本门课程主要的书目资源如下：

教材：《水工钢筋混凝土结构学》（第6版），中国水利水电出版社，ISBN：9787522622972；

参考教材：《水工混凝土结构》（第2版），黄河水利出版社，ISBN：9787550926523；

习题集：《水工钢筋混凝土结构学习辅导及习题》，中国水利水电出版社，ISBN：9787508468020；

规范：《水工混凝土结构设计规范》，NB/T 11011-2022，中国水利水电出版社，ISBN：155226270；

《水工混凝土结构设计规范》，SL 191-2008，中国水利水电出版社，ISBN：155084629；

《水工钢筋混凝土结构学》课程教学大纲

课程名称：水工钢筋混凝土结构学/Hydraulic Reinforced Concrete Structures

课程编号:052012

适用专业: 水利水电工程专业

学   分：4.0

学    时：64 （其中理论学时60、实践学时4）

课程类型: 必修课

先修课程：建筑材料、材料力学、结构力学、地基基础工程等

开课单位：水利与交通学院

一、课程简介

《水工钢筋混凝土结构学》课程是水利水电工程专业的核心技术基础课之一，是一门既包含课堂理论知识、构造要求，又包含试验、课程设计等实践教学环节的理论性、实践性和综合性的专业技术基础课。

本课程通过各种教学环节（课堂教学、试验、课堂讨论、翻转课堂、课程设计等），使学生掌握水工混凝土结构所用的材料（钢筋和混凝土）的物理力学性能、以概率理论为基础的极限状态设计方法和实用表达式、受弯构件正截面和斜截面的设计、受压构件的设计、受拉构件的设计、受扭构件的设计等，正常使用极限状态的验算。

二、课程目标

（一）课程具体目标

课程目标1：能独立完成水工钢筋混凝土结构基本构件的设计，包括荷载的确定、计算简图的选取、内力计算、配筋设计，绘制出施工图并符合构造要求。

课程目标2：能独立完成一般水工钢筋混凝土建（构）筑物的结构布置、计算简图的选取、内力分析与计算、配筋计算、构造设计以及钢筋混凝土施工图绘制等。

课程目标3：使学生及时跟踪了解当代混凝土结构设计的新理论、新方法、新趋势。为后续有关专业课程的学习和顺利地从事钢筋混凝土结构及相关工程设计、科学研究和技术管理工作打下基础。

（二）课程目标与专业毕业要求的关系

1. 课程目标与毕业要求的对应关系

2. 课程目标与毕业要求的矩阵关系图

注： H 表示高支撑，M 表示中支撑，L 表示低支撑。

三、教学内容及基本要求

第0章绪论（2学时）

1.教学内容

（1）钢筋混凝土结构的特点及分类

（2）钢筋混凝土结构的发展简史

（3）课程特点

2.基本要求

（1）了解钢筋混凝土结构的概念、优缺点和应用范围，发展简况。

（2）掌握本课程的任务、特点，应注意的几个问题。

3．支撑的课程目标

课程目标3。

第1章  钢筋混凝土结构的材料（6学时）

1. 教学内容

（1）钢筋的力学性能

（2）混凝土的力学性能

（3）钢筋和混凝土的粘结

2. 基本要求

（1）了解钢筋的品种、级别、成分，掌握钢筋的强度及变形，钢筋的弹性模量，钢筋的疲劳强度。

（2）掌握混凝土的强度表征及物理意义，混凝土的变形特点。

（3）掌握钢筋和混凝土之间的粘结力，钢筋的锚固与搭接。

3．支撑的课程目标

课程目标1。

第2章  钢筋混凝土结构计算原理（4学时）

1.教学内容

（1）结构设计的极限状态

（2）结构按概率极限状态设计的基本概念

（3）荷载分项系数，荷载的标准值与设计值

（4）材料强度分项系数，材料强度的标准值及设计值

（5）《水工混凝土结构设计规范》的实用设计表达式。

2.基本要求

（1）掌握结构极限状态的定义及其分类。

（2）掌握失效概率，可靠指标，结构安全级别，目标可靠指标的含义。

（3）掌握承载能力极限状态设计表达式，正常使用极限状态设计表达式。

3．支撑的课程目标

课程目标1。

第3章  钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算（10学时）

1.教学内容

（1）截面的尺寸要求

（2）受弯构件正截面试验研究

（3）正截面受弯承载力计算原则

（4）单筋矩形截面承载力计算

（5）双筋矩形截面承载力计算

（6）T形截面承载力计算

2.基本要求

（1）了解截面形式和尺寸，混凝土保护层，受力钢筋的直径、根数、间距和排列，分布钢筋。

（2）掌握受弯构件在荷载作用下的应力应变阶段，受弯构件正截面的破坏特征，破坏特征与配筋率的关系。

（3）理解计算方法的基本假定，适筋与超筋破坏的界限条件。

（4）掌握应力图形、基本计算公式及其适用范围，截面设计和承载力复核。

（5）掌握翼缘计算宽度的确定，两种计算情况的判别，应力图形和基本计算公式，截面设计和承载力复核。

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2。

第4章  钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算（9学时）

1.教学内容

（1）受弯构件斜截面受力分析与破坏形态

（2）影响受弯构件斜截面受剪承载力主要因素

（3）受弯构件斜截面受剪承载力计算

（4）斜截面抗弯承载力

（5）钢筋骨架的构造及施工图

2.基本要求

（1）了解梁在弯矩与剪力共同作用下斜裂缝的出现与配筋形式

（2）掌握斜裂缝出现前后梁内应力状态的变化，无腹筋梁的破坏形态，影响斜截面承载力的主要因素。

（3）掌握腹筋的作用，V_cs的计算公式，抗剪斜筋的计算，防止斜压破坏或斜裂缝出现过早及开展过大的条件，防止腹筋过稀过少的条件；抗剪配筋计算步骤。

（4）熟悉抵抗弯矩图（材料图）的绘制，保证斜截面抗弯能力的构造措施。

（5）

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2。

第5章  钢筋混凝土受压构件承载力计算（11学时）

1.教学内容

（1）受压构件的构造要求

（2）轴心受压构件的计算

（3）偏心受压构件正截面承载力计算

（4）偏心受压构件斜截面承载力计算

2.基本要求

（1）熟悉截面形式及尺寸，混凝土与纵向钢筋、箍筋。

（2）掌握受压构件破坏试验特征；掌握轴心受压和偏心受压构件承载力计算基本公式、柱的纵向弯曲、截面设计、承载力复核。

（3）了解偏心受压构件截面承载力N与M的关系。

（4）了解偏心受压构件斜截面承载力计算。

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2

第6章  钢筋混凝土受拉构件承载力计算（2学时）

1.教学内容

（1）偏心受拉构件正截面承载力计算。

（2）偏心受拉构件斜截面承载力计算。

2.基本要求

（1）掌握受拉构件的基本概念，大小偏心受拉的界限。

（2）掌握轴心受拉及小偏心受拉构件的计算——应力图形及基本公式。

（3）掌握大偏心受拉构件的计算——应力图形、基本公式及其适用条件。

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2。

第7章  钢筋混凝土受扭构件承载力计算（6学时）

1.教学内容

（1）钢筋混凝土受扭构件的破坏形态及开裂扭矩

（2）钢筋混凝土纯扭构件承载力计算

（3）钢筋混凝土构件在弯、剪、扭共同作用下的承载力计算

2.基本要求

（1）掌握受扭构件的基本概念

（2）了解受扭构件的配筋形式和构造要求，矩形截面纯扭构件承载力计算。

（3）了解矩形截面在剪扭、弯扭及弯剪扭复合受力作用下的承载力计算。

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2

第8章  钢筋混凝土构件的正常使用极限状态验算（6学时）

1.教学内容

（1）抗裂验算

（2）裂缝宽度的验算

（3）变形验算

2.基本要求

（1）熟悉轴心受拉构件、受弯构件、偏心受拉构件及偏心受压构件正截面抗裂验算的应力图形及验算公式。

（2）熟悉裂缝的成因及其对策、裂缝开展宽度的计算理论、裂缝开展宽度的计算以及裂缝对结构耐久性的影响。

（3）熟悉受弯构件在短期及长期荷载作用下的刚度计算、受弯构件的变形（挠度）计算。

（4）了解混凝土结构耐久性的要求。

3．支撑的课程目标

课程目标1、课程目标2和课程目标3

第9章  钢筋混凝土肋形结构及刚架结构（8学时）

1.教学内容

（1）肋形结构及刚架结构的概念

（2）单向板肋形结构的结构布置和计算简图

（3）单向板肋形结构按弹性理论的内力计算

（4）单向板肋形结构考虑塑性变形内力重分布的内力计算基本原理。

（5）单向板肋形结构的截面设计和构造要求。

（6）双向板肋形结构的设计

（7）钢筋混凝土刚架结构

（8）钢筋混凝土牛腿设计

2.基本要求

（1）掌握利用图表计算连续板、梁的内力；绘制连续梁的内力包络图及

连续板、梁的折算荷载。

（2）了解按考虑塑性变形内力重分布方法计算连续板、梁的内力。

（3）熟悉连续板、梁的截面设计、连续板、梁的构造要求。

（4）熟悉按弹性方法计算内力，双向板的截面设计与构造，支承双向板的梁的内力计算特点。

（5）了解刚架结构的设计要点，刚架结构的构造。

3．支撑的课程目标

课程目标1和课程目标2

四、重点、难点、深度和广度

1. 绪论

绪论的重点是讲述钢筋混凝土的基本概念及本课程的任务与要求。主要讲述钢筋混凝土的一些特点及钢筋混凝土结构的分类，介绍本课程的特点，提出学习中应注意的几个问题。

2. 钢筋混凝土结构的材料

本部分重点介绍钢筋及混凝土的物理力学性能，包括：钢筋及混凝土的强度和变形，钢筋及混凝土之间的粘结力，钢筋的锚固与搭接。

3. 钢筋混凝土结构的计算原理

结构极限状态的定义及分类、分项系数、荷载的标准值和设计值、材料强度的标准值和设计值、承载能力和正常使用极限状态设计表达式等，都是重点内容。

4. 钢筋混凝土结构受弯构件正截面承载力计算

本部分的重点是梁的应力～应变阶段，正截面破坏特征及其与配筋率的关系，单筋、双筋、T形截面承载力计算。

关于受弯构件正截面的构造知识，可结合举例加以介绍。

5. 钢筋混凝土结构受弯构件斜截面承载力计算

本部分内容介绍受弯构件斜截面受剪承载力计算和腹筋的配置方法。其重点是斜截面破坏形态、腹筋的计算及配置要求、抵抗弯矩图的绘制以及保证斜截面抗弯能力的构造措施。有关抗剪配筋计算步骤、钢筋骨架的构造与施工图的绘制可作概略介绍。

6. 钢筋混凝土受压构件承载力计算

本部分重点是轴心受压和偏心受压构件的试验结果及承载力计算，包括截面破坏特征、基本计算公式、纵向弯曲的考虑、截面设计及承载力校核等。

受压构件的构造要求可作适当介绍。

7. 钢筋混凝土受拉构件承载力计算

本部分重点是大、小偏心受拉的界限及其计算应力图形和基本公式。

8. 钢筋混凝土受扭构件承载力计算

本部分重点包括：受扭构件的基本概念，破坏形态，开裂扭矩，纯扭构件承载力计算，钢筋混凝土构件在剪扭、弯扭作用下的承载力计算及在弯剪扭共同作用下的承截力计算。

受扭构件的配筋形式及构造要求应作概略介绍。

9. 钢筋混凝土构件的正常使用极限状态验算

本部分重点内容包括：轴心受拉构件、受弯构件、偏心受拉构件以及偏心受压构件的正截面抗裂验算和裂缝宽度验算，受弯构件的刚度计算及挠度验算。

10. 钢筋混凝土肋形结构及刚架结构

重点内容包括：单向板肋形结构的布置，计算简图及按弹性理论的计算方法，连续梁的内力包络图，单向板肋形结构的截面设计和构造要求，双向板肋形结构的内力计算、截面设计与构造等。

为便于学生做楼盖设计，考虑塑性变形内力重分布方法计算连续板、梁内力可作适当介绍。有关刚架结构、牛腿设计及基础设计，可视具体情况作介绍。

五、试验、上机、实践环节的内容及要求

为了使学生对试验手段与方法有一个初步的了解，在课程进行中，安排一次试验，训练学生使用试验设备、记录整理试验数据、编写试验报告以及从试验中分析钢筋混凝土的有机机理，加深对理论的理解。

试验内容为受弯构件正截面的斜截面承载力、抗裂和裂缝宽度、变形。

试验与实践时间约3小时。要求学生亲手操作，做观测、作记录、整理数据、编写报告，初步学会做试验的全过程。

六、习题与作业的内容与要求

为了加强基本技能的训练及巩固所学理论知识，应安排一定数量的习题与作业，并安排一定数量的习题课。

凡指定要作的习题，学生必须按时独立完成，要求做到数字准确、作图正规、书写整洁，逐步培养设计的基本技能。

习题课的主要内容有：

（1）受弯构件正、斜截面承载力计算

（2）受压构件承载力计算

（3）受拉构件承载力计算

（4）肋形结构（连续板梁或连续梁）

七、课程建设与改革（含教学思想、教学方法、教学手段）

（一）电视教学

为了使学生对钢筋混凝土构件的破坏形态与试验结果有一定的感性认识和更进一步的理解，在课程进行到适当的时候，组织观看录像片。

观看录像的主要内容有：

1、受弯构件正截面破坏试验

2、受弯构件斜截面破坏试验

3、受压构件破坏试验

（二）多媒体教学

拟采用课堂讲授、实际试验、录像片及钢筋混凝土CAI课件教学相结合的方法进行，以使学生对试验手段、试验方法有一定的感性认识，并加深对试验分析结果和计算理论的理解。

采用钢筋混凝土结构辅助学习系统（CAI），以便学生巩固所学理论知识，掌握基本构件的设计方法。

八、教学方法与教学安排

（一）教学方法

（二）教学安排

本课程总学时64学时，其中：讲授56学时，习题4学时，实验上机4学时。具体教学安排如下表所示。

（三）考核及成绩评定方式  

课程采用闭卷考试，主要考查学生对钢筋混凝土结构的基本概念、基本理论、基本设计方法等方面内容的了解和掌握程度。

九、教材和参考书目

（一）课程教材

《水工混凝土结构学》（第6版），河海大学、武汉大学、大连理工大学、郑州大学合编，中国水利水电出版社，2022年。

（二）参考材料

1. 《水工混凝土结构》，李平先主编，黄河水利出版社，2016年

2.《水工混凝土结构学习辅导及习题》，陈礼和主编，中国水利水电出版社，2012年。

3. 《水工混凝土结构设计规范》NB/T 11011-2022,中国水利水电出版社，2022.11

制定（修订）人：郭进军        审核人：程红强       批准人：程红强

制定（修订）时间：2024.02     审核时间：2024.02    批准时间：2024.02