《建筑工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測》課程教學(xué)大綱

《建筑工程結(jié)構(gòu)試驗與檢測》教學(xué)大綱課程編號：16220024英文名稱：StructuralEngineeringTestandInspectionTechnology學(xué)分：2學(xué)時：總學(xué)時48學(xué)時，其中理論16學(xué)時，實踐32學(xué)時先修課程：材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理、鋼結(jié)構(gòu)基本原理課程類別：專業(yè)方向課授課對象：土木工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：土木工程學(xué)院修讀學(xué)期：第5學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《建筑工程結(jié)構(gòu)實驗與檢測》是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)方向課程，其基本概念和實驗技術(shù)是土木工程師從事建筑結(jié)構(gòu)工程建設(shè)和研究的必備知識。本課程主要包括結(jié)構(gòu)試驗概論、結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計、測試儀器和加載設(shè)備、結(jié)構(gòu)單調(diào)靜力加載試驗、結(jié)構(gòu)低周反復(fù)靜力試驗、結(jié)構(gòu)動力特性測試、結(jié)構(gòu)可靠性檢測的基本理論。以及綜合運用所學(xué)的專業(yè)知識，掌握結(jié)構(gòu)試驗方面的基本知識和基本技能以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的無損檢測方法，樹立工程質(zhì)量意識，學(xué)生學(xué)習(xí)本課程后在知識、能力及素質(zhì)發(fā)展等方面應(yīng)達到如下目標(biāo)：本課程擬達到的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：具備運用超聲檢測、位移檢測、應(yīng)變檢測、動力檢測等技術(shù)對建筑工程結(jié)構(gòu)和材料問題進行檢測和分析，能夠制定建筑結(jié)構(gòu)檢測試驗方案，掌握結(jié)構(gòu)儀器操作規(guī)程，開展土木工程專業(yè)性實驗。分析和解釋所采集數(shù)據(jù)進行，掌握檢測數(shù)據(jù)的處理和結(jié)構(gòu)評定方法。課程目標(biāo)2：理解超聲檢測、位移檢測、應(yīng)變檢測、動力檢測等采集系統(tǒng)的使用原理和方法，理解其局限性。熟悉專業(yè)常用的非金屬超聲檢測儀、加速度采集儀，非接觸應(yīng)變測試系統(tǒng)、疲勞試驗加載系統(tǒng)等設(shè)備的使用原理和方法，并理解其局限性。具備根據(jù)試驗結(jié)果對建筑結(jié)構(gòu)的性能進行合理的評價，綜合分析既有建筑可靠性評價的能力，了解國內(nèi)既有建筑可靠性檢測的發(fā)展現(xiàn)狀和不足，培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)道德修養(yǎng)和終生學(xué)習(xí)能力。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重指標(biāo)點4-2能夠基于科學(xué)原理，設(shè)計和開展土木工程專業(yè)性實驗，對所采集數(shù)據(jù)進行分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。課程目標(biāo)10.4指標(biāo)點5-1掌握專業(yè)常用軟件的使用原理和方法，理解其局限性。了解專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法，并理解其局限性。課程目標(biāo)20.6教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1緒論基本要求：掌握結(jié)構(gòu)試驗的基本任務(wù)和分類，了解結(jié)構(gòu)試驗的基本目的、發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。德育要求：職業(yè)操守1集中講授課程目標(biāo)1、22結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計基本要求：掌握結(jié)構(gòu)試驗試件設(shè)計、模型設(shè)計、荷載設(shè)計、觀測設(shè)計的基本原理和方法，了解結(jié)構(gòu)試驗中安全和誤差控制措施等。重、難點：結(jié)構(gòu)試驗試件設(shè)計、模型設(shè)計、荷載設(shè)計、觀測設(shè)計的基本原理和方法德育要求：精益求精1集中講授，課堂討論課程目標(biāo)1、23結(jié)構(gòu)試驗的加載設(shè)備與量測技術(shù)基本要求：掌握結(jié)構(gòu)試驗的重力加載法、液壓加載法、慣性力加載法，掌握試驗量測設(shè)備的原理與使用方法。了解機械力加載法；氣壓加載法；荷載支承設(shè)備和試驗臺座。重、難點：非電量電測以及各種電測傳感器的工作原理、適用范圍。德育要求：知行合一2集中講授、虛擬仿真課程目標(biāo)1、24結(jié)構(gòu)靜力試驗基本要求：掌握結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度，并通過基本構(gòu)件(梁)的實例介紹，掌握結(jié)構(gòu)靜力試驗中試驗加載和觀測設(shè)計的一般規(guī)律。學(xué)會使用網(wǎng)絡(luò)資料來學(xué)習(xí)本章課程。重、難點：結(jié)構(gòu)靜力加載制度德育要求：以人為本4集中講授、網(wǎng)絡(luò)課堂課程目標(biāo)1、25結(jié)構(gòu)動力試驗基本要求：掌握結(jié)構(gòu)動力特性和動力加載試驗的一般方法。了解結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗的加載制度、環(huán)境隨機振動測量動力特性。重、難點：結(jié)構(gòu)低周反復(fù)靜力試驗的加載制度德育要求：萬變不離其宗3集中講授、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、26結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)整理基本要求：掌握結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)整理、誤差分析、結(jié)果表達方法重、難點：試驗數(shù)據(jù)整理和換算德育要求：認(rèn)真1集中講授、討論課程目標(biāo)1、27超聲波檢測原理基本要求：熟悉超聲波檢測原理及其在土木工程中的應(yīng)用德育要求：舉一反三2集中講授、課堂討論課程目標(biāo)1、28鋼筋混凝土無損檢測基本要求：熟悉混凝土強度與彈性模量無損檢測原理；鋼筋位移及鋼筋銹蝕無損檢測原理；了解氯離子含量檢測原理；裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點施工質(zhì)量檢測原理。重、難點：混凝土強度與彈性模量無損檢測原理；鋼筋位移及鋼筋銹蝕無損檢測原理德育要求：工匠精神2集中講授、業(yè)界精英進課堂課程目標(biāo)1、2合計16如有實驗，則實驗學(xué)時需再按以下格式繼續(xù)填寫序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標(biāo)1工字鋼簡支梁單調(diào)加載靜力實驗必修：了解試驗室與現(xiàn)場試驗常用的各種試驗裝置與加載方法，能在結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計中選擇和設(shè)計加載方案，掌握液壓加載法。掌握結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度。測定工字鋼簡支梁翼緣和腹板的應(yīng)力分布狀況，驗證鋼梁的強度計算公式，由工字鋼截面應(yīng)力分布與發(fā)展趨勢，推測其整體失穩(wěn)與局部失穩(wěn)的形態(tài)。4綜合課程目標(biāo)1、22鋼筋混凝土簡支梁試驗必修：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件（適筋梁）的單調(diào)加載靜力試驗。主要包括：試件安裝、加載方案、測點布置、撓度測量、應(yīng)變測量、裂縫測量、數(shù)據(jù)采集與整理等。了解結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗的概念、目的、加載制度、邊界條件模擬、試驗裝置等。驗證受彎構(gòu)件平截面假定；觀察鋼筋混凝土適筋梁的裂縫開展過程及其分布形態(tài)；觀察鋼筋混凝土適筋梁的破壞過程及破壞形態(tài)，測定開裂荷載、屈服荷載及極限荷載。4綜合課程目標(biāo)1、23懸臂梁動力特性試驗必修：測定懸臂梁第一振型所對應(yīng)的振動周期和阻尼比。掌握結(jié)構(gòu)動力特性，了解人工激振法、環(huán)境隨機振動法。了解結(jié)構(gòu)抗震動力加載試驗?zāi)康?、加載、主要試驗結(jié)果等。熟悉動態(tài)電阻應(yīng)變儀及記錄儀的操作和聯(lián)機的使用方法。學(xué)習(xí)用自由振動法測定結(jié)構(gòu)的自振頻率和阻尼比。3驗證課程目標(biāo)1、24六層框架結(jié)構(gòu)的振動臺試驗必修：六層框架結(jié)構(gòu)實驗臺架由結(jié)構(gòu)柱和板結(jié)構(gòu)組成，每層可按放一只加速度傳感器，通過各種試驗來模擬高層建筑的振動和地震響應(yīng)，以此來學(xué)習(xí)一般建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗過程、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理等。了解地震模擬振動臺的工作原理。利用模態(tài)分析理論對采集到的加速度信號進行頻譜分析，畫出振型圖。3綜合課程目標(biāo)1、25混凝土強度及彈性模量無損檢測必修：熟悉混凝土碳化深度檢測原理和方法，熟悉回彈儀的結(jié)構(gòu)，掌握使用方法。在恒壓條件下用回彈儀對試件進行測量，整理分析試驗數(shù)據(jù)。掌握超聲回彈綜合檢測混凝土強度。掌握混凝土動態(tài)彈性模量檢測方法。4綜合課程目標(biāo)1、26混凝土裂縫檢測試驗必修：采用超聲波法測量混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫深度，掌握超聲波檢測的基本原理，采用裂縫觀測設(shè)備對裂縫寬度進行檢測。4綜合課程目標(biāo)1、27砌體砂漿強度的原位無損檢測試驗必修：貫入檢測儀的使用方法，測量并計算貫入深度，進一步評定砂漿強度等級。2驗證課程目標(biāo)1、2、8鋼筋位置的檢測試驗必修：鋼筋位置檢測方法，確定鋼筋位置、布筋情況，正確測量混凝土保護層厚度、估測鋼筋直徑。3綜合課程目標(biāo)1、29鋼筋銹蝕的檢測試驗必修：混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕的檢測方法，用半電池電位法測量鋼筋表面與探頭之間的電位差，利用鋼筋銹蝕程度與測量電位建立一定的關(guān)系，由電位高低變化的規(guī)律，判斷鋼筋銹蝕的可能性及銹蝕程度。3綜合課程目標(biāo)1、210混凝土耐久性試驗選修：熟悉氯離子對結(jié)構(gòu)耐久性的影響，掌握氯離子含量快速測定儀的使用方法，掌握氯離子含量測定的基本原理。測定硬化粉末狀砂漿氯離子含量。1演示課程目標(biāo)1、211裝配式結(jié)構(gòu)節(jié)點施工質(zhì)量檢測選修：了解灌漿套筒施工質(zhì)量檢測原理，熟悉裝配式結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測方法1演示課程目標(biāo)1、212虛擬仿真實驗選修：通過虛擬仿真系統(tǒng)進行矩形截面鋼筋混凝土受彎梁的正截面承載力實驗，掌握少筋梁，適筋梁和超筋梁截面破壞特征1綜合課程目標(biāo)1、213復(fù)合材料阻尼比測試選修：了解材料阻尼比測試基本原理，熟悉共振柱實驗測試復(fù)合材料阻尼比的試驗過程，掌握實驗數(shù)據(jù)處理方法1演示程目標(biāo)1、2必修合計30選修合計4注：實驗要求包括必修、選修；選修課時為2課時。四、課程教學(xué)方法集中講授、小組討論與操作、翻轉(zhuǎn)課堂、業(yè)界精英進課堂、MOOC、虛擬仿真等教學(xué)方法相結(jié)合。試驗項目分為必修項目30學(xué)時，同時必須完成2學(xué)時的選修實驗項目。五、學(xué)業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)、試驗預(yù)習(xí)、試驗操作、實驗報告和期末考試組成，均按百分制計分，其中期末考試成績占40%、平時作業(yè)成績占15%、試驗預(yù)習(xí)成績占10%、試驗操作成績占15%、實驗報告成績占20%。2.課程目標(biāo)達成考核與評價序號教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）合計1平時作業(yè)150152試驗預(yù)習(xí)100103試驗操作015154實驗報告020205期末考試152540課程目標(biāo)對應(yīng)分值4060100（二）考核與評價標(biāo)準(zhǔn)1.平時成績考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析工程檢測領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析工程檢測領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對工程檢測領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對工程檢測領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題進行識別、分析。2.試驗預(yù)習(xí)與評價標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)預(yù)習(xí)報告的條理性（30%）、線上微課學(xué)習(xí)完成度（20%）和線上預(yù)習(xí)題測試（50%）評分（百分制）。3.試驗操作與評價標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范（20%），參與程度（10%），團隊協(xié)作（10%），實事求是（5%），探索創(chuàng)新（5%）線上操作題測試（50%）評分（百分制）。4.實驗報告考核與評價標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分實驗報告書寫美觀，條理清晰，數(shù)據(jù)正確，分析充分，結(jié)論正確，思考題邏輯正確，且合理。書寫清晰，條理較清晰，數(shù)據(jù)正確，分析充分，結(jié)論正確，思考題邏輯合理。書寫基本清晰，條理基本清晰，數(shù)據(jù)正確，分析合理，結(jié)論正確，思考題邏輯基本合理。書寫潦草，條理混亂，數(shù)據(jù)錯誤，結(jié)論不正確，思考題欠合理。4.期末試卷考核與評價標(biāo)準(zhǔn)期末閉卷考試，根據(jù)試卷評分標(biāo)準(zhǔn)進行評分。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《