂扭矩的计算
6.5.纯扭构件承载力的计算
6.6.T形、工字形和箱形截面纯扭构件承载力的计算
6.7.剪扭构件承载力的计算
6.8.弯扭构件承载力的计算
6.9.弯剪扭构件承载力的计算
第七章 受压构件正载面承载力
7.1.受压构件概述
7.2.普通箍筋轴心受压构件正截面承载力的计算
7.3.螺旋箍筋轴心受压构件正截面承载力的计算
7.4.偏心受压短柱的破坏形态
7.5.偏心受压长柱的受力分析
7.6.偏心受压构件正截面承载力计算的基本公式
7.7.大小偏心界限的判断方法
7.8.非对称配筋大偏心受压构件配筋设计
7.9.非对称配筋小偏心受压构件配筋设计
7.10.非对称配筋偏心受压构件承载力的复核
7.11.对称配筋偏心受压构件承载力的计算
7.12.Nu—Mu相关曲线分析
第八章 受拉构件的承载力计算
8.1.受拉构件概述
8.2.小偏心受拉构件正截面承载力的计算
8.3.偏心受拉构件正截面承载力的计算
第九章 钢筋混凝土构件裂缝及变形验算
9.1.变形控制的目的和要求
9.2.受弯构件的短期刚度
9.3.受弯构件的挠度计算
9.4.裂缝的控制与计算理论
9.5.裂缝宽度的验算
第十章 预应力混凝土构件
10.1.预应力混凝土的基本概念
10.2.预应力的施加方法
10.3.预应力损失-上
10.4.预应力损失-下
10.5.后张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析
10.6.先张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析
10.7.预应力混凝土轴心受拉构件的计算-上-理论
10.8.预应力混凝土轴心受拉构件的计算-下-例题讲解