《水工混凝土结构》课程教学大纲.doc

水工混凝土结构课程教学大纲学 分：8学 时：120（6学时/周，20周），其中理论讲授62学时，习题实训58学时。适用专业：高职水利水电建筑工程专业、水利工程施工技术、水利工程实验与检测技术专业、工程监理专业等1 课程定位水工混凝土结构是水利水电建筑工程专业的一门专业技能课程，引入了水工混凝土结构设计等水利行业规范。课程的任务是教会学生进行常用水工混凝土结构构件（梁、板、柱、肋形结构等）的结构设计计算，绘制与识读结构施工图。通过本课程的学习，为学生后续课程学习、顶岗实习、毕业后能胜任施工员等岗位工作及技能证书考核起到良好的支撑作用。前导课程： 工程力学、水工混凝土材料等后续课程： 水利工程施工技术、水闸设计与施工等2 工作任务和课程目标2.1 工作任务及职业能力本课程的工作任务及能力分析见表1。表1 工作任务与职业能力分析表工作领域工作任务职业能力学习项目水工混凝土结构钢筋、混凝土材料选择会选择钢筋、混凝土材料结构设计基本理论理解结构设计基本理论能计算截面荷载效应组合值钢筋混凝土梁板设计会设计钢筋混凝土梁板钢筋混凝土梁板设计识读钢筋混凝土梁板结构图能识读钢筋混凝土梁板结构图钢筋混凝土柱设计会设计钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱设计识读钢筋混凝土柱结构图能识读钢筋混凝土柱结构图肋形结构设计会设计肋形结构肋形结构设计识读肋形结构的结构图能识读肋形结构的结构图渡槽结构设计会设计渡槽结构渡槽结构设计识读渡槽结构图能识读渡槽结构图2.2 课程目标根据课程面对的工作任务和职业能力要求，本课程的教学目标见表2。表2 水工混凝土结构课程教学目标名 称教 学 目 标知识目标（1）掌握钢筋混凝土结构设计基本知识； （2）掌握钢筋混凝土梁板的结构构造知识； （3）掌握钢筋混凝土柱的结构构造知识； （4）理解肋形结构的结构构造知识；（5）理解渡槽的结构构造知识。技能目标（1）会设计钢筋混凝土梁板、识读钢筋混凝土梁板结构图；（2）会设计钢筋混凝土柱、识读钢筋混凝土柱结构图；（3）会设计肋形结构、识读肋形结构结构图；（4）会设计渡槽结构、识读渡槽结构图。态度目标（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨； （4）诚实守信；（5）团结协作。3 教学组织根据本课程的工作任务与职业能力分析，为使学生会设计常用水工钢筋混凝土结构构件，识读混凝土结构图，本课程设计了5个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成14个学习型工作任务。课程教学组织见表3。表3 教学组织表学习项目编号学习项目名称学习型工作任务学时第一次课课程介绍22项目一结构设计基本理论1-1钢筋与混凝土261-2结构设计基本理论4项目二钢筋混凝土梁板设计2-1 单筋矩形截面梁板设计26362-2 双筋矩形截面梁设计42-3 T矩形截面梁板设计4考核2项目三钢筋混凝土柱设计3-1 轴心受压柱的设计2203-2 偏心受压柱的设计123-3 受拉构件的设计4考核2项目四肋形结构设计4-1 单向板肋形结构板的设计10364-2 单向板肋形结构次梁设计84-3 单向板肋形结构主梁设计124-4 双向板肋形结构设计4考核2项目五渡槽结构设计5-1 渡槽槽身横向结构设计12205-2 渡槽槽身纵向结构设计6考核2总 计1204 教学内容与能力要求本课程四个项目的具体教学内容与能力要求见表48。表4 项目一教学内容与能力要求项目名称钢筋混凝土梁板设计参考课时6学时学习型工作任务1-1 钢筋与混凝土2学时1-2 结构设计基本理论4学时项目任务让学生学会选择钢筋、混凝土材料，会计算截面荷载效应组合值。教学内容（1）钢筋； （2）混凝土；（3）钢筋与混凝土的粘结；（4）钢筋的锚固与连接；（5）结构的功能与极限状态；（6）作用与抗力；（7）荷载与材料强度；（8）结构的可靠度（9）设计表达式教学目标知识（1）掌握钢筋的分类；（2）掌握钢筋的力学性能；（2）掌握混凝土的强度；（4）掌握混凝土的力学性能；（5）理解钢筋与混凝土的黏结力；（6）理解钢筋连接构造规定；（7）理解钢筋锚固构造规定；（8）理解极限状态概念与分类；（9）理解作用与抗力概念；（10）理解荷载与材料强度取值；（11）理解可靠度概念；（12）理解结构设计表达式含义；技能（1）能选择钢筋、混凝土材料；（2）能计算截面荷载效应组合值；态度（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨；（4）诚实守信；（5）团结协作。教学任务与实施教学任务（1）钢筋的分类与力学性能； （2）混凝土的强度与力学性能；（3）钢筋与混凝土的粘结； （4）结构的概念与教学状态；（5）作用与抗力 ； （6）结构的可靠度；（7）结构设计表达式。 教学实施：选择钢筋、混凝土；计算截面荷载效应组合值。项目成果（1）作业。技术规范水工混凝土结构设计规范（SL191-2008）、水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1995）、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499.2-2007）、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB1499.1-2008）等。学生角色设计人员教师能力具备熟练使用工具书能力；具备独立完成钢筋混凝土梁板设计能力。教师数量专任教师1人兼职教师1人考核评价参考课程考核实施方案表5 项目二教学内容与能力要求项目名称钢筋混凝土梁板设计参考课时36学时学习型工作任务2-1 单筋矩形截面梁板设计26学时2-2 双筋矩形截面梁设计4学时2-3 T形截面梁板设计4学时 考核2学时项目任务让学生学会设计钢筋混凝土梁板，识读钢筋混凝土梁板结构图。教学内容（1）钢筋、混凝土；（2）钢筋与混凝土的粘结；（3）钢筋混凝土结构设计基本原理；（4）梁板构造知识；（5）单筋矩形截面梁板受弯承载力计算；（6）单筋矩形截面梁受剪承载力计算；（7）单筋矩形截面梁板抗裂验算；（8）单筋矩形截面梁板裂缝宽度验算；（9）单筋矩形截面梁板变形验算；（10）梁板结构施工图；（11）双筋矩形截面梁的设计；（12）T形截面梁板设计。教学目标知识（1）熟悉钢筋、混凝土的材料性能；（2）熟悉钢筋的锚固与连接；（2）掌握混凝土结构设计基本原理；（4）掌握梁板的构造知识；（5）理解梁的破坏过程及特征；（6）掌握单筋矩形截面梁板受弯承载力计算；（7）掌握单筋矩形截面梁受剪承载力计算；（8）理解单筋矩形截面梁板抗裂验算；（9）理解单筋矩形截面梁板裂缝宽度验算；（10）理解单筋矩形截面梁板变形验算；（11）梁板结构施工图；（12）掌握双筋矩形截面梁的设计；（13）掌握T形截面梁板设计。技能（1）能熟练设计矩形截面梁；（2）能熟练设计矩形截面板；（3）能熟练设计T形截面梁板；（4）能熟练绘制梁板配筋图；（5）能熟练计算梁板钢筋用量。态度（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨；（4）诚实守信；（5）团结协作。教学任务与实施教学任务（1）钢筋混凝土结构设计基础知识； （2）梁板构造知识及梁的破坏；（3）单筋矩形截面梁板正截面受弯承载力计算； （4）单筋矩形截面梁斜截面受剪承载力计算；（5）单筋矩形截面梁斜截面受弯承载力； （6）钢筋混凝土梁板正常使用极限状态验算；（7）钢筋混凝土梁板结构施工图； （8）双筋矩形截面梁的设计；（9）T形截面梁板设计。 教学实施：对常见水利工程中钢筋混凝土梁板进行设计。项目成果（1）作业；（2）设计计算书；（3）结构施工图。技术规范水工混凝土结构设计规范（SL191-2008）、水工建筑物荷载设计规范（DL5077-1995）、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499.2-2007）、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB1499.1-2008）等。学生角色设计人员教师能力具备熟练使用工具书能力；具备独立完成钢筋混凝土梁板设计能力。教师数量专任教师1人兼职教师1人考核评价参考课程考核实施方案表6 项目三教学内容与能力要求项目名称钢筋混凝土柱设计参考课时20学时学习型工作任务3-1 轴心受压柱设计 2学时3-2 偏心受压柱设计12学时3-3 受拉构件设计4学时考核2学时项目任务让学生学会设计钢筋混凝土柱，识读钢筋混凝土柱结构图。教学内容（1）柱的构造知识；（2）轴心受压柱设计；（3）偏心受压非对称配筋柱设计；（4）偏心受压对称配筋柱设计；（5）轴心受拉构件设计；（6）偏心受拉构件设计；（7）柱的抗裂验算；（8）柱的裂缝宽度验算。教学目标知识（1）掌握柱的构造知识；（2）掌握轴心受压柱的承载力计算；（3）掌握偏心受压非对称配筋柱承载力计算；（4）掌握偏心受压对称配筋柱承载力计算；（5）掌握受拉构件承载力计算；（6）理解柱的抗裂验算；（7）理解柱的裂缝宽度验算；（8）掌握柱的结构施工图。技能（1）能熟练设计钢筋混凝土轴心受压柱；（2）能熟练设计钢筋混凝土偏心受压柱；（3）能熟练设计受拉构件；（4）能熟练绘制柱的配筋图；（5）能熟练计算柱的钢筋用量。态度（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨；（4）诚实守信；（5）团结协作。教学任务与实施教学任务（1）柱的截面尺寸拟定和材料选择； （2）轴心受压柱承载力计算；（3）偏心受压柱承载力计算； （4）受拉构件承载力计算；（5）钢筋混凝土柱正常使用极限状态验算； （6）钢筋混凝土柱结构施工图的绘制。教学实施：对常见水利工程的钢筋混凝土柱进行设计。项目成果（1）作业；（2）设计计算书；（3）结构施工图。技术规范水工混凝土结构设计规范、水工建筑物荷载设计规范等。学生角色设计人员教师能力具备熟练的工具书使用能力；具备独立完成钢筋混凝土柱设计能力。教师数量专任教师1人兼职教师1人考核评价参考课程考核实施方案表7 项目四教学内容与能力要求项目名称肋形结构设计参考课时36学时学习型工作任务4-1 单向板肋形结构板的设计 10学时4-2 单向板肋形结构次梁设计8学时4-3 单向板肋形结构主梁设计12学时4-4 双向板肋形结构设计4学时考核2学时项目任务让学生学会设计钢筋混凝土肋形结构，识读钢筋混凝土肋形结构的结构图。教学内容（1）多跨连续梁板计算简图的确定与内力计算；（2）多跨连续梁板内力包络图的绘制；（3）单向板肋形结构板的设计与构造； （4）单向板肋形结构次梁设计与构造；（5）单向板肋形结构主梁设计与构造；（6）双向板肋形结构板的设计与构造。教学目标知识（1）掌握计算跨度的计算方法；（2）理解折算荷载的概念；（3）理解最不利荷载布置原则；（4）理解内力包络图的概念；（5）理解单向板肋形结构板的配筋构造；（6）理解单向板肋形结构次梁的配筋构造；（7）理解单向板肋形结构主梁的配筋构造；（8）理解双向板肋形结构配筋构造；（9）掌握肋形结构配筋图的绘制；（10）掌握肋形结构钢筋用量的计算方法。技能（1）会进行单向板肋形结构板的设计；（2）会进行单向板肋形结构次梁设计；（3）会进行单向板肋形结构主梁设计；（4）会进行双向板肋形结构板的设计；（5）会绘制肋形结构配筋图；（6）会计算肋形结构的钢筋用量。态度（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨；（4）诚实守信；（5）团结协作。教学任务与实施教学任务（1）肋形结构梁板尺寸拟定和材料选择； （2）计算跨度确定；（3）荷载计算； （4）内力计算；（5）配筋计算； （6）编制设计计算报告；（7）肋形结构配筋图的绘制； （8）编制钢筋表。教学实施：对常见水利工程中的肋形结构进行设计。项目成果（1）作业；（2）设计计算书；（3）结构施工图。技术规范水工混凝土结构设计规范、水工建筑物荷载设计规范等。学生角色设计人员教师能力具备熟练的工具书使用能力；具备独立完成钢筋混凝土肋形结构的设计能力。教师数量专任教师1人兼职教师1人考核评价参考课程考核实施方案表8 项目五教学内容与能力要求项目名称渡槽结构设计参考课时20学时学习型工作任务5-1 渡槽槽身横向结构设计 12学时5-2 渡槽槽身纵向结构设计6学时考核2学时项目任务让学生学会设计钢筋混凝土渡槽，识读钢筋混凝土渡槽的结构图。教学内容（1）渡槽槽身人行桥设计；（2）渡槽槽身侧墙设计；（3）渡槽槽身底板设计； （4）槽身纵向结构设计；（5）渡槽配筋图的绘制；（6）编制渡槽钢筋表。教学目标知识（1）掌握渡槽槽身人行桥设计要点与构造；（2）掌握渡槽槽身侧墙设计要点与构造；（3）掌握渡槽槽身底板设计要点与构造；（4）掌握槽身纵向结构设计要点与构造。技能（1）会进行渡槽槽身横向结构设计；（2）会进行槽身纵向结构设计；（3）会绘制渡槽配筋图；（4）会编制渡槽钢筋表。态度（1）刻苦学习； （2）吃苦耐劳；（3）科学严谨；（4）诚实守信；（5）团结协作。教学任务与实施教学任务（1）渡槽槽身尺寸拟定和材料选择； （2）计算跨度确定；（3）荷载计算； （4）内力计算；（5）配筋计算； （6）编制设计计算报告；（7）渡槽结构配筋图的绘制； （8）编制渡槽钢筋表。教学实施：对常见渡槽进行结构设计。项目成果（1）作业；（2）设计计算书；（3）结构施工图。技术规范水工混凝土结构设计规范、水工建筑物荷载设计规范等。学生角色设计人员教师能力具备熟练的工具书使用能力；具备独立完成钢筋渡槽结构的设计能力。教师数量专任教师1人兼职教师1人考核评价参考课程考核实施方案 5 教学方法与手段本课程采用工学结合、理实一体的教学模式，各项目教学采用的具体教学方法、手段见表9。表9 项目教学方法与手段项目编号项目名称教学方法与手段项目一结构设计基本理论教学方法：项目导向、任务驱动、案例分析、模型教学、多媒体演示、边讲边练、互动教学等。教学手段：多媒体、模型、图片、录像等。项目二钢筋混凝土梁板设计教学方法：项目导向、任务驱动、案例分析、模型教学、多媒体演示、边讲边练、互动教学等。教学手段：多媒体、模型、图片、录像等。项目三钢筋混凝土柱设计教学方法：项目导向、任务驱动、案例分析、模型教学、多媒体演示、边讲边练、互动教学等。教学手段：多媒体、模型、图片、录像等。项目四肋形结构设计教学方法：项目导向、任务驱动、案例分析、模型教学、多媒体演示、边讲边练等。教学手段：多媒体、模型、图片等。项目五渡槽结构设计教学方法：项目导向、任务驱动、案例分析、模型教学、多媒体演示、边讲边练等。教学手段：多媒体、模型、图片等。6 考核与评价本课程采用过程性评价和结果性评价相结合的考核评价模式。课程考核成绩组成见表10：其中过程性评价成绩占课程总成绩的60%，结果性评价成绩占课程总成绩的40%。过程性评价以项目（表11）为单元来进行，过程性评价不合格者该课程考核不合格，过程性考核与结果性考核均合格才能判定该课程考核合格。结果性评价通过学期末的集中考试（开卷）进行，考试包括概念题（30分）和小型结构设计计算题（70分），重点考查学生的结构计算、绘制识读配筋图和编制钢筋表的岗位工作技能。每个项目成绩都是从知识、技能、态度三方面考核，考核依据是提交的成果、作业、平时表现等。表10 课程整体成绩表考核类型成绩权重课程整体成绩项目考核10060%100集中考试10040%表11 课程考核成绩表项目名称成绩权重项目成绩项目成绩权重课程考核成绩结构设计基本理论知识10030%10010%技能10050%态度10020%钢筋混凝土梁板设计知识10030%10020%100技能10050%态度10020%钢筋混凝土柱设计知识10030%10020%技能10050%态度10020%肋形结构设计知识10020%10025%技能10060%态度10020%渡槽结构设计知识10020%10020%技能10060%态度10020%7 建议与说明7.1 重点及难点（1）重点学习内容1）单筋矩形截面梁板设计（正截面受弯承载力计算、斜截面受剪承载力计算）；2）双筋矩形截面梁的设计；3）T形截面梁板设计；4）轴心受压柱设计（正截面受压承载力计算）；5）大偏心受压柱设计（对称与非对称配筋）；6）大偏心受拉构件设计；7）单向板肋形结构板、次梁和主梁设计（内力计算、配筋计算、绘制配筋图、计算钢筋用量）；8）双向板肋形结构板的设计；9）渡槽槽身结构设计（内力计算、配筋计算、绘制配筋图、计算钢筋用量）。（2）学习难点1）双筋矩形截面梁设计；2）T形截面梁板设计；3）大偏心受压柱设计（非对称配筋）；4）单向板肋形结构板、次梁和主梁设计；5）双向板肋形结构板的设计；6）内力（弯矩、剪力）包络图的绘制；7）结构施工图的绘制。7.2 引入的行业标准水工混凝土结构课程所依据的行业标准如下，其中主要依据水工混凝土结构设计规范和水工建筑物荷载设计规范两个规范。（1）水工混凝土结构设计规范（SL 191-2008）（2）水工建筑物荷载设计规范（DL 5077-1997）（3）水利水电工程制图标准 水工建筑图（SL 73.2-95）7.3 参考教材（1）王建伟，郭遂安主编.水工钢筋混凝土结构.郑州：黄河水利出版社，2011（2）彭明，王建伟主编.建筑结构.郑州：黄河水利出版社，2009（3）彭明，王建伟主编.建筑结构.北京：中国水利水电出版社，2010（4）水工混凝土结构学.北京：中国水利水电出版社，20097.4 参考网站（1）水工混凝土结构精品课程网站：（2）水利工程网：（3）网易结构：（4）建筑结构：7.5 参考期刊（1）建筑结构 中国建筑设计研究院主办（2）工业建筑 中冶集团建筑研究总院主办（3）建筑结构学报 中国建筑学会主办（4）人民黄河 水利部黄河水利委员会主办（5）黄河水利职业技术学院学报 黄河水利职业技术学院主办