高等混凝土结构理论与应用
0859土木水利专业学位研究生核心课程指南
一、课程概述
混凝士结构已有150余年的发展历史，是一种目前广泛采用工程结构形式，在土木工程中得到非常广泛的应用。近20年来，高性能混凝土和高强钢材的大量应用给混凝土结构注入了新的活力，相信混凝土结构仍将在未来土木工程中得到更加广泛的应用。
本课程是土木水利类专业学位硕士研究生的一门重要核心专业课程，具有很强的理论性和实践性。按照专业学位工程硕士研究生的培养目标和定位，围绕混凝土结构安全、适用、耐久和坚固的基本要求，培养研究生的专业素养、研究能力和解决工程实际问题的能力，为研究生毕业后从事混凝土结构及相关的研究和应用打下坚实的理论基础。
二、先修课程
材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、土木工程材料、混颖土结构设计原理、混凝土结构设计。
三、课程目标
通过本课程的学习，进一步加深对混凝士结构基本理论和设计方法的理解，了解最新研究进展，注重知识的深化和扩展，侧重理论与方法的应用。掌握混凝土和钢筋的力学性能、本构关系和破坏准则，混凝土与钢筋的组合作用，混凝土基本构件受力和变形性能、破坏机理、力学模型、设计理论和方法，混凝土结构的非线性分析和抗连续倒塌设计，以及混凝土构件的抗震性能、疲劳性能、抗爆性能、抗高温性能和耐久性等。培养研究生捕捉学科研究前沿的能力，深入了解规范的理论背景，培养科学的思维方法、研究方法和解决工程问题的能力。
四、适用对象
土木水利类专业学位工程硕士研究生和工程博士研究生。
五、授课方式
充分利用多媒体教学的优势，以课堂讲授为主，辅以研究生自学和集中讨论，邀请知名专家进行国内外最新研究进展的专题讲座，邀请设计大师进行国内外典型和重大工程设计的专题讲座。
六、课程内容
第一章 材料力学性能
（一）主要内容
（1）混凝土力学性能，主要包括受力特点和破坏机理、抗压强度和变形、抗拉强度和变形、抗剪强度和变形、徐变和收缩。
（2）多种结构混凝土，主要包括超高强混凝土、轻质混凝土、纤维混凝土等。
（3)多轴强度和本构关系，主要包括试验装置和方法、典型破坏形态、强度和变形一般规律、破坏准则、本构关系。
（4）钢筋力学性能，主要包括钢筋应力-应变关系、反复荷载下的变形、冷加工强化、松弛。
(二)重点和难点：
(1)确定混凝土强度和变形的基本原理与方法。
(2)混凝土单轴应力-应变曲线特性及其数学模型。
(3)复杂受力状态(复合受力、重复荷载等)对混凝土力学性能的影响。
(4)(超)高性能混凝土的力学性能。
(5)多轴受力状态下混凝土强度准则和本构关系。
(6)在反复荷载下钢筋变形及其数学模型。
第二章 钢筋和混凝土的组合作用
(一)主要内容：
(1)钢筋与混凝土粘结，主要包括试验方法、粘结强度、粘结机理、影响因素、本构模型。
(2)约束混凝土，主要包括螺旋箍筋约束混凝土、矩形箍筋约束混凝土、钢管约束混凝土。
(二)重点和难点：
(1)钢筋与混凝土粘结粘结机理、试验方法、本构模型。
(2)不同形式约束混凝土约束机埋、约束应力、约束混凝土强度和应变计算、本构关系模型。
第三章 基本构件的承载力和变形
(一) 主要内容：
(1)轴向受力构件，主要包括轴向受压构件和受拉构件的受力全过程分析、承载力计算、设计方法。
(2)受弯构件、压(拉)弯构件正截面承载力，主要包括受弯构件、压(拉)弯构件的破坏机理、破坏形态、截面分析的一般方法、极限承载力计算、长柱的二阶效应、设计方法。
(3)斜面截面受剪承载力，主要包括无腹筋和有腹筋梁的破坏形态、影响因素、受剪承载力计算模型、尺寸效应、多种受力状态受剪承载力计算、设计方法。
(4)扭曲截面承载力，主要包括纯扭构件的承载力、复合受扭构件的受力机理和相关性、承载力计算模型、设计方法。
(5)深受弯构件，主要包括B区与D区的概念，压杆-拉杆模型，压杆、拉杆和节点的强度，压—拉杆模型设计方法。
(6)受拉裂缝，主要包括裂缝的成因及控制、开裂内力、裂缝机理和裂缝宽度计算。
(7)弯曲刚度和变形，主要包括构件的变形及控制、截面刚度和变形计算。
(二)重点和难点：
(1)轴向受力构件的受力和变形全过程分析。
(2)压弯构件承载力和变形分析的基本原理和方法。
(3)长柱的二阶效应分析方法。
(4)混凝土梁的受剪机理、破坏形态、影响因素、修正压力场理论。
(5)受剪构件受剪承载力计算模型和方法。
(6)复合受扭构件的受力机理及承载力计算方法。
(7)压杆-拉杆模型的构建方法、压-拉杆模型设计方法、软化压-拉杆模型设计方法。
(8)裂缝形成机理及裂缝宽度计算方法。
(9)截面刚度及变形计算方法。
第四章 构件的特殊受力性能
(一)主要内容：
(1)抗震性能，主要包括混凝土结构抗震性能特点、单调荷载下构件的延性、反复荷载下构件的滞回性能、塑性铰、恢复力模型。
(2)疲劳性能，主要包括混凝土和钢筋的疲劳性能、粘结疲劳性能、构件疲劳性能。
(3)抗爆性能，主要包括结构的抗爆特点、快速加载下的材料性能、构件抗爆性能。
(4)抗高温性能，主要包括结构的抗高温特点、截面的温度场、材料的高温力学性能、耦合本构关系、构件高温性能。
(5)耐久性，主要包括渗透、碳化、钢能锈蚀、冻融、碱—骨料反应等，耐久性失效，耐久性设计和评估。
(二)重点和难点：
(1)截面、构件和结构的延性，延性系数计算，常见构件的滞回模型。
(2)混凝土、钢筋以及二者之间粘结的疲劳性能；构件疲劳性能及验算方法。
(3)快速加载条件下材料和构件的受力性能。
(4)截面温度场的分布规律，构件在高温下力学性能的退化现律，温度—应力耦合本构关系。
(5)影响混凝土结构耐久性的主要因素及控制，耐久评估和寿命预测方法。
第五章 混凝土结构结构非线性分析
(一)主要内容：
混凝土结构分析方法、混凝土结构非线性杆系有限元法、非线性分析的模型化、静力弹塑性分析法、动力弹塑性分析法、极限分析方法。
(二)重点和难点：
(1)混凝土杆系结构非线性全过程分析法，非线性单元模型和本构模型、
(2)混凝土结构静力弹塑性分析法、动力弹塑性分析法。
第六章 混凝土结构抗倒塌设计理论与方法
(1)混凝土结构抗连续倒塌的基本思想，拉结构件法和拆除构件法。
(2)混凝土结构抗地震倒塌的主要计算方法，计算模型、抗倒塌能力及抗倒塌易损性计算原理。
（二）重点和难点：
（1）抗连续倒塌的拉结构件法和拆除构件法。
（2）抗地震倒塌的计算模型、抗倒塌能力及抗倒塌易损性计算原理。
七、考核要求
采用开卷考试和大作业考核方式，重在考查学生独立思考、解决实际问题的能力。开卷考试时间在3~3.5小时，占考试成绩的60%~70%；大作业按专题布置，原则上不少于6~8个，占考核成绩的30%~40%。
八、编写成员名单
史庆轩(西安建筑科技大学)、冯鹏(清华大学)、贡金鑫(大连理工大学)，门进杰(西安建筑科技大学)、王秋维(西安建筑科技大学)
