《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 第2版》 教學(xué)大綱

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：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(xué)時(shí)/學(xué)分：64/4（講課學(xué)時(shí)：64實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0）開課學(xué)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(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)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(xué)性能、基本理論和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。能力培養(yǎng)方面強(qiáng)化設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)原理有較深刻認(rèn)識(shí)并具有相當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)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(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》和《土木工程材料》等，后續(xù)課程有《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、《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(shí)，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(xué)目標(biāo)1.掌握鋼筋和混凝土材料的基本物理力學(xué)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(biāo)點(diǎn)1.2）2.掌握鋼筋混凝土各種基本構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土的受力性能、受力機(jī)理和破壞模式，培養(yǎng)對(duì)復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行分析并獲得有效結(jié)論的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.2）3.掌握各種鋼筋混凝土構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計(jì)方法和配筋構(gòu)造。培養(yǎng)對(duì)復(fù)雜混凝土結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行截面確定、材料選擇、配筋設(shè)計(jì)和校核的能力。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.3）4.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)方法，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)7.3）5.掌握混凝土結(jié)構(gòu)的適用性設(shè)計(jì)方法，樹立正確的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)觀念，培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)、服務(wù)社會(huì)的職業(yè)情操。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)8.3）四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程教學(xué)目標(biāo)思政元素融入點(diǎn)1混凝土結(jié)構(gòu)的研究對(duì)象和內(nèi)容。[重點(diǎn)]混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理需要注意的問題。[難點(diǎn)]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理需要注意的問題。1.熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的概念、特點(diǎn)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(diǎn)以及學(xué)習(xí)時(shí)需要注意的問題。3.通過中國基建成就的展示，激發(fā)學(xué)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(xué)生愛黨愛國的信念，科技報(bào)國情懷。2混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能[重點(diǎn)]鋼筋的品種和級(jí)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。混凝土的強(qiáng)度、應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、收縮和徐變，混凝土的選用原則。[難點(diǎn)]混凝土在各種受力狀態(tài)下的強(qiáng)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(jí)別及力學(xué)指標(biāo)，掌握混凝土的等級(jí)及強(qiáng)度和變形性能，重點(diǎn)掌握混凝土的本構(gòu)關(guān)系，掌握混凝土的收縮和徐變機(jī)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(jī)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(jì)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(qiáng)度實(shí)驗(yàn)、劈裂實(shí)驗(yàn)粘結(jié)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和操作程序，學(xué)習(xí)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(xué)講授演示試驗(yàn)1、2通過新材料和綠色混凝土的研發(fā)進(jìn)展，培育學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。3受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計(jì)算[重點(diǎn)]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(jì)算及適用條件。[難點(diǎn)]正截面受彎承載力的試驗(yàn)研究及三個(gè)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(gè)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(diǎn)。具備進(jìn)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(jì)算的基本假定、應(yīng)力簡圖、計(jì)算公式及適用條件、承載力計(jì)算及復(fù)核方法。具備梁板受力分析建模和設(shè)計(jì)能力。3.了解受力鋼筋的構(gòu)造要求，引導(dǎo)學(xué)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(jì)算同等重要，引導(dǎo)學(xué)生遵守規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的職業(yè)操守，工程倫理和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。4受彎構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算[重點(diǎn)]梁的抗剪性能，受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算方法、公式及適用條件。[難點(diǎn)]斜截面受剪機(jī)理和理論模型，受力鋼筋的彎起、截?cái)嗪湾^固方法。1.熟悉受彎構(gòu)件的斜截面承載力試驗(yàn)的基本知識(shí)，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(jìn)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(jì)算模型、計(jì)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(jì)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?cái)嗪湾^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(dǎo)的科研過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法。5鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及耐久性[重點(diǎn)]構(gòu)件撓度和裂縫寬度的計(jì)算方法。[難點(diǎn)]裂縫的開展機(jī)理，計(jì)算公式的推導(dǎo)過程。1.掌握裂縫平均寬度和最大寬度的計(jì)算原理和驗(yàn)算方法。掌握短期剛度、長期剛度、撓度計(jì)算原理和驗(yàn)算方法；具備混凝土構(gòu)件的變形和裂縫寬度的驗(yàn)算能力。2.熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。具備混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)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(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)、服務(wù)社會(huì)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(shí)。6受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算[重點(diǎn)]偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力計(jì)算。[難點(diǎn)]小偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算;Nu-Mu的相關(guān)曲線。1.熟悉軸心受壓構(gòu)件的受力特點(diǎn)及破壞特征；掌握軸心受壓構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算方法。具備軸心受壓柱的設(shè)計(jì)能力。2.熟悉偏心受壓構(gòu)件正截面的受力特點(diǎn)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(jì)算方法。掌握偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計(jì)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(jì)能力。4.通過小偏心受壓構(gòu)件中受拉鋼筋應(yīng)力的推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。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(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)7受拉構(gòu)件的承載力計(jì)算[重點(diǎn)]偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算方法。[難點(diǎn)]偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算方法。1.熟悉軸心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)及破壞特征；掌握軸心受拉構(gòu)件正截面的計(jì)算方法。2.掌握大小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法。掌握偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力的計(jì)算方法。具備混凝土受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì)能力。2講授MOOC討論1、2、38受扭構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算[重點(diǎn)]純扭構(gòu)件扭曲承載力計(jì)算方法，彎扭、剪扭構(gòu)件的扭曲承載力計(jì)算方法。[難點(diǎn)]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(diǎn)、配筋對(duì)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(jì)算原理和計(jì)算方法。掌握復(fù)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(jì)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(jì)方法學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生抓住主要矛盾、考慮多因素耦合的科學(xué)思維。9預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的基本原理[重點(diǎn)]預(yù)應(yīng)力的概念以及各階段預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算方法;預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件各階段的應(yīng)力分析,預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉和受彎構(gòu)件使用階段的計(jì)算和施工階段的驗(yàn)算。[難點(diǎn)]各階段預(yù)應(yīng)力的應(yīng)力分析和損失的計(jì)算。1.了解預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念，掌握預(yù)應(yīng)力損失值和計(jì)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(jì)算方法；能分析預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能。4.熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工工藝及構(gòu)造要求。具備預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)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(yù)世界的“預(yù)應(yīng)力先生”的事跡，激發(fā)學(xué)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(bào)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(chǎng)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(xué)生的工匠精神和科技報(bào)國情懷。2.引導(dǎo)學(xué)生遵守職業(yè)規(guī)范，強(qiáng)化工程倫理教育通過構(gòu)造配筋與計(jì)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(jì)配筋等學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生遵守職業(yè)規(guī)范，強(qiáng)化工程倫理教育。3.培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，激發(fā)責(zé)任擔(dān)當(dāng)、服務(wù)社會(huì)的職業(yè)情操通過變形和裂縫的危害案例，激發(fā)學(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)、服務(wù)社會(huì)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(shí)。4.科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)在拉壓彎剪扭等五章中，用“試驗(yàn)→破壞特征→受力機(jī)理→影響分析→設(shè)計(jì)原理”的思路訓(xùn)練科學(xué)思維方法。通過雙創(chuàng)講座和專題討論，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和分析解決復(fù)雜問題的高級(jí)思維；通過小偏心受壓構(gòu)件中受拉鋼筋應(yīng)力的推導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。五、其他教學(xué)環(huán)節(jié)無六、教學(xué)方法本課程將依托國家級(jí)線上一流課程，實(shí)行線上線下混合式教學(xué)，結(jié)合作業(yè)、自學(xué)、討論及測(cè)驗(yàn)等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。通過線上自主學(xué)習(xí)與線下課堂講授、提問、討論、演示等參與式學(xué)習(xí)，使學(xué)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(jì)算模型和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)工程復(fù)雜問題的分析和設(shè)計(jì)能力?；旌鲜浇虒W(xué)模式，結(jié)合作業(yè)及考試等教學(xué)手段和形式完成課程教學(xué)任務(wù)。在網(wǎng)絡(luò)自學(xué)部分以MOOC學(xué)習(xí)為主,基于已建成的國家級(jí)線上一流課程的基本資源和拓展資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與效果測(cè)試。在課堂教學(xué)中實(shí)行翻轉(zhuǎn)課堂的方法，針對(duì)整體脈絡(luò)和難重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解、演示，以加深理解；對(duì)部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提問、討論，以期啟迪創(chuàng)新思維；對(duì)原理的工程應(yīng)用進(jìn)行講解和練習(xí)，以增強(qiáng)工程實(shí)踐能力；通過教學(xué)讓學(xué)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(jì)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?cè)u(píng)定方式1.成績?cè)u(píng)定方式最終成績由網(wǎng)絡(luò)自學(xué)成績和期末考試成績而定。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)成績：40%。由MOOC作業(yè)、討論、周測(cè)試和期末測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)綜合評(píng)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(xué)性能，基本概念、基本原理、計(jì)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(jì)算題等?？己藘?nèi)容、方式及評(píng)分依據(jù)考查教學(xué)目標(biāo)達(dá)成成績占比備注線上測(cè)驗(yàn)1.考核對(duì)知識(shí)的掌握程度；2.按測(cè)驗(yàn)題的答案評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給分。1、240%25分比重不低于評(píng)價(jià)總量的30%，不超過50%。線上作業(yè)1.考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的應(yīng)用能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(jì)算題；3.根據(jù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給分。2、325分線上討論1．考核學(xué)生運(yùn)用基本知識(shí)進(jìn)行分析及活學(xué)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(píng)分。1、210分線上考試1.本課程要求能夠利用所學(xué)知識(shí)，分析解決混凝土結(jié)構(gòu)中的復(fù)雜問題；2.有主觀題和客觀題。題型有選擇題、分析題、設(shè)計(jì)題及綜合題等；3.根據(jù)線上的標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給分。440分期末考試1.主要評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)基本知識(shí)的系統(tǒng)性掌握情況，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決復(fù)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(jì)題及綜合題等；3.根據(jù)課程組試卷評(píng)閱標(biāo)準(zhǔn)，采取網(wǎng)絡(luò)閱卷方式評(píng)分。1、2、3、4、560%（選擇題20分、簡答題20分、計(jì)算題40、綜合題20分）比重不低于評(píng)價(jià)總量的50%。2.考核標(biāo)準(zhǔn)：線上測(cè)驗(yàn)、線上作業(yè)、線上考試和期末考試，按標(biāo)準(zhǔn)答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給分；線上討論按下表考核。考核方式考核內(nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)權(quán)重（%）（0-60）60-70）（70-80）（80-90）（90-100）討論運(yùn)用基本知識(shí)進(jìn)行分析及活學(xué)活用能力，思政元素的實(shí)踐表現(xiàn)不能夠按時(shí)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?；灸軌虬磿r(shí)參與，發(fā)言質(zhì)量一般，分析膚淺，得到贊揚(yáng)6次以上?；钴S程度高，發(fā)言數(shù)量15次以上。能夠按時(shí)參與，發(fā)言質(zhì)量較高，分析有道理，得到贊揚(yáng)7次以上。活躍程度高，發(fā)言數(shù)量20次以上。能夠按時(shí)參與，發(fā)言質(zhì)量高，分析較深刻，得到贊揚(yáng)8次以上。活躍程度高，發(fā)言數(shù)量25次以上。能夠按時(shí)參與，發(fā)言質(zhì)量高，分析深刻，得到贊揚(yáng)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(píng)定思政教育的評(píng)定由線上討論和試卷考試兩種部分組成，線上討論的評(píng)定見2，試卷中有一道開