水工鋼筋混凝土結構學課程是河海大學於2017年09月04日首次在中國大學MOOC開設的慕課、國家精品線上開放課程。該課程授課教師是汪基偉、冷飛、姚菲、蔣建華。據2021年3月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課8次。
水工鋼筋混凝土結構學課程共有9講，包括混凝土結構材料的物理力學性能、鋼筋混凝土結構設計計算理論、鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算、鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態驗算等內容。
基本介紹
- 中文名：水工鋼筋混凝土結構學
- 授課平台：中國大學MOOC
- 類 別：慕課、國家精品線上開放課程
- 提供院校：河海大學
- 開課時間：2017年09月04日（首次）
- 授課教師：汪基偉、冷飛、姚菲、蔣建華、蔣勇
課程性質,課程背景,課程定位,開課信息,課程簡介,課程大綱,教學要點,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,證書要求,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
鋼筋混凝土結構是水利水電工程中最基本的結構型式。設計鋼筋混凝土結構時，需要滿足什麼要求，怎么保證可以達到預設的要求，對各種鋼筋混凝土構件，應該按什麼原理和基本原則進行設計，又需要怎么來進行具體的計算，怎么考慮施工的方便等一系列問題都需要考慮。在此背景下，河海大學開設了水工鋼筋混凝土結構學課程。
課程定位
水工鋼筋混凝土結構學課程是水利水電類專業中的專業基礎課程。
開課信息
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年09月04日~2018年01月05日 | 汪基偉、冷飛、姚菲、蔣建華 | 1875 |
第2次開課 | 2018年02月26日~2018年06月30日 | 2705 | |
第3次開課 | 2018年09月03日~2019年01月20日 | 汪基偉、冷飛、姚菲、蔣建華、蔣勇 | 3180 |
第4次開課 | 2019年03月04日~2019年07月08日 | 2255 | |
第5次開課 | 2019年08月26日~2020年01月19日 | 冷飛 | 3551 |
第6次開課 | 2020年02月15日~2020年06月27日 | 4410 | |
第7次開課 | 2020年09月07日~2021年01月22日 | 2455 | |
第8次開課 | 2021年03月01日~2021年07月12日 | 待定 | |
註：該課程第1次開課~第9次開課學時安排均為每周4小時 | |||
（表格內容參考資料）
課程簡介
水工鋼筋混凝土結構學課程主要學習鋼筋混凝土材料的品種和力學性能，鋼筋混凝土結構的基本計算原理，鋼筋混凝土構件受彎、受剪、受壓、受拉、受扭構件承載力計算，鋼筋混凝土構件裂縫和變形驗算，鋼筋混凝土肋形結構及剛架結構以及預應力混凝土結構的設計計算。
課程大綱
緒論（2學時） 知識要點：鋼筋混凝土結構的一般概念及其特點、鋼筋混凝土結構的套用及發展、本課程的任務及特點。 第1章 鋼筋混凝土的材料（6學時） 知識要點：鋼筋的品種和力學性能、混凝土的物理力學性能、鋼筋與混凝土之間的粘結。 重點難點：鋼筋的品種、級別及力學性能、混凝土的強度及變形、保證鋼筋可靠錨固的各種構造措施。 第2章 鋼筋混凝土結構的計算原理（4學時） 知識要點：極限狀態設計理論、近似機率設計法、荷載與材料強度的取值、實用設計表達式。 第3章 受彎構件正截面承載能力計算（8學時） 知識要點：受彎構件截面形式和構造、正截面試驗研究、正截面受彎承載力計算原則、受彎構件正截面設計與承載力覆核。 第4章 鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算（10學時） 知識要點：無腹筋梁斜截面上的應力狀態及破壞形態、有腹筋梁斜截面受剪承載力計算、梁的斜截面受彎承載力、鋼筋骨架構造與施工圖繪製。 第5章 鋼筋混凝土愛壓構件承載力計算（8學時） 知識要點：軸心受壓構件正截面承載力計算、偏心受壓構件正截面承載力計算、偏心受壓構件斜截面承載力計算、偏心受壓構件截面承載力N與M的關係、雙向偏心受壓構件正截面承載力計算。 第6章 鋼筋混凝土受拉構件承載力計算（不占學時） | 知識要點：軸心受拉構件承載力計算，兩類偏心受拉破壞的破壞特徵及判別、偏心受拉構件的正截面承載力計算、偏心受拉構件斜截面承載力計算。 第7章 鋼筋混凝土受扭構件承載力計算（不占學時） 知識要點：純扭構件的實驗研究及開裂扭矩、純扭構件的破壞特徵、變角度空間桁架模型、純扭構件的承載力計算、剪扭相關性的概念、彎剪扭構件的配筋計算方法。 第8章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態驗算（6學時） 知識要點：鋼筋混凝土構件抗裂驗算、鋼筋混凝土構件裂縫寬度驗算、受彎構件的撓度驗算。 第9章 鋼筋混凝土肋形結構及剛架結構（6學時） 知識要點：單向板與雙向板的判別、單向板肋形結構的設計、雙向板肋形結構的設計。 重點難點：單向板結構布置和計算簡圖、單向板肋形結構按彈性理論的計算、單向板肋形結構按塑性理論的計算及塑性鉸、單向板肋形結構截面設計和構造要求、單塊雙向板求跨中及支座中點彎矩的方法、連續雙向板求跨中彎矩時活荷載布置方式、支承雙向板的梁的計算。 第10章 預應力混凝土結構（6學時） 知識要點：預應力混凝土的基本概念、張拉控制應力及預應力損失、預應力混凝土構件的應力分析、預應力混凝土受彎構件的設計、預應力混凝土構件的構造要求。 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
緒論 0.01 緒論 0.02 學習中需要注意的問題 單元測試 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能 1.01 鋼筋的品種 1.02 鋼筋的性能 1.03 混凝土的單軸強度 1.04 混凝土的多軸強度 1.05 混凝土的變形 1.06 鋼筋與混凝土的粘結 1.07 鋼筋的錨固與接頭 作業一：鋼筋的品種 作業二：鋼筋的性能 作業三：混凝土的單軸強度 單元測試 作業四：混凝土的變形 作業五：鋼筋與混凝土的粘結 第2章 鋼筋混凝土結構設計計算理論 單元測試 2.01 設計理論的發展 2.02 結構的功能要求、荷載效應與結構抗力 2.03 極限狀態、失效機率與可靠指標 2.04 荷載和材料強度的代表值 2.05 實用設計表達式 作業一：設計值與標準值 作業二：實用設計表達式與可靠度 第3章 鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算 單元測試 3.01 受彎構件概述 3.02 受彎構件正截面構造要求 3.03 適筋梁實驗 3.04 受彎構件正截面計算的基本假定 3.05 單筋矩形受彎構件正截面基本公式 3.06 單筋矩形截面基本公式的限制條件 3.07 受彎構件正截面計算方法 3.08 雙筋矩形受彎構件正截面 3.09 T形受彎構件概念和受壓翼緣計算寬度 3.10 T形受彎構件正截面基本公式 作業一：構造要求 作業二：受彎構件的破壞形態和破壞過程 作業三：基本假定和應力圖形等效 作業四：基本公式的限制條件 作業五：單筋矩形截面計算 作業六：雙筋矩形截面計算 作業七：T形截面計算 第4章 鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算 單元測試 4.01 受彎構件斜截面概述 4.02 斜截面受力分析 4.03 斜截面受剪的破壞形態 4.04 影響斜截面承載力的主要因素 4.05 斜截面受剪承載力公式 4.06 斜截面計算步驟與方法 4.07 抵抗彎矩圖 4.08 斜截面受彎承載力 4.09 鋼筋骨架的構造要求 4.10 施工圖的繪製 4.11 伸臂梁設計例題 作業一：斜截面承載力計算 作業二：抵抗彎矩圖和斜截面抗彎承載力 作業三：構造要求 | 第5章 鋼筋混凝土受壓構件承載力計算 單元測試 5.01 受壓構件的構造要求 5.02 軸壓構件 5.03 偏壓構件正截面破壞形態 5.04 偏壓構件正截面承載力公式 5.05 縱向彎曲對偏壓構件的影響 5.06 非對稱配筋偏壓構件正截面設計 5.07 非對稱配筋偏壓構件正截面覆核 5.08 對稱配筋偏壓構件設計 5.09 偏壓構件承載力N與M的關係 5.10 偏壓構件斜截面受剪承載力 作業一：偏心受壓構件的破壞形態 作業二：縱向彎曲的影響 作業三：不對稱配筋時的正截面設計 作業四：對稱配筋時的正截面設計 作業五：受壓構件N與M的關係 作業六：受壓構件的斜截面承載力 第8章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態驗算 單元測試 8.01 正常使用驗算的任務與重要性 8.02 正常使用極限狀態的可靠度要求 8.03 軸拉構件的抗裂驗算 8.04 受彎、偏拉與偏壓構件的抗裂驗算 8.05 裂縫成因與裂縫分布 8.06 裂縫控制方法與計算理論 8.07 基於綜合理論的裂縫寬度計算影響因素 8.08 水工混凝土設計規範規定的裂縫控制方法 8.09 變形驗算 作業一：正常作用極限狀態的可靠度要求 作業二：軸拉構件抗裂驗算 作業三：受彎、偏拉與偏壓構件構件抗裂驗算 作業四：裂縫寬度驗算 作業五：變形驗算 第9章 鋼筋混凝土肋形結構及剛架計算 9.01 單向板與雙向板的分界與受力特徵 9.02 整體式單向板肋形結構的計算簡圖 9.03 整體式單向板肋形結構按彈性方法計算 9.04 整體式單向板肋形結構按塑性方法計算 9.05 單向板肋形結構中連續板的配筋設計 9.06 單向板肋形結構中梁的配筋設計 9.07 雙向板的試驗結果 9.08 雙向板的內力計算與配筋 9.09 剛架配筋計算要點 9.10 牛腿配筋計算 作業一：計算簡圖 作業二：按彈性方法計算 作業三：按塑性方法計算 第10章 預應力混凝土結構 10.01 預應力概念與預應力建立方式 10.02 預應力的張拉控制應力 10.03 預應力損失 10.04 先張法軸拉構件應力分析 10.05 後張法軸拉構件應力分析及與先張法的比較 10.06 預應力構件與非預應力構件的比較 10.07 預應力軸心受拉構件使用階段設計 10.08 預應力軸心受拉構件施工階段驗算 《學習輔導第十章第2題答案》 作業一：預應力建立方式 作業二：張拉控制應力 作業三：預應力損失 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
緒論 0.01 緒論 0.02 學習中需要注意的問題 單元測試 第1章 混凝土結構材料的物理力學性能 1.01 鋼筋的品種 1.02 鋼筋的性能 1.03 混凝土的單軸強度 1.04 混凝土的多軸強度 1.05 混凝土的變形 1.06 鋼筋與混凝土的粘結 1.07 鋼筋的錨固與接頭 作業一：鋼筋的品種 作業二：鋼筋的性能 作業三：混凝土的單軸強度 作業四：混凝土的變形 單元測試 作業五：鋼筋與混凝土的粘結 第2章 鋼筋混凝土結構設計計算理論 2.01 設計理論的發展 2.02 結構的功能要求、荷載效應與結構抗力 2.03 極限狀態、失效機率與可靠指標 2.04 荷載和材料強度的代表值 2.05 實用設計表達式 作業一：設計值與標準值 單元測試 作業二：實用設計表達式與可靠度 第3章 鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算 3.01 受彎構件概述 3.02 受彎構件正截面構造要求 3.03 適筋梁實驗 3.04 受彎構件正截面計算的基本假定 3.05 單筋矩形受彎構件正截面基本公式 3.06 單筋矩形截面基本公式的限制條件 3.07 受彎構件正截面計算方法 3.08 雙筋矩形受彎構件正截面 3.09 T形受彎構件概念和受壓翼緣計算寬度 3.10 T形受彎構件正截面基本公式 作業一：構造要求 作業二：受彎構件的破壞形態和破壞過程 作業三：基本假定和應力圖形等效 作業四：基本公式的限制條件 作業五：單筋矩形截面計算 作業六：雙筋矩形截面計算 單元測試 作業七：T形截面計算 第4章 鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算 4.01 受彎構件斜截面概述 4.02 斜截面受力分析 4.03 斜截面受剪的破壞形態 4.04 影響斜截面承載力的主要因素 4.05 斜截面受剪承載力公式 4.06 斜截面計算步驟與方法 4.07 抵抗彎矩圖 | 4.08 斜截面受彎承載力 4.09 鋼筋骨架的構造要求 4.10 施工圖的繪製 4.11 伸臂梁設計例題 作業一：斜截面承載力計算 作業二：抵抗彎矩圖和斜截面抗彎承載力 作業三：構造要求 單元測試 第5章 鋼筋混凝土受壓構件承載力計算 5.01 受壓構件的構造要求 5.02 軸壓構件 5.03 偏壓構件正截面破壞形態 5.04 偏壓構件正截面承載力公式 5.05 縱向彎曲對偏壓構件的影響 5.06 非對稱配筋偏壓構件正截面設計 5.07 非對稱配筋偏壓構件正截面覆核 5.08 對稱配筋偏壓構件設計 5.09 偏壓構件承載力N與M的關係 5.10 偏壓構件斜截面受剪承載力 作業一：偏心受壓構件的破壞形態 作業二：縱向彎曲的影響 作業三：不對稱配筋時的正截面設計 作業四：對稱配筋時的正截面設計 單元測試 作業五：受壓構件N與M的關係 第8章 鋼筋混凝土構件正常使用極限狀態驗算 作業二：軸拉構件抗裂驗算 8.01 正常使用驗算的任務與重要性 8.02 正常使用極限狀態的可靠度要求 8.03 軸拉構件的抗裂驗算 8.04 受彎、偏拉與偏壓構件的抗裂驗算 8.05 裂縫成因與裂縫分布 8.06 裂縫控制方法與計算理論 8.07 基於綜合理論的裂縫寬度計算影響因素 8.08 水工混凝土設計規範規定的裂縫控制方法 8.09 變形驗算 作業一：正常作用極限狀態的可靠度要求 作業三：受彎、偏拉與偏壓構件構件抗裂驗算 作業四：裂縫寬度驗算 作業五：變形驗算 單元測試 第9章 鋼筋混凝土肋形結構及剛架計算 9.01 單向板與雙向板的分界與受力特徵 9.02 整體式單向板肋形結構的計算簡圖 9.03 整體式單向板肋形結構按彈性方法計算 9.04 整體式單向板肋形結構按塑性方法計算 9.05 單向板肋形結構中連續板的配筋設計 9.06 單向板肋形結構中梁的配筋設計 9.07 雙向板的試驗結果 9.08 雙向板的內力計算與配筋 9.09 剛架配筋計算要點 9.10 牛腿配筋計算 作業一：計算簡圖 作業二：按彈性方法計算 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
教學要點
| 章節 | 重點難點 |
|---|---|
第1章 | 鋼筋的品種、級別及力學性能、混凝土的強度及變形、保證鋼筋可靠錨固的各種構造措施。 |
第2章 | 結構的功能要求、兩類極限狀態、荷載效應與結構抗力、失效機率與可靠指標、荷載的分類與取值、材料強度標準值、五種分項係數、實用設計表達式的運用。 |
第3章 | 受彎構件正截面應力和應變發展三階段、正截面破壞特徵、承載力計算四項基本假定、公式的適用條、計算應力圖形及基本公式、適筋與超筋破壞的界限條件。 |
第4章 | 斜裂縫發生前後應力狀態、無腹筋梁和有腹筋梁剪下破壞三種破壞形態、斜截面受剪承載力計算公式、計算步驟及公式適用條件、抵抗彎矩圖的繪製、保證梁的斜截面受彎承載力的構造措施、梁的構造措施、鋼筋表的繪製。 |
第5章 | 軸心受壓短柱應力應變的變化及徐變的影響、長柱縱向彎曲及穩定係數、偏心受壓構件兩類破壞形態的根本區別與判別、偏心距增大係數、偏心受壓構件截面設計與承載力覆核、垂直彎矩作用平面的承載力覆核、偏心受壓構件N與M相關曲線圖的意義、大小偏心受壓構件的最不利內力組合。 |
第6章 | 大、小偏心受拉構件的破壞特徵及判別。 |
第7章 | 純扭構件的破壞形態及開裂扭矩、受扭構件配筋形式和構造要求、變角度空間桁架模型、純扭構件的承載力計算、剪扭相關性的概念、彎剪扭構件的鋼筋計算方法。 |
第8章 | 裂縫控制等級、截面抵抗矩塑性係數、裂縫開展的機理、減小裂縫寬度的措施、鋼筋混凝土受彎構件剛度與勻質材料梁的抗彎剛度的區別、鋼筋混凝土構件短期及長期剛度的計算。 |
第9章 | 單向板結構布置和計算簡圖、單向板肋形結構按彈性理論的計算、單向板肋形結構按塑性理論的計算及塑性鉸、單向板肋形結構截面設計和構造要求、單塊雙向板求跨中及支座中點彎矩的方法、連續雙向板求跨中彎矩時活荷載布置方式、支承雙向板的梁的計算。 |
第10章 | 施加預應力的方法、預應力混凝土的材料、張拉控制應力的確定、各種預應力損失的計算、預應力混凝土軸心受拉構件的應力分析、預應力混凝土受彎構件應力分析、受彎構件承載力計算、受彎構件抗裂驗算。 |
（註：表格內容參考資料）
課前預備
預備知識
學習該課程前，學習者需要具備理論力學、材料力學、結構力學知識。
學習資料
| 書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《水工鋼筋混凝土結構學（第5版）》 | 河海大學等四校合編 | 2016年 | |
《水工鋼筋混凝土結構學習指導》 | 汪基偉、夏友明 | 2018年 | |
《水工混凝土結構設計規範（DL/T 5057-2009）》 | - | - | - |
《水工混凝土結構設計規範（SL 191-2008）》 | - | - | - |
（註：表格內容參考資料）
授課目標
知識目標：掌握水工鋼筋混凝土結構構件設計計算的基本理論和構造知識；
能力目標：能夠獨立進行水工鋼筋混凝土結構和構件的設計。
證書要求
最終綜合得分達到60分，可申請合格證書。
所獲榮譽
2019年1月8日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2018年國家精品線上開放課程”。
教師簡介
汪基偉，河海大學教授。
冷飛，河海大學講師。
姚菲，河海大學副教授。
蔣建華，河海大學土木與交通學院結構工程研究所副教授，主要研究方向：鋼筋混凝土結構耐久性；主講本科生課程：鋼筋混凝土結構。
蔣勇，河海大學講師。
