《结构设计原理》教材编写技术方案

结构设计原理

主编姓名:叶见曙

出版时间:1997年4月

出版单位:人民交通出版社

教材形式:文字教材

适用层次:本科

适用专业:公路与城市道路专业、桥梁工程专业

获奖情况:东南大学优秀教材，2000年8月；高等教育教学成果奖，2001年2月；“九五”优秀教材奖，2002年8月

作者简介:

叶见曙，男，1948年11月生，湖北武汉人。教授，博士生导师，东南大学交通学院桥梁与隧道工程研究所所长。

1977年由原南京工学院土木工程系公路工程专业毕业后留校工作。主要从事教学与科研工作。先后主讲本科生“结构设计原理”、“钢结构”、“桥梁工程”、“大跨径桥梁设计理论与施工”和“桥梁技术改造”等课程。除此以外，于1991年后又主讲硕士研究生课程“高等混凝土结构理论”、“桥梁结构分析”以及博士研究生课程“桥梁结构分析”和“缆索支承桥梁”。先后获得高校教学改革成果二等奖（国家级，原国家教委颁）和江苏省高校教学改革成果一等奖各1项，校优秀教材2项，校优秀教学二等奖、三等奖各1项。

主要从事桥梁结构设计理论与方法，桥梁检测与技术改造的研究，先后发表学术论文24篇，获得交通部科技进步奖2项（三等奖），山东省科技进步奖1项（一等奖），河南省科技进步奖1项（三等奖），国家科技进步奖1项（二等奖）和中国公路学会科技进步奖1项（一等奖）。

教材简介:

《结构设计原理》是供高等学校土木工程的公路与城市道路专业和桥梁工程专业学生学习桥梁和其他道路人工构造物等各种工程结构基本构件受力性能、设计计算方法和构造原理的本科生教材。

根据1994年全国高等院校路桥及交通工程专业教学指导委员会审定的《结构设计原理》教材编写大纲，按照课程教学大纲和教学的基本要求，结合我国交通部颁布的现行公路桥涵设计规范系列，教材对钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石及混凝土结构、钢结构和钢－混凝土组合结构的各种基本构件设计计算原理作了详尽的介绍，并附有较多的计算示例。教材还介绍了钢筋混凝土深梁、钢－混凝土组合梁和钢管混凝土构件等的受力特点及计算原理，这些均为近年来我国桥梁工程上应用越来越多的结构构件。

本教材既可作为高校的土木工程的公路与城市道路专业和桥梁工程专业通用教材，也可供从事桥梁设计、研究、施工和管理工作的专业技术人员参考，对培养人才和推动桥梁工程结构的深入研究与进一步发展具有重要的意义。

教材的主要特色与创新点:

教材编写采用钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石及混凝土结构、钢结构和钢－混凝土组合结构的编写体系，填补了以往教材单一工程材料结构介绍之间的空白，即很好地处理了单一工程材料结构向组合结构发展的问题。

在钢筋混凝土受弯构件和偏心受压构件的正截面承载力计算中，全部采用平截面假定，合理地阐明了截面受压区混凝土等效矩形应力分布、受压区高度界限系数的取值意义。

对于结构按极限状态法设计的原则，教材在介绍了近似概率法基本概念基础上，详细介绍了现行规范采用的半概率法，妥善地处理了规范在计算原则上的现状与发展问题。

教材中介绍的钢筋混凝土连续梁斜截面抗剪强度、深梁、无粘结部分预应力混凝土梁、钢－混凝土组合梁、钢管混凝土构件等，均为近年来桥梁工程结构应用的新发展。

教材使用情况:

教材自1997年4月出版以来，已在全国各高校广泛使用，初步统计有:湖南大学、哈尔滨建筑大学、北京工业大学、北京建筑工程学院、长沙理工大学、长安大学、重庆交通大学、山东工业大学、郑州工业大学、解放军工程兵指挥学院、常州工业技术学院、武汉理工大学、合肥工业大学、华南理工大学、河北理工大学、湘潭工学院、扬州大学、武汉工业大学、南京林业大学和东南大学等20多所院校。

本教材印刷了12万册，属人民交通出版社的优秀畅销教材。

我国著名的桥梁专家、中国工程院院士、同济大学范立础教授评价认为“该教材已被全国有关高等院校广泛采用，据我所知，反映很好”，“是一本优秀教材，也是从事路桥设计、施工的技术人员的一本优秀参考书”，“在编写内容和教材体系上有较新的突破，总体上达到国内同类教材的先进水平，同时已接近国际先进水平”。

教材建设总结:

高等学校教材《结构设计原理》是东南大学、长安大学（原西安公路交通大学）和长沙理工大学（原长沙交通学院）8位老师编写完成的，主编为东南大学叶见曙教授，主审为同济大学袁国干教授，责任编辑为人民交通出版社高级编审吴德心。

教材编写大纲于1994年交全国高等院校路桥及交通工程专业指导委员会审查后，1995年组成教材编写班子，并展开分工编写工作。1996年2月全部编写稿审查后交出版社，1997年4月出版发行。教材编写时间约1年半。

1.教材编写背景

“结构设计原理”课程是土木工程专业学生掌握公路与城市道路、桥梁工程结构设计的基本原理，培养学生具有工程结构设计能力和初步研究能力的专业基础课，并为学生进一步学习桥梁工程等专业课创造条件。本课程全面介绍了钢筋混凝土、预应力混凝土、砌体结构和钢结构的各种基本构件的设计计算原理，内容丰富，因此课程教材是非常重要的保证。1987年由邵容光教授主编的高校教材《结构设计原理》，结合我国交通部于1985年颁布的公路桥涵设计规范，较详细地介绍了公路桥梁按极限状态法的计算原理。教学实践证明，该教材的总体编写布局是较好的，但由于当时规范修订情况，教材中部分内容仍采用1972年的旧规范要求，是一本过渡性教材。

1990年，同济大学出版社出版了由袁国干教授主编的《配筋混凝土结构设计原理》，该教材主要用于桥梁工程专业，其中相当多的篇幅叙述铁路桥梁的结构设计方法，导致篇幅过长，内容偏多。

为了保证“结构设计原理”课程的教学质量和教学要求，并且充分反映20世纪90年代以来国内外结构工程，特别是公路桥梁结构上的发展和研究成果，在加强结构基本原理、基本概念掌握的基础上，扩大学生的知识面，1994年全国高等学校路桥及交通工程专业教学指导委员会要求教材《结构设计原理》编写着重于工程结构的基本概念、基本原理、基本方法和构造要求等方面的阐述，同时应适当拓宽相应的知识面。

2.教材编写的技术方案

经过对国内外有关教材的研究和课程教学实践的总结，确定编写教材《结构设计原理》的总体思路是:按照课程教学大纲和教学的基本要求，使学生对工程结构的基本概念、基本理论有较深入系统的了解，同时能较好地运用现行公路桥涵设计规范进行结构构件的设计计算；教材编写体系及内容安排要便于课堂教学和学生自学；取材尽量新颖，以充分反映科学研究和在工程上应用的新发展。

（1）教材编写采取的技术方案为:

①全书总体编写体系按照钢筋混凝土结构（第一篇）、预应力混凝土结构（第二篇）、砖石及混凝土结构（第三篇）、钢结构（第四篇）和钢－混凝土组合结构（第五篇）安排。各篇内容注意前后呼应，避免不必要的重复。

②结构基本构件的编写内容划分为基本理论和设计计算两个方面。基本理论包括材料的物理力学性能、构件的受力性能和受力分析（计算模式），这是设计计算的基础。设计计算包括计算原则、计算方法和构造要求，主要结合现行的交通部颁布的公路桥涵设计规范编写并配置典型的、完整的算例，以加深对基本原理的理解和便于工程实际运用。当需要引用其他行业的规范或行业标准时，要注明全称。

③突出重点。各篇重点内容有:钢筋混凝土受弯构件、偏心受压构件、预应力混凝土受弯构件、砖石及混凝土偏心受压构件、钢构件的连接、钢偏心压杆和钢板梁稳定、钢－混凝土组合梁的抗剪连接件。

（2）对有关内容采取的处理方法如下:

①钢筋混凝土受弯构件的应力验算、最大弯曲裂缝验算及变形验算合为一章介绍，使受弯构件正常使用极限状态计算内容集中，与受弯构件截面强度计算呼应，从而突出构件适用性与耐久性问题及计算特点。

②混凝土局部承压计算单列一章，突出局部承压的受力特点、工程对策及计算方法。

③预应力混凝土结构重点在施工阶段和使用阶段的应力和变形状态的分析与介绍。

④对于有些计算公式，特别是半理论半经验的公式，重点介绍公式的物理意义和使用限制条件，而不必进行详细推导。

⑤教材新增的钢筋混凝土连续梁的斜截面抗剪强度计算、深梁、无粘结预应力混凝土梁、双预应力混凝土梁、钢管混凝土受压构件等，重点介绍构件的受压特点与受力分析及有关计算方法，而不一定编写算例。

⑥对于按极限状态法的计算原则，考虑到公路桥涵设计规范的发展趋势，先介绍近似概率法设计计算原则的主要概念，然后介绍现行规范的半概率法计算原则。

⑦编写教材文字应简练，构造图及计算简图应清楚无误。符号应与现行的公路桥涵设计规范使用符号一致。若有新符号，一定加以专门说明。

编写人员根据教材编写的总体思路和技术方案，全面、系统地组织有关材料，精心编写。本教材出版后既可作为高校的专业通用教材，也可供从事桥梁设计、研究、施工和管理工作的专业技术人员参考，对培养人才和推动桥梁工程结构的深入研究与进一步发展具有重要的意义。

3.总结经验，继续努力

在教材出版后，教材主编收到了来自各高校的教师和学生来信，对教材给予较高评价，例如，郑州工业大学朱海棠老师、常州工业技术学院徐正延老师来信认为“在教学内容安排、基本原理阐述、计算方法及应用等诸方面都非常完美，是一本不可多得的好教材”；西安公路交通大学王中岳同学、解放军工程兵学院谭江平等同学来信认为“在使用过程中感觉此书非常适用，原理由浅入深，例证明确清晰”。国内著名的桥梁专家、授课老师、学生及高校对本教材都给予了很高的评价，这与参加编写教材的教师、出版社的责任心和辛勤工作是分不开的。对于这本教材的编写工作，总结经验如下:

（1）一定要把握教材的定位。教材是供大学生学习为主的书，不是理论著作。因此，针对读者主要是学生，必须遵循学生学习的实践认识思路，由浅入深，把基本理论与方法用最明了的语言、插图表达出来，避免大量资料的堆砌，从而使教材能吸引学生，便于课堂教学与学生自学。

（2）教材编写内容要形成特色体系。结构设计原理的内容较多，公式也多。编写教材时强调以工程结构的体系为主，同时每部分内容按基本构件的受力特性、计算的原理、计算的方法、构造要求来分层次，这样，使学生在这些内容的学习上，不仅获得了专业要求的知识，同时也学会了工程结构中分析问题和解决问题的方法。

（3）对编写的内容要反复推敲。鉴于教材的特点，对编写内容除要求编写者对知识点十分熟悉外，还应反复推敲。例如，在编写钢结构一篇中，针对钢板梁，主编与编写者多次进行讨论，增加了局部稳定的内容，因为这是钢结构和其他工程结构的受力不同特征点。像这样的情况，在教材编写中约有9处。

（4）正确处理基本内容和新发展。结构工程学科是一门老学科，它以力学、数学、材料科学为基础，包括了工程结构基本理论、设计、施工和维护管理。其基本理论是根本，但是工程结构又是土木工程学科中最活跃的学科之一，新方法、新材料、新工艺不断出现。在教材编写中，仍强调其基本理论，而对新的材料、方法等，重点介绍其推出的起源和特点，从而使学生对掌握课程的基本理论、基本方法有更深的认识，同时也学会如何去进行创新。

（5）教材还有一些需要改进的地方。例如，有些章节的文字还可以再精炼；需补充复习思考题与习题，以便学生练习与复习等。

根据我国桥涵设计规范的修订发展，《结构设计原理》已编写第2版，并已列入建设部普通高等教育土建学科专业“十五”规划教材和21世纪交通版高等学校教材计划，由人民交通出版社出版。