结构设计原理复习指导

责任教师 蒋 静

一、本课程的性质、目的、要求

1．本课程的性质及学习目的

《结构设计原理》课程是一门重要的专业技术基础课，是建筑工程专业的一门选修课，学分为5学分，共90学时。《结构设计原理》主要讨论各种工程结构的基本构件受力性能，计算方法和构造设计原理，它是学习和掌握建筑工程和其他构造物设计的基础。建筑工程专业学习这门课程的目的是了解建筑结构的基本构件受力性能，计算方法和构造设计原理，以便在以后的工作中应用。

2．本课程的内容及学习要求

《结构设计原理》课程的重要内容是结构构件设计，包括混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等。结构设计应遵循适用、经济、安全和美观的原则。它涉及到方案比较、材料选择、构件选型及合理布置等多方面，是一个多因素的综合性问题。对于构件设计，不仅仅是构件强度和变形的计算，同一构件在给定的材料和同样的荷载作用下，即使截面型式相同，设计结果的截面尺寸和截面布置也不是唯一的，设计结果是否满足要求主要看是否符合设计规范要求，并且满足经济性施工可行性等。

另外，在学习本课程中要学会应用设计规范。设计规范是国家颁布的关于设计计算和构造要求的技术规定和标准，是具有一定约束性和法规性的文件。它是贯彻国家的技术经济政策，保证设计质量，达到设计方法上必要的统一和标准，也是校核工程结构设计的依据。

本课程中关于基本构件的设计原则、计算公式、计算方法及构造要求均以设计规范为依据。由于科学技术水平和工程实践经验是不断发展和积累的，设计规范也必然要不断进行修改和增订，才能适应指导设计工作的需要。因此，在学习本课程时，应掌握各种基本构件的受力性能、强度和变形的变化规律，从而能对目前设计规范的条文概念和实质有正确理解，对计算方法能正确应用，这样才能适应今后设计规范的发展，不断提高自身的设计水平。

二、具体内容及要求

本课程要求学习内容有第一篇中的第一章—第九章，第二篇的第十二章、第十三章，第三篇的第十六章和第十七章。

第一篇 钢筋混凝土结构

第一章 钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能

第一节 钢筋混凝土结构的基本概念

1． 了解钢筋混凝土的组成；了解素混凝土梁、钢筋混凝土梁的受力特

点及素混凝土和钢筋混凝土轴心受压构件的受力性能比较；

2． 掌握钢筋和混凝土能够共同作用的原因；

3． 了解钢筋混凝土材料的优点和缺点。

第二节 混凝土

1．掌握混凝土的立方体抗压强度的试验规范及强度的测定；

2．掌握混凝土立方体抗压强度的试验结果及表示。

4． 掌握混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度的试验测定及与立方

体抗压强度的值的大小比较；

5． 熟悉混凝土在长期荷载作用和短期荷载作用下的变形；

6． 掌握影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素；

7． 掌握强度等级不同的混凝土的应力应变曲线的特点；

8． 了解混凝土的弹性模量、变形模量的概念及计算；

9． 掌握混凝土徐变的概念；掌握徐变的主要原因以及影响混凝土徐变

的主要因素；

10．掌握混凝土的收缩的概念；掌握引起混凝土收缩的原因以及影响收缩的主要因素。

第三节 钢筋

1．掌握有明显流幅和无明显流幅的钢筋的强度的确定和受力变形特点；掌握钢筋的主要物理力学指标；

2．了解钢筋的成分、级别和品种。

第四节 钢筋与混凝土之间的粘结

1．了解钢筋和混凝土之间的粘结作用；

2．掌握影响钢筋和混凝土之间的粘结强度的主要因素。

第二章 结构按极限状态法设计的原则

第一节 极限状态法设计的基本概念

1．了解结构的功能要求；

2．掌握结构的承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全极

限状态的特征；

3．熟悉承载能力极限状态计算原则及公式；熟悉正常使用极限状态计算原则；

4．了解材料的设计强度与荷载效应组合；

5．了解荷载效应组合。

第三章 受弯构件正截面强度计算

第一节 受弯构件的截面型式与构造

1．了解钢筋混凝土受弯构件的常用截面型式和尺寸；

2．熟悉受弯构件的钢筋构造及规范要求。

第二节 受弯构件正截面受力全过程和破坏特征

1．熟悉受弯构件正截面受力破坏过程的试验研究；

2．掌握受弯构件正截面工作的三个阶段及每一阶段的特点；

3．掌握受弯构件正截面破坏的特征。

第三节 受弯构件正截面承载力计算的基本原则

1．掌握受弯构件正截面承载能力计算的基本假定；

2．掌握受压区混凝土等效矩形应力图形的等效条件；

3．了解混凝土受压区高度界限系数。

第四节 单筋矩形截面受弯构件

1．熟练掌握单筋矩形截面受弯构件的基本计算公式及适用条件；

2．熟练掌握单筋矩形截面受弯构件的计算方法，能进行具体的计算。

第五节 双筋矩形截面受弯构件

1．了解什么是双筋矩形截面；什么情况下采用双筋矩形截面；

2．熟练掌握双筋矩形截面受弯构件的基本计算公式及适用条件。

3．熟练掌握双筋矩形截面受弯构件的具体计算方法。

第六节 T形截面受弯构件

1．了解什么是T形截面受弯构件及尺寸的取值；

2．掌握T形截面受弯构件的基本公式及适用条件；

3．掌握T形截面受弯构件的计算方法。

第四章 受弯构件斜截面强度计算

第一节 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态

1．了解无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态；

2．了解无腹筋简支梁斜截面破坏形态；

3．了解有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态。

第二节 影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素

1．掌握影响受弯构件斜截面抗剪能力的主要因素。

第三节 受弯构件的斜截面抗剪强度

1．熟悉斜截面抗剪强度计算的基本公式及适用条件；

2．了解等高度简支梁的腹筋初步设计。

第四节 受弯构件的斜截面抗弯强度

1．了解斜截面抗弯强度的试验研究；

2．熟悉纵向受拉钢筋的弯起点位置的选取。

第五节 全梁承载能力校核与构造要求

1．了解斜截面抗剪强度的复核；

2．了解斜截面抗剪构件的构造要求；

3．熟悉装配式钢筋混凝土简支梁的设计例题。

第六节 连续梁的斜截面抗剪强度

1．了解连续梁斜截面破坏的特点；

2．了解等高度钢筋混凝土连续梁抗剪强度的计算。

第五章 受扭构件强度计算

第一节 纯扭构件的破坏特征和强度计算

1．了解矩形截面纯扭构件的开裂扭矩；

2．了解矩形截面纯扭构件的破坏特征；

3．了解纯扭构件的强度计算理论。

第二节 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的强度计算

1．了解在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的破坏特征；

2．了解弯剪扭构件的配筋计算方法。

第三节 T形截面受扭构件

第四节 箱形截面受扭构件

第五节 构造要求

第六章 轴心受压构件的强度计算

第一节 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件

1．熟悉轴心受压构件的破坏形态；

2．掌握短柱与长柱的破坏形态及抗压强度的不同；

3．了解纵向弯曲系数的概念；

4．掌握正截面强度计算及构造要求。

第二节 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件

1．掌握配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的受力特点与破坏特

征；

2．熟悉正截面强度计算公式、方法及构造要求。

第七章 偏心受压构件的强度计算

第一节 偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态

1．掌握偏心受压构件的破坏形态；掌握大、小偏心受压破坏的特征；

2．了解大、小偏心受压的界限。

第二节 偏心受压构件的纵向弯曲

1．了解偏心受压构件的破坏类型；

2．掌握偏心距增大系数的概念及意义。

第三节 矩形截面偏心受压构件

1．熟练掌握矩形截面偏心受压构件正截面强度计算的基本公式及适用条件；

2．掌握矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算方法；

3．掌握矩形截面偏心受压构件的构造要求；

4．掌握矩形截面偏心受压构件对称配筋的计算方法。

第四节 工字形和T形截面偏心受压构件

这节内容为了解内容。各教学班根据具体情况学习。

第八章 受拉构件的强度计算

第一节 概述

第二节 轴心受拉构件的强度计算

了解轴心受拉构件的强度计算公式。

第三节 偏心受拉构件的强度计算

1．了解偏心受拉构件的强度计算公式及计算方法；

2．了解大偏心受拉构件的强度计算。

第九章 钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算

第一节 概述

1．了解钢筋混凝土受弯构件在使用阶段的计算特点。

第二节 换算截面

1．了解三项基本假定。

2．了解换算截面的计算。

第三节 应力计算

第四节 受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算

1．了解钢筋混凝土结构的裂缝的分类 ；

2．了解受弯构件弯曲裂缝宽度计算理论和方法。

第五节 受弯构件的变形（挠度）验算

第十章 局部承压

第十一章 深梁

这两章内容为了解内容。

第二篇 预应力混凝土结构

第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料

第一节 概述

1．了解预应力混凝土结构的基本原理；

2．了解预应力混凝土结构的优缺点。

第二节 预加应力的方法与设备

1．熟悉预加应力的主要方法；

2．了解预应力的常用设备。

第三节 预应力混凝土结构的材料

1．了解混凝土的强度要求；

2．了解预应力钢材的强度要求。

第十三章 预应力混凝土受弯构件的设计与计算

本章内容主要掌握钢筋的张拉控制应力；掌握预应力损失的原因及种

类。

第三篇 砖、石及混凝土结构

第十六章 砖、石及混凝土结构的基本概念与材料

第一节 概述

1．了解砖石及混凝土结构的优缺点。

第二节 材料种类

1．了解砖、石及混凝土的特点；

2．掌握砂浆的组成及物理力学性能；

3．了解砌体的砌筑要求。

第三节 砌体的强度与变形

1．了解砌体的抗压、抗拉、抗弯与抗剪强度。

第十七章 砖、石及混凝土构件的强度计算

第一节 计算原则

第二节 轴心受压构件正截面强度计算

第三节 偏心受压构件正截面强度计算

1．掌握稳定验算；

2．熟悉偏心矩验算。