《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 第2版》 教學大綱

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程教學大綱課程編號：08302課程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)基本原理英文名稱：DesignPrincipleforConcreteStructure課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課 課程要求：必修 學時/學分：64/4（講課學時：64實驗學時：0上機學時：0）開課學期：5適用專業(yè)：土木工程授課語言：中文課程網(wǎng)站：（/course/SUT-1002933002）一、課程性質(zhì)與任務(wù)《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》是土木工程專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。其任務(wù)是通過對本課程的學習，使學生理解混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和基本原理，系統(tǒng)掌握混凝土材料和構(gòu)件的力學性能、基本理論和設(shè)計計算方法。能力培養(yǎng)方面強化設(shè)計構(gòu)思和設(shè)計技能的訓練，使學生對混凝土結(jié)構(gòu)原理有較深刻認識并具有相當?shù)脑O(shè)計能力。二、課程與其他課程的聯(lián)系本課程的先修課程有《材料力學》、《結(jié)構(gòu)力學》和《土木工程材料》等，后續(xù)課程有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《高層結(jié)構(gòu)設(shè)計》、《工程結(jié)構(gòu)抗震》等。本課程需要用到先修課程的基本知識，又是后續(xù)課程的基本理論基礎(chǔ)，需要與關(guān)聯(lián)課程綜合考慮。三、課程教學目標1.掌握鋼筋和混凝土材料的基本物理力學性能，混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和各種構(gòu)件的截面受力分析模型，培養(yǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的建模能力。（支撐畢業(yè)要求指標點1.2）2.掌握鋼筋混凝土各種基本構(gòu)件和預應(yīng)力混凝土的受力性能、受力機理和破壞模式，培養(yǎng)對復雜混凝土結(jié)構(gòu)問題進行分析并獲得有效結(jié)論的能力。（支撐畢業(yè)要求指標點2.2）3.掌握各種鋼筋混凝土構(gòu)件和預應(yīng)力混凝土的設(shè)計方法和配筋構(gòu)造。培養(yǎng)對復雜混凝土結(jié)構(gòu)工程進行截面確定、材料選擇、配筋設(shè)計和校核的能力。（支撐畢業(yè)要求指標點3.3）4.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，具有推廣使用節(jié)能環(huán)保的新型鋼筋和混凝土等新材料、新工藝，推進綠色可持續(xù)發(fā)展的意識。（支撐畢業(yè)要求指標點7.3）5.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的適用性設(shè)計方法，樹立正確的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計觀念，培養(yǎng)學生責任擔當、服務(wù)社會的職業(yè)情操。（支撐畢業(yè)要求指標點8.3）四、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容教學要求學時教學方式對應(yīng)課程教學目標思政元素融入點1混凝土結(jié)構(gòu)的研究對象和內(nèi)容。[重點]混凝土結(jié)構(gòu)的特點，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理需要注意的問題。[難點]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理需要注意的問題。1.熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的概念、特點和發(fā)展概況，具備描述混凝土結(jié)構(gòu)的能力。2.了解課程物點以及學習時需要注意的問題。3.通過中國基建成就的展示，激發(fā)學生的民族自信和自豪感。2講授討論1、4通過中國基建成就的展示，激發(fā)學生愛黨愛國的信念，科技報國情懷。2混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能[重點]鋼筋的品種和級別，鋼筋的應(yīng)力—應(yīng)變曲線特征、伸長率和冷彎性能，鋼筋的選用原則?；炷恋膹姸?、應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、收縮和徐變，混凝土的選用原則。[難點]混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度和變形性能，混凝土和鋼筋黏結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系。1.掌握鋼筋的品種、級別及力學指標，掌握混凝土的等級及強度和變形性能，重點掌握混凝土的本構(gòu)關(guān)系，掌握混凝土的收縮和徐變機理和影響因素。具備正確選擇鋼筋和混凝土的能力，具備混凝土結(jié)構(gòu)材料及本構(gòu)模型的選用能力。2.理解混凝土與鋼筋的粘結(jié)與錨固機理，熟悉保證混凝土與鋼筋協(xié)同工作的搭接錨固構(gòu)造措施，掌握基本錨固長度的計算。具備建立黏結(jié)模型的能力。3.熟悉混凝土的立方體抗壓強度實驗、劈裂實驗粘結(jié)實驗的實驗方法和操作程序，學習試件的破壞形態(tài)，具備破壞過程和形態(tài)的表述能力。6MOOC自學講授演示試驗1、2通過新材料和綠色混凝土的研發(fā)進展，培育學生的可持續(xù)發(fā)展意識。3受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計算[重點]單筋、雙筋矩形截面和T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力的計算及適用條件。[難點]正截面受彎承載力的試驗研究及三個受力階段的受力分析。1.熟悉受彎構(gòu)件梁、板鋼筋的作用及配筋構(gòu)造要求。熟練掌握適筋梁的正截面受彎承載力的三個工作階段和受彎構(gòu)件正截面破壞形態(tài)及特征，適筋受彎構(gòu)件的受力過程及各階段的受力特點。具備進行混凝土梁板結(jié)構(gòu)受彎性能的分析能力。2.掌握單筋、雙筋矩形截面和T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本假定、應(yīng)力簡圖、計算公式及適用條件、承載力計算及復核方法。具備梁板受力分析建模和設(shè)計能力。3.了解受力鋼筋的構(gòu)造要求，引導學生遵守規(guī)范。12講授演示MOOC討論1、2、3通過構(gòu)造配筋與計算同等重要，引導學生遵守規(guī)范和標準的職業(yè)操守，工程倫理和責任擔當。4受彎構(gòu)件斜截面承載力的計算[重點]梁的抗剪性能，受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算方法、公式及適用條件。[難點]斜截面受剪機理和理論模型，受力鋼筋的彎起、截斷和錨固方法。1.熟悉受彎構(gòu)件的斜截面承載力試驗的基本知識，掌握受彎構(gòu)件斜截面破壞類型、破壞形態(tài)及影響因素。具備進行混凝土梁板結(jié)構(gòu)受剪性能的分析能力。2.掌握受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力的計算模型、計算公式，防止斜壓破壞和斜拉破壞的措施。具備梁板受剪分析建模和設(shè)計能力。4.熟悉材料抵抗彎矩圖的畫法，熟悉受力鋼筋的彎起、截斷和錨固方法。8講授演示MOOC討論1、2、3通過破壞形態(tài)觀察——影響因素分析——模型建立——理論推導的科研過程，培養(yǎng)學生的科學思維方法。5鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及耐久性[重點]構(gòu)件撓度和裂縫寬度的計算方法。[難點]裂縫的開展機理，計算公式的推導過程。1.掌握裂縫平均寬度和最大寬度的計算原理和驗算方法。掌握短期剛度、長期剛度、撓度計算原理和驗算方法；具備混凝土構(gòu)件的變形和裂縫寬度的驗算能力。2.熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計。具備混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計能力。6講授MOOC討論4、5通過變形和裂縫的危害案例，激發(fā)學生責任擔當、服務(wù)社會的職業(yè)情操。通過耐久性不合格的危害，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識。6受壓構(gòu)件的承載力計算[重點]偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計算。[難點]小偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算;Nu-Mu的相關(guān)曲線。1.熟悉軸心受壓構(gòu)件的受力特點及破壞特征；掌握軸心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算方法。具備軸心受壓柱的設(shè)計能力。2.熟悉偏心受壓構(gòu)件正截面的受力特點與破壞形態(tài)。能分析混凝土受壓柱的受力性能。3.熟悉大小偏心受壓的概念及判別方法，熟悉二階效應(yīng)及計算方法。掌握偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法,掌握正截面承載力Nu-Mu的相關(guān)曲線及其應(yīng)用。具備偏心受壓柱的設(shè)計能力。4.通過小偏心受壓構(gòu)件中受拉鋼筋應(yīng)力的推導，引導學生的創(chuàng)新意識。12講授MOOC討論1、2、3通過小偏心受壓構(gòu)件中受拉鋼筋應(yīng)力的推導，引導學生的創(chuàng)新意識7受拉構(gòu)件的承載力計算[重點]偏心受拉構(gòu)件承載力計算方法。[難點]偏心受拉構(gòu)件承載力計算方法。1.熟悉軸心受拉構(gòu)件的受力特點及破壞特征；掌握軸心受拉構(gòu)件正截面的計算方法。2.掌握大小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計算方法。掌握偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力的計算方法。具備混凝土受拉構(gòu)件的設(shè)計能力。2講授MOOC討論1、2、38受扭構(gòu)件的受扭承載力計算[重點]純扭構(gòu)件扭曲承載力計算方法，彎扭、剪扭構(gòu)件的扭曲承載力計算方法。[難點]空間桁架模型和剪扭相關(guān)性。1.熟悉受扭構(gòu)件的受力性能及破壞特點、配筋對破壞形態(tài)的影響；能分析混凝土受扭構(gòu)件的受力性能。2.掌握受扭構(gòu)件扭曲承載力計算原理和計算方法。掌握復合受扭構(gòu)建的構(gòu)造要求。具備混凝土受扭構(gòu)件的設(shè)計能力。6講授MOOC討論1、2、3通過拉壓彎剪扭耦合作用下的設(shè)計方法學習，培養(yǎng)學生抓住主要矛盾、考慮多因素耦合的科學思維。9預應(yīng)力混凝土構(gòu)件的基本原理[重點]預應(yīng)力的概念以及各階段預應(yīng)力損失的計算方法;預應(yīng)力混凝土構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析,預應(yīng)力混凝土軸心受拉和受彎構(gòu)件使用階段的計算和施工階段的驗算。[難點]各階段預應(yīng)力的應(yīng)力分析和損失的計算。1.了解預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念，掌握預應(yīng)力損失值和計算方法。2.掌握軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件各階段的受力分析及計算方法；能分析預應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能。4.熟悉預應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工工藝及構(gòu)造要求。具備預應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計能力。8講授MOOC討論1、2、3由林同炎發(fā)明三大理論之一的“荷載平衡法”，成為享譽世界的“預應(yīng)力先生”的事跡，激發(fā)學生的工匠精神。10課程總結(jié)2講授課程思政元素案例解析：1.激發(fā)工匠精神和科技報國情懷通過全球最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑廣州中信廣場等中國基建成就的介紹，展示中國基建人從落后到領(lǐng)先的創(chuàng)新發(fā)展歷程，激發(fā)學生的工匠精神和科技報國情懷。2.引導學生遵守職業(yè)規(guī)范，強化工程倫理教育通過構(gòu)造配筋與計算配筋同等重要、鋼筋的選擇優(yōu)化、小偏心受壓構(gòu)件的經(jīng)濟配筋等學習，引導學生遵守職業(yè)規(guī)范，強化工程倫理教育。3.培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識，激發(fā)責任擔當、服務(wù)社會的職業(yè)情操通過變形和裂縫的危害案例，激發(fā)學生責任擔當、服務(wù)社會的職業(yè)情操。通過耐久性不合格的危害，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識。4.科學思維和創(chuàng)新意識在拉壓彎剪扭等五章中，用“試驗→破壞特征→受力機理→影響分析→設(shè)計原理”的思路訓練科學思維方法。通過雙創(chuàng)講座和專題討論，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和分析解決復雜問題的高級思維；通過小偏心受壓構(gòu)件中受拉鋼筋應(yīng)力的推導，引導學生的創(chuàng)新意識。五、其他教學環(huán)節(jié)無六、教學方法本課程將依托國家級線上一流課程，實行線上線下混合式教學，結(jié)合作業(yè)、自學、討論及測驗等教學手段和形式完成課程教學任務(wù)。通過線上自主學習與線下課堂講授、提問、討論、演示等參與式學習，使學生理解混凝土結(jié)構(gòu)的理論體系、思維主線，具備應(yīng)用基本原理、計算模型和設(shè)計方法進行混凝土結(jié)構(gòu)工程復雜問題的分析和設(shè)計能力?；旌鲜浇虒W模式，結(jié)合作業(yè)及考試等教學手段和形式完成課程教學任務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)自學部分以MOOC學習為主,基于已建成的國家級線上一流課程的基本資源和拓展資源進行自主學習與效果測試。在課堂教學中實行翻轉(zhuǎn)課堂的方法，針對整體脈絡(luò)和難重點內(nèi)容進行講解、演示，以加深理解；對部分教學內(nèi)容進行提問、討論，以期啟迪創(chuàng)新思維；對原理的工程應(yīng)用進行講解和練習，以增強工程實踐能力；通過教學讓學生理解混凝土結(jié)構(gòu)理論的基本概念、基本原理和工程設(shè)計方法，熟悉規(guī)范規(guī)定的配筋構(gòu)造要求等。七、考核及成績評定方式1.成績評定方式最終成績由網(wǎng)絡(luò)自學成績和期末考試成績而定。網(wǎng)絡(luò)學習成績：40%。由MOOC作業(yè)、討論、周測試和期末測試的統(tǒng)計數(shù)據(jù)綜合評定。期末考試成績：60%。主要考核混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能，基本概念、基本原理、計算方法的掌握程度。書面考試題型從下面幾種中選擇：選擇題、填空題、判斷題、問答題、計算題等?？己藘?nèi)容、方式及評分依據(jù)考查教學目標達成成績占比備注線上測驗1.考核對知識的掌握程度；2.按測驗題的答案評分標準給分。1、240%25分比重不低于評價總量的30%，不超過50%。線上作業(yè)1.考核學生對基本知識的應(yīng)用能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力；2.每周布置1~2道題目，題型主要有分析和計算題；3.根據(jù)作業(yè)標準答案和評分標準給分。2、325分線上討論1．考核學生運用基本知識進行分析及活學活用能力；2．本課程共安排10次線上討論；3．根據(jù)討論的發(fā)言質(zhì)量和活躍程度等情況評分。1、210分線上考試1.本課程要求能夠利用所學知識，分析解決混凝土結(jié)構(gòu)中的復雜問題；2.有主觀題和客觀題。題型有選擇題、分析題、設(shè)計題及綜合題等；3.根據(jù)線上的標準答案和評分標準給分。440分期末考試1.主要評價學生對混凝土結(jié)構(gòu)基本知識的系統(tǒng)性掌握情況，學生綜合運用所學知識分析、解決復雜問題的能力；2.閉卷考試，課程組出題（AB兩套試題，題型主要有選擇題、分析題、設(shè)計題及綜合題等；3.根據(jù)課程組試卷評閱標準，采取網(wǎng)絡(luò)閱卷方式評分。1、2、3、4、560%（選擇題20分、簡答題20分、計算題40、綜合題20分）比重不低于評價總量的50%。2.考核標準：線上測驗、線上作業(yè)、線上考試和期末考試，按標準答案和評分標準給分；線上討論按下表考核?？己朔绞娇己藘?nèi)容評價標準課程目標權(quán)重（%）（0-60）60-70）（70-80）（80-90）（90-100）討論運用基本知識進行分析及活學活用能力，思政元素的實踐表現(xiàn)不能夠按時參與，或發(fā)言質(zhì)量不高，有抄襲現(xiàn)象。活躍程度不高，發(fā)言數(shù)量10次以下。基本能夠按時參與，發(fā)言質(zhì)量一般，分析膚淺，得到贊揚6次以上?；钴S程度高，發(fā)言數(shù)量15次以上。能夠按時參與，發(fā)言質(zhì)量較高，分析有道理，得到贊揚7次以上?；钴S程度高，發(fā)言數(shù)量20次以上。能夠按時參與，發(fā)言質(zhì)量高，分析較深刻，得到贊揚8次以上?；钴S程度高，發(fā)言數(shù)量25次以上。能夠按時參與，發(fā)言質(zhì)量高，分析深刻，得到贊揚10次以上?；钴S程度高，發(fā)言數(shù)量30次以上。1、2103.課程思政教育的考核評定思政教育的評定由線上討論和試卷考試兩種部分組成，線上討論的評定見2，試卷中有一道開