自我介绍，熟悉学生。
讲明《结构设计原理》专业基础课的重要性。
总论(general remarks)一、本课程的任务及与其它课程的关系1、本课程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，它是学习和掌握桥梁工程和其它道路人工构造物设计的基础。
是属“界于基础课和专业课之间的技术基础课”（1）工程结构：建筑物中承受作用和传递作用的各个部件的总和统称为结构（或构造物的承重骨架组成部分统称为结构）。
（2）基本构件：组成构造物承重骨架的各种杆件和结点。
结构由构件组成，按受力特点可分为：受弯构件（梁和板）、受压构件、受拉构件、受扭构件等。
2、与其他几门课程的关系材料力学：提供截面应力、应变的计算方法（截面计算）； 结构力学：提供结构在施加荷载后，各截面的荷载（理想状况）； 桥梁工程：提供结构在施加荷载后，各截面的荷载（实际应用）； 本课程：主要是通过由桥梁工程提供的截面荷载，对截面进行设计或验算。
3、结构的分类：钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、石材及混凝土结构（圬工结构）、钢结构和木结构等。
本书将介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、石材及混凝土结构等结构的材料特点及基本构件受力性能、设计计算方法和构造。
二、各种工程结构的特点及使用范围：（一）各种材料结构的特点：1、结构重量：以材料容重γ与容许应力[]σ之比（[]γσ）作为比较标准，以钢结构重量为1.0，则其它结构的相对重量大致为不同的数值。
从以上比较可以看出，在跨径较大的永久性桥梁结构中，采用预应力混凝土结构是十分合理和经济的。
2、使用性能：从结构抗变形的能力（即刚度）、结构的延性、耐久性和耐火性等方面来说，则以钢筋混凝土结构和圬工结构较好；钢结构和木结构需防护和保养维修。
预应力混凝土结构的耐久性比钢筋混凝土结构更好，但其结构延性则不如钢筋混凝土结构好。
3、建筑速度：砖石及混凝土结构和钢筋混凝土结构较易就地取材；钢、木结构则易于快速施工。
（二）各种结构的使用范围： 各种工程结构的特点及使用范围如下：1、钢筋混凝土结构：应用广泛，如各种桥梁、涵洞、路、水工结构和房屋建筑等。
钢筋抗拉性好，混凝土具有较高的抗压强度，抗拉强度低。
混凝土材料便于就地取材，混凝土可模性好，结构造型灵活。
该结构整体性、耐久性较好，在公路与城市道路工程，桥梁工程中，主要用于中小跨径桥、涵洞、挡土墙以及形状复杂的中、小型构件等。
缺点：自重较大、抗裂性较差、修补困难。
2、预应力混凝土结构：发展迅速，是现今桥梁工程中应用较广泛的一种结构。
采用高强度钢筋和高强度混凝土材料，并采用相应张拉钢筋的施工工艺在结构构件中建立预应力的结构。
由于采用了高强度材料和预应力工艺，节省了材料，减小了构件截面尺寸，进而减轻自重，适于建造由恒载控制设计的大跨径桥梁。
缺点：高强度材料单价高，工序多，要求有经验、技术熟练人员,要求严格的现场技术监督和检查。
3、砖石及混凝土结构（圬工结构）：我国使用甚广，常用于拱圈、墩台、基础等；易于就地取材，天然石料的耐久性好，多用于中小跨径拱桥、拱墩（台）、挡土墙、涵洞、道路护坡等。
缺点：一般自重较大，施工时机械化程度较低。
4、钢结构：适用于修建高、大建筑物；在临时性的辅助工程中应用最多；强度高，截面积小，自重较轻，施工时机械化程度高，常用于大跨径钢桥、城市人行天桥、高层建筑、钢闸门、海洋钻井采油平台、钢屋架以及钢支架、钢模板、钢围堰、钢挂篮等施工临时结构中。
缺点：容重很大。
5、木结构：应用于临时性抢险急修工程、辅助性工程（便桥、工棚、支架模板等）。
三、工程结构设计的基本要求：1、设计原则：适用、经济、安全和美观2、遵照有关技术标准和设计规范，综合考虑设计3、保证设计基准期内的可靠度：结构及各组成构件在使用荷载作用下具有足够的承载力、稳定性、刚度和耐久性。
4、设计和验算所有构件和联结细部5、满足施工过程中的承载力、刚度和稳定性要求。
四、学习本课程应注意的问题：1、本课程是一门重要的专业技术基础课，其主要先修课程有材料力学、结构力学和建筑材料，并为学习《桥梁工程》课程奠定基础；材料力学主要研究单一、匀质、连续、弹性（或理想弹塑性）材料的构件，而《结构设计原理》研究的是工程的构件。
2、目前没有建立起比较完整的强度理论，因此本课程使用的大多 是根据试验研究及理论分析得到的半经验半理论公式。
在学习和运用构件的某些计算公式时，要正确理解公式的本质，特别注意公式的使用条件及适用范围；3、本课程的重要内容是“结构构件的设计”，设计结果不唯一；4、在学习本课程中要学会应用设计规范。
我国现行公路桥涵设计规范有：《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTG D61-2004）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）、《公路桥涵钢结构和木结构设计规范》（JTG D64-2004）。
根据所选用材料的不同，结构有不同的类型，由各种材料结构的特点及使用范围引入钢筋混凝土结构。
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(reinforced concrete) 一、钢筋混凝土：1、概念：埋置在素混凝土中的钢筋与混凝土共同发生作用承担荷载的砼。
2、钢筋混凝土结构中钢筋的作用： （1）代替混凝土受拉； （2）协助混凝土受压。
二、钢筋和混凝土共同工作的原因（1）混凝土和钢筋之间有良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。
（2）钢筋和混凝土的温度线膨胀系数也较为接近（钢筋为1.2×105/℃，混凝土为1.0×105/℃～1.5×105/℃），因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。
（3）混凝土包裹在钢筋的外围，可以防止钢筋的锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同工作。
三、钢筋混凝土的特点：优缺点1、钢筋混凝土的优点：强度随时间增长，耐久性较好，刚度较大，可塑性好，就地取材，降低造价等；2、钢筋混凝土的缺点：自重较大，抗裂性能差，施工受气候影响较大，修补或拆除较困难等。
第二节 混凝土(concrete)一、混凝土的强度(intensity of concrete)1、混凝土的立方体强度k cu ，f 和强度等级（1）概念：所谓混凝土立方体抗压强度，我国《桥规》（JTG D62—2004）规定以每边边长为150mm 的立方体试件，在标准养护条件（温度20±3℃，相对湿度在90%以上）下养护28天，依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值作为混凝土的立方体抗压强度标准值（k cu ，f ）。
同时以此值来表示混凝土的强度等级，并冠以“C ”。
（2）影响因素：①与试验方法有关。
通常试验机承压板与试件之间的摩阻力将提高试快的抗压强度。
规范规定采用的是不加润滑剂的试验方法。
②与试件尺寸有关。
立方体试件尺寸愈小，摩阻力的影响愈大，测得的强度也愈高。
当采用边长为200mm 和边长为150mm 的试件，则所测得的立方体强度分别乘以换算系数1.05和0.95来折算成边长为150mm 的混凝土立方体抗压强度。
（3）混凝土的强度等级：混凝土的立方体抗压强度的标准值又被称为混凝土的强度等级。
用于公路桥梁承重部分的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80等。
2、混凝土轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）ck f工程中通常用高宽比为3～4的棱柱体，按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法测得的具有95%保证率的棱柱体试件的极限抗压强度值，作为混凝土轴心抗压强度，用ck f 表示。
做轴心抗压试验来确定混凝土的轴心抗压强度，即棱柱体抗压强度。
实际应用时取：ck f =0.7k cu ，f实践证明，用棱柱体强度作为混凝土的轴心抗压强度是符合实际的。
3、混凝土的轴心抗拉强度tk f（1）考虑混凝土抗拉强度的意义：对于不容许出现裂缝的结构，应考虑混凝土的抗拉能力，并以混凝土的轴心抗拉极限强度作为混凝土抗裂强度的重要指标。
（2）测定方法：直接测试法和间接测试法 4、混凝土的轴心抗压（拉）标准强度值与设计值（1）材料强度标准值：考虑到同一批材料实际强度有时大有时小的离散性，为统一材料质量要求而规定的材料极限强度的标准值。
根据安全经济条件，选取某一个具有95%保证率的强度值，作为混凝土强度的标准值。
（2）材料强度设计值：混凝土强度设计值主要用于承载能力极限状态设计的计算。
概率极限状态设计方法规定强度设计值应用标准值除以材料分项系数而得。
二、混凝土的变形(deflection of concrete)（一）混凝土的受力变形1、混凝土在一次短期荷载作用下的变形2、混凝土在多次重复荷载作用下的变形3、混凝土在长期荷载作用下的变形（徐变creep)（1）混凝土的徐变与混凝土的应力大小有着密切的关系，应力愈大，徐变也愈大；（2）混凝土的徐变与时间参数有关； （3）加荷龄期对徐变也有重要影响；（4）水泥用量越多，水灰比愈大，徐变愈大；（5）混凝土集料愈坚硬、养护时相对湿度愈高，徐变愈小； （6）混凝土的徐变对混凝土和钢筋混凝土结构有很大的影响。
4、混凝土的弹性模量c E （二）混凝土的体积变形 1、混凝土的收缩(shrinkage)（1）概念：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩（2）产生收缩的原因：混凝土在凝结硬化过程中的化学反应所产生的“凝缩”和混凝土自由水分的蒸发所产生的“干缩”（3）收缩的影响因素（4）收缩对钢筋混凝土结构的有害影响及防治措施 2、混凝土的膨胀变形膨胀值一般比收缩值小得多，且常起有利作用，因此在计算中不予考虑。
提问：1、简述混凝土的应力—应变关系曲线的特征和主要影响因素？2、混凝土的弹性模量和变形模量是如何定义的？关系如何？3、钢筋与混凝土为什么能共同工作？结合思考题，与学生一起回忆混凝土的物理力学性能，引入钢筋的物理力学性能。
§1-3 钢筋(steel bar)一、钢筋的种类（varieties of steel bar）1、按外形分为：光面圆钢筋、带肋钢筋、钢丝及钢绞线2、按所用钢料品种不同分：（普通）碳素钢、普通低合金钢①碳素钢：铁碳合金，以铁为基体。
在一定程度上，钢筋强度随含碳量的增加而提高。
但可焊性下降，脆性也增加。
②普通低合金钢：在普通碳素钢中加入少量的合金元素。
普通低合金钢虽含碳量高，强度高，但其拉伸应力—应变曲线仍具有明显的流幅。
3、按生产工艺、机械性能和加工条件分：①热轧带肋钢筋：圆形，且表面带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。
