钢筋混凝土结构基本原理_浙江大学

播放

认证学习

钢筋混凝土结构基本原理

开课时间： 2025年02月24日 ~ 2025年06月22日

学时安排： 3-5小时每周

进行至第11周，共17周已有 141 人参加

认证学习

认证成绩和证书

智能问答和解析

视频学习辅助

立即参加

课程详情

课程评价(24)

spContent=《钢筋混凝土结构基本原理》课程作为土木工程专业的专业核心课程，所安排的课时及学分历来为土木工程学中最多的课程之一。课程内容包括钢筋和混凝土的力学性能，共同工作的原理和条件，现行结构设计方法钢筋混凝土构件拉、压、弯、剪、扭极限承载力的计算方法钢筋混凝土的变形和裂缝宽度计算方法，预应力构件的设计原理和方法等内容。讲述混凝士结构工程中具有新观念、新思想的理论研究成果，在土木工程的各个领域中，特别是结构工程领域中发挥着重要的作用。

《钢筋混凝土结构基本原理》课程作为土木工程专业的专业核心课程，所安排的课时及学分历来为土木工程学中最多的课程之一。课程内容包括钢筋和混凝土的力学性能，共同工作的原理和条件，现行结构设计方法钢筋混凝土构件拉、压、弯、剪、扭极限承载力的计算方法钢筋混凝土的变形和裂缝宽度计算方法，预应力构件的设计原理和方法等内容。讲述混凝士结构工程中具有新观念、新思想的理论研究成果，在土木工程的各个领域中，特别是结构工程领域中发挥着重要的作用。

—— 课程团队

课程概述

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。

显示全部

授课目标

1、了解混凝土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。

课程大纲

第一章绪论

课时目标：（1）理解钢筋混凝土结构的特点和混凝土梁柱等构件必须配置钢筋的作用；（2）简要了解混凝土结构的发展和应用，对计算理论方面的进展宜作更多关注；（3）了解课程的内容、任务及课程特点。

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

课时目标：（1）了解软钢和硬钢的区别，钢筋受拉时的应力应变关系以及常用的简化计算模式，了解常用钢筋的品种和级别，熟悉强度取值等有关表格；（2）了解混凝土单轴受压、受拉的破坏机理，应力应变关系及其简化的计算模型；了解双轴、三轴受压时的强度性能，了解混凝土的变形模量，熟悉各等级混凝土强度和变形模量的有关表格，详见附表；（3）理解混凝土收缩徐变的意义及其对混凝土构件的影响；（4）理解粘结对混凝土结构的作用和重要性，了解两类粘结应力的区别和不同类型钢筋的粘结性能，应能计算钢筋的锚固长度和搭接长度，应能合理应用锚固构造措施及减少锚固长度的措施。

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

课时目标：（1）准确理解：①对结构的功能要求；②结构极限状的含义和分类；③结构可靠度的含义；④定值设计与非定值设计的区别；⑤失效概率与可靠指标的意义和两者间关系，熟悉结构物不同安全等级目标可靠指标的取值，最好能记住；（2）以概率理论为基础的极限状态设计法是《混凝土结构设计规范》采用的结构设计方法，是本章的核心内容，应作为重点理解其含义，并能作准确的表述；（3）理解各类荷载代表值的含义，能对可变荷载标准值进行计算；（4）了解荷载设计值与标准值之间的关系，最好能记住各类荷载的分项系数；（5）了解材料强度取值标准；（6）能熟练地写出承载能力和正常使用两类极限状态的实用表达式；（7）了解对耐久性设计的要求。

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

课时目标：（1）深入理解在受弯构件实验的基础上建立受弯构件计算公式的全过程，这也是建立混凝土结构其他各类受力构件计算方法常用的方法；（2）掌握受弯构件从加荷至破坏全过程中应力应变变化的规律，重点掌握正截面工作的三个阶段，他们是建立正常使用极限状态验算（抗裂度、裂缝宽度和挠度等）和承载力极限状态计算的依据；（3）了解适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征；（4）了解建立梁正截面受弯承载力计算公式的几个基本假定，要了解采用的平截面假定与材料力学中的平截面假定有何不同；熟悉掌握梁正截受弯承载力的计算，它也是其他各类受力构件计算的基础，体会将梁受压区的压应力曲线分布图转换为等效矩形应力图，这种为简化计算采用的方法值得学习和借鉴，受弯承载力计算时最好记住截面的应力图形，图形比硬记公式要好，有了计算图就很易列出计算公式，要特别记住适用条件的验算及规定的构造要求；（5）了解相对界限受压区高度，最大和最小配筋率的含义；（6）能熟练运用图表进行单筋矩形截面配筋计算，避免了用公式计算时，需解二次联立方程组之繁；（7）熟练掌握双筋矩形截面和T形截面梁的配筋计算，比较他们与单筋矩形截面的不同，能熟练地分解双筋截面和T形截面的应力图，以便于用单筋矩形截面的图表进行计算；要了解双筋梁中受压钢筋抗压强度取值的规定；能区分和判别两类T形截面梁；计算时同样要记住适用条件的验算和必要的构造措施。

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

课时目标：（1）理解无腹筋梁斜截面受剪性能；（2）了解箍筋的作用；（3）理解斜截面破坏的三种形态及破坏特点，为什么说他们均属脆性破坏，了解本章计算主要是针对那种破坏形态？为什么？（4）了解影响斜截面受剪承载力的主要因素；（5）熟练掌握有腹筋梁斜截面受剪承载力计算，能正确地配置箍筋和弯筋，记住适用条件（上下限值）的验算及意义；了解受剪承载力计算式主要是基于实验统计数据回归的经验公式，由于受力情况较为复杂，目前尚缺乏可资应用的理论指导；（6）斜截面除进行受剪承载力计算外，还需进行斜截面受弯承载力计算，目前《规范》是通过构造措施即绘制抵抗弯矩图亦称材料图来替代计算，虽然目前实际工程中已很少采用这种方法，但它对理解保证斜截面受剪不致被破坏的构造措施还是有作用的；（7）能进行连续梁、偏心受力构件斜截面受剪承载力的计算。

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

课时目标：（1）理解由于引起构件受扭的原因不同，分为两类扭转。了解对哪类扭转必须作受扭承载力的计算；（2）理解纯扭构件的受力性能和各种破坏形态。能计算开裂扭矩。了解配筋强度比的含义及其计算式，取用不同配筋比意味着什么？（3）能进行矩形、T形、工字形和箱形等截面纯扭构件承载力的计算，检查其适用条件并明确其目的。能计算不同截面形状抗扭塑性抵抗矩；（4）理解剪扭构件三种破坏形态的特点，能进行剪扭构件承载力的计算，知道计算中需要用什么系数对纯剪和纯扭承载力计算公式中的混凝土承载力一项进行进行修正？（5）理解弯扭构件三种破坏形态的特点，能进行弯扭构件承载力的计算；（6）掌握弯、剪、扭构件承载力的计算及相应的适用条件；（7）能正确合理地应用对受扭钢筋的构造措施。

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

课时目标：（1）轴心受压构件工程中用得不多，掌握计算方法也比较容易。学习中可注意螺旋箍筋柱，虽然因施工麻烦用得也不多，但较密的螺旋箍筋能对混凝土起约束作用，从而提高其抗压强度，这就是约束混凝土的概念，钢管混凝土柱就属于这一类，这对今后的设计工作可说是多了一条思路；（2）了解柱长度对受压承载力的影响，受压柱的稳定系数ψ起什么作用？（3）偏心受压是本章的重点，首先要了解大、小偏心受压破坏形态的差异，然后能对大、小偏压进行判别。承载力计算前，需先理解附加偏心距、偏心距调节系数、弯距增大系数和柱端截面的附加弯矩的含义，然后掌握其计算方法；（4）熟练地掌握非对称配筋、对称配筋矩形截面和工字形截面构件的承载力计算、合理配筋，可对计算用的应力图与受弯构件承载力计算用的应力图作对比，截面受压区都采用了等效矩形应力图。计算时也要注意验算适用条件，不可疏忽。对小偏心受压还要注意反向破坏性情况，并能作必要的验算；（5）理解正截面受承载力Nu和Mu相关曲线的意义及其用途；（6）一般了解沿截面腹部均匀配筋和双向偏压构件承载力的计算；（7）要熟悉并合理地应用受压构件的构造措施，构件的完整设计，计算和构造措施都是不可缺少的，不要重计算而轻构造。

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

课时目标：（1）了解大、小偏心受拉的界限；（2）能进行大、小偏心受拉构件正截面承载力的计算。

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

课时目标：（1）了解控制变形的目的，理解变形的特点；（2）能进行短期刚度Bs、长期刚度B和最大挠度的计算，计算挠度的重点是刚度，钢筋混凝土作为弹塑性材料与材料力学的弹性材料不同，使得刚度的计算比较繁复，学习时注意建立刚度计算式的过程和特点。理解刚度计算中用到的三个系数的含义：1.裂缝截面的内力臂系数；2.受拉钢筋应变不均匀系数；3.受压区边缘混凝土平均应变综合系数，并能进行相关的计算；（3）了解裂缝控制的目的，明确裂缝控制三个等级的要求，能写出其表达式；（4）了解常见的两种裂缝计算理论，两者对影响裂缝的因素有何不同见解；（5）掌握平均裂缝宽度和最大裂缝宽度的计算，以及各类构件裂缝截面钢筋应力的计算；（6）了解控制和减小裂缝宽度的措施以及由非荷载原因引起的各种裂缝，有什么对应的措施；（7）了解结构舒适度的要求，它应该包括很多内容，目前《规范》尚只限于对舒适度有要求的大跨楼盖结构需进行坚向自振频率的验算。

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

课时目标：（1）理解预应力混凝土的基本概念、施加预应力的方法、预应力结构对钢筋和混凝土材料的要求；（2）能合理选择张拉控制应力，能计算预应力的各项损失，知道不同张拉方法时，预应力损失值的分批组合；（3）详细理解不同张法方法时，预应力轴心受拉构件和受弯构件，从张拉钢筋开始至构件破坏应力变化的全过程，最好能画出各过程的应力图，他们是预应力构件计算的基础，是施工阶段和使用阶段计算的依靠，所以是学习预应力混凝土构件计算的一个重点，但也是一个难点，不搞清这些图形，也不可能正确进行预应力构件的计算，会使自己陷入一片迷茫。计算时特别要稿清楚使用阶段三个阶段。1.加荷至混凝土中应力为零一一消压状态；2.加荷至裂缝即将出现一一抗裂极限状态；3.破坏阶段承载力极限状态的三张应力图；（4）能进行轴心受拉构件承载力、裂缝宽度和施工阶段的计算和验算；了解局部承压的意义，掌握局部承压的计算方法；（5）能进行预应力受弯构件正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力、正截面和斜截面抗裂度、对允许出现裂缝构件的裂缝宽度以及施工阶段各个项目的计算和验算；（6）能合理运用预应力构件的构造措施；（7）一般了解部分预应力和无粘结预应力混凝土结构的性能；（8）理解等效荷载和平衡荷载法的概念，它对设计预应力混凝土结构，特别是连续结构，如连续梁等将为变得更为方便有效。

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

展开全部

预备知识