钢筋混凝土结构.doc

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1、2013 至2014 学年第 二 学期 铁路信号与通信设备_课程教案总学时周学时: 36 /周学时 开课时间: 2014 年 3 月 8 日第 一 周至第 十八 周 授课年级、专业、班级:_13级乘务系_使用教材:_授课教师:_ 吕百超 _ 钢筋混凝土结构_课程教案课次1授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第二章 第二节 联锁及联锁图表教学目的、要求:1、熟悉认识混凝土结构的常见类型。2、掌握钢筋混凝土的一般概念及特点,国内外钢筋混凝土的发展简况及其应用。3、了解学习本门课程的基本方法。教学重点及难点:钢筋混凝土的概念、优缺点,本课程的特点及要解决的问题。教 学 基

2、 本 内 容方法及手段第一章建筑物结构设计的基本原则一、建筑结构的一般概念建筑结构是指建筑物中用来承受各种作用的受力体系。结构上的作用是指能使结构产生效应(内力、变形)的各种原因的总称。主要以混凝土材料,并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构,均可称为混凝土结构(Concrete Structure)。分类1、按材料 混凝土结构 砌体结构 钢结构 木结构 2、按受力和构造特点分:多层与高层建筑:混合结构体系 框架结构体系 剪力墙结构体系(包括框一剪、全剪、筒体结构)单层大跨度建筑(屋盖结构):平面结构体系:门式刚架、薄腹梁结构、绗架结构、拱结构。 3、空间结构体系:

3、壳体结构、网架结构、悬索结构。 二、混凝土结构的概念及优缺点概念:仅仅或主要以混凝土为材料的结构称为混凝土结构。分类:素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢骨混凝土结构钢管混凝土结构、FRP筋混凝土、钢 -混凝土混合结构、纤维混凝土混凝土与钢筋的配合混凝土结构的优点: 材料利用合理:钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥,结构承载力与刚度比例合适,基本无局部稳定问题,单位应力价格低,对于一般工程结构,经济指标优于钢结构。 可模性好:混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸,适用于各种形状复杂的结构,如空间薄壳、箱形结构等。 耐久性和耐火性较好,维护费用低:钢筋有混凝土的保护层,不易产生

4、锈蚀,而混凝土的强度随时间而增长;混凝土是不良热导体,30mm厚混凝土保护层可耐火2小时,使钢筋不致因升温过快而丧失强度。 现浇混凝土结构的整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性,适用于抗震、抗爆结构;同时防振性和防辐射性能较好,适用于防护结构。 刚度大、阻尼大,有利于结构的变形控制。 易于就地取材:混凝土所用的大量砂、石,易于就地取材,近年来,已有利用工业废料来制造人工骨料,或作为水泥的外加成分,改善混凝土的性能。混凝土结构的缺点: 自重大:不适用于大跨、高层结构。(轻质、高强和预应力) 抗裂性差:普通RC结构,在正常使用阶段往往带裂缝工作,环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久

5、性;也限制了普通RC用于大跨结构,高强钢筋无法应用。(预应力混凝土) 承载力有限:在重载结构和高层建筑底部结构,构件尺寸太大,减小使用空间。(高强、钢骨、钢管混凝土) 施工复杂,工序多(支模、绑钢筋、浇筑、养护),工期长,施工受季节、天气的影响较大。(钢模、飞模、滑模等,泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等) 混凝土结构一旦破坏,其修复、加固、补强比较困难。三、混凝土结构的发展简况四、 混凝土结构课程学习中应注意的问题1、构件和结构设计是一个综合性问题设计过程包括结构方案、构件选型、材料选择、配筋构造、施工方案等还需要考虑安全适用和经济合理。设计中许多数据可能有多种选择方案,因此设计结

6、果不是唯一的。最终设计结果应经过各种方案的比较,综合考虑使用、材料、造价、施工等各项指标的可行性,才能确定较为合适的一个设计结果。2、工程项目的建设是国家的重要工作,必须依照国家颁布的法规进行设计人员必须遵照各种结构类型的设计规范或规程进行设计。各种设计规范或规程是具有约束性和立法性的文件,其目的是使工程结构的设计在符合国家经济政策的条件下,保证设计的质量和工程项目的安全可靠。注意在学习中,有关基本理论的应用最终都要落实到规范的具体规定。由于工程结构类型很多,不同的结构类型有不同的设计规范或规程,但混凝土结构的基本理论是一致的,应重点学好基本理论。本学期以基本理论为主,并结合主要用于建筑结构的

7、混凝土结构设计规范GB500010学习。后续课程将结合各种结构类型,介绍有关的设计方法和设计规范。3、设计工作是一项创造性工作一方面在设计工作中必须按照规范进行另一方面只有深刻理解规范的理论依据,才能更好地应用规范,充分发挥设计者的主动性和创造性。规范是给傻瓜设计师编写的,注意学习中的创造性。本学科还在不断的发展和更新,因此设计工作不应被规范束缚,在经过各方面的可靠性论证后,应积极采用先进的理论和技术。规范一般十年左右修订一次,就是为了反映学科最新发展的成果。多媒体讲解音像讲解等举例讲解多媒体讲解举例讲解图例讲解作业、讨论题、思考题:1、混凝土结构的常见类型有哪些?2、钢筋混凝土的一般概念及特

8、点?课后小结:1、混凝土结构的常见类型。2、钢筋混凝土的一般概念及特点,国内外钢筋混凝土的发展简况及其应用。3、学习本门课程的基本方法。课次2授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第二章混凝土结构材料的力学性能教学目的、要求:1、理解混凝土结构主要用钢筋和混凝土材料制作而成。2、认识合理地进行混凝土结构设计的必要性。3、了解混凝土和钢筋的受力性能。4、掌握对混凝土和钢筋力学性能、相互作用和共同工作5、掌握混凝土结构构件性能并对其进行分析与设计的基础。教学重点及难点:混凝土的强度、混凝土的疲劳强度、钢筋的强度。教 学 基 本 内 容方法及手段一、钢筋的分类1、化学成分:

9、2、外形:4、供货形式3、加工方法二、钢筋的强度和变形钢材的力学性能(1) 应力-应变曲线:(2) 屈服强度s 钢筋强度设计计算的依据对于有明显屈服点的钢材,由于钢材的屈服将产生明显的,不可恢复的塑性变形,从而导致构件可能在钢材尚未进入强化阶段就发生破坏或产生过大的变形和裂缝,因此在正常使用情况下,构件中的钢材应力小于其屈服强度。故屈服强度是钢筋关键性的强度指标。(3)混凝土对钢筋性能的要求:(4) 伸长率和冷弯性能钢材的塑性性能指标三、混凝土的强度1、立方体抗压强度普通砼力学性能试验方法(GBJ8185)以边长为150mm的立方体在203C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天,

10、依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度(以N/mm2计)作为混凝土的强度等级,并用符号2、轴心抗压强度 采用150mmx150mmx300mm棱柱体作为轴心抗压强度的标准试件 3、轴心抗拉强度混凝土的双向受力强度 混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度三向受压时,混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高四、混凝土的变形混凝土的变形分为两类:混凝土的受力变形 混凝土的非受力变形1、混凝土在一次短期加荷时的变形应力应变曲线1)混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量2)混凝土的横向变形系数2、混凝土在多次重复加荷时的变形疲劳现象强度值和弹性模量均有下降。3、徐变:在荷载保持不变的情况下随时间而

11、增长的变形 五、粘结力组成:粘结力的定义及组成粘结力的定义 若钢筋和混凝土有相对变形(滑移),就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力,这种力称为钢筋与混凝土的粘结力粘结力的组成 1化学胶结力:混凝土凝结时,由于水泥的水化作用在钢筋与混凝土接触面上产生的化学吸附作用力2摩擦力:混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力 3机械咬合力:钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力 4钢筋端部的锚固力:采取锚固措施后所造成的机械锚固力 多媒体讲解音像讲解等图例讲解图例讲解举例讲解多媒体讲解作业、讨论题、思考题:1、混凝土和钢筋的受力性能有哪些?2、混凝土和钢筋有哪些力学性能?

12、课后小结:1、混凝土结构主要用钢筋和混凝土材料制作而成。2、合理地进行混凝土结构设计的必要性。3、混凝土和钢筋的受力性能。课次3授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第三章受弯构件正截面承载力计算教学目的、要求: 1、理解一般钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段、钢筋混凝土梁正截面的破坏形态、正截面受弯承载力的一般计算方法。2、掌握受弯构件正截面的构造要求教学重点及难点:适筋梁的破坏特征、正截面各阶段应力状态、双筋矩形截面和单筋T形截面受弯构件正截面强度计算教 学 基 本 内 容方法及手段一、概 述梁的受弯性能(Test Research Analysis )1、平截面假

13、定对于配筋合适的RC梁,破坏阶段(III)承载力基本保持不变,变形可以持续很长,表明在完全破坏以前具有很好的变形能力,有明显的预兆,这种破坏称为“延性破坏”a状态:计算Mcr的依据阶段:计算裂缝、刚度的依据a状态:计算My的依据a状态:计算Mu的依据ecu=0.003 0.005,超过该应变值,压区混凝土即开始压坏,梁达到极限承载力。该应变值的计算极限弯矩Mu的标志。 2、受力特点:(适筋梁)破坏特征:Failure Mode受拉钢筋先屈服,然后受压区混凝土压坏,中间有一个较长的破坏过程,有明显预兆,“塑性破坏Ductile Failure”,破坏前可吸收较大的应变能。配筋率的影响 3、“超筋

14、梁(Over reinforced) ”。 当配筋率小于一定值时,钢筋就会在梁开裂瞬间达到屈服强度,少筋梁的这种受拉脆性破坏比超筋梁受压脆性破坏更为突然,很不安全,而且也很不经济,因此在建筑结构中不容许采用。4、截面应力分析几何关系 平衡条件 物理关系正截面受弯承载力计算的基本规定二、基本假定 Basic Assumptions(1) 截面应变保持平面;(2) 不考虑混凝土的抗拉强度;(3) 混凝土的受压应力-应变关系;(4) 钢筋的应力-应变关系,受拉钢筋的极限拉应变取0.01。三、等效矩形应力图 Equivalent Rectangular Stress Block四、最小配筋率多媒体讲解

15、音像讲解等举例讲解图例讲解作业、讨论题、思考题: 1、请画出等效矩形应力图? 2、受弯构件正截面的基本假定?课后小结:1、一般钢筋混凝土梁正截面工作的三个阶段、钢筋混凝土梁正截面的破坏形态、正截面受弯承载力的一般计算方法。2、受弯构件正截面的构造要求课次4授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第三章单筋矩形截面积算与配筋教学目的、要求:1、掌握受弯构件正截面的构造要求2、了解单筋、双筋矩形截面和单筋T形截面受弯构件正截面强度计算。重点及难点:单筋、双筋矩形截面和单筋T形截面受弯构件正截面强度计算。教 学 基 本 内 容方法及手段一、基本公式 1、适用条件 防止超筋脆性

16、破坏 防止少筋脆性破坏 2、截面复核已知:截面尺寸b,h(h0)、截面配筋As,以及材料强度fy、fc求:截面的受弯承载力 MuM未知数:受压区高度x和受弯承载力Mu3、截面设计已知:弯矩设计值M求:截面尺寸b,h(h0)、截面配筋As,以及材料强度fy、fc 未知数:受压区高度x、 b,h(h0)、As、fy、fc没有唯一解二、 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算双筋截面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。 1、适用条件 防止超筋脆性破坏保证受压钢筋强度充分利用双筋截面一般不会出现少筋破坏情况,故可不必验算最小配筋率。2、截面复核已知:b、h、a、a、As、As 、fy、 fy、fc求:Mu

17、M未知数:受压区高度 x 和受弯承载力Mu两个未知数,有唯一解。3、截面设计已知:弯矩设计值M,截面b、h、a和a,材料强度fy、 fy 、 fc求:截面配筋已知:M,b、h、a、a,fy、 fy 、 fc、As求:As未知数:x、 As 三、T型截面受弯构件正截面承载力计算翼缘处的压应力与腹板处受压区压应力相比,存在滞后现象(Hysterisis), 有效翼缘宽度也称为翼缘计算宽度 第一类T形截面计算公式与宽度等于bf的矩形截面相同为防止超筋脆性破坏,相对受压区高度应满足x xb。对第一类T形截面,该适用条件一般能满足。第二类T形截面适用条件:只需验算超筋两类T形的判别多媒体讲解图例讲解举例

18、讲解多媒体讲解图例讲解举例讲解作业、讨论题、思考题: 1、单筋矩形截面积算与配筋的基本公式有哪些? 2、双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算需要注意什么?课后小结:1、基本公式 2、双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算3、T型截面受弯构件正截面承载力计算课次5授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第四章受弯构件斜截面承载力计算教学目的、要求:1、 理解梁斜截面破坏的主要形态。2、 理解无腹筋梁、有腹筋梁的抗剪性能。3、 熟练掌握梁斜截面受剪承截力的一般计算方法。4、掌握保证梁斜截面受弯承载力的构造措施。教学重点及难点:抵抗弯矩图、纵筋的弯起和切断。教 学 基 本 内

19、容方法及手段一、概述在受弯构件的剪弯区段,在M、V作用下,有可能发生斜截面破坏。 斜截面破坏: 斜截面受剪破坏通过抗剪计算来满足受剪承载力要求; 斜截面受弯破坏通过满足构造要求来保证受弯承载力要求。1、斜裂缝的形成当主拉应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会出现与主拉应力迹线大致垂直的裂缝。 抵抗主拉应力的钢筋: 弯起钢筋箍筋。2、无腹筋梁的斜截面受剪性能3、 斜裂缝的类型 4、 剪跨比的定义广义剪跨比: 应力状态发生变化:(1)剪压区剪应力和压应力明显增大 (2)与斜裂缝相交的纵筋应力突然增大 破坏时的受力模型: 拉杆拱结构5、无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态斜拉破坏、剪压破坏、斜压破坏

20、(1)斜拉破坏 发生条件:剪跨比较大, a/h03 或l0/h08 (2)剪压破坏 发生条件:剪跨比适中1a/h03 或3l0/h08 (3)斜压破坏 发生条件:剪跨比很小 a/h01 或l0/h036、影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素(1)剪跨比 (2)混凝土强度(3)加载方式(4)纵筋配筋率 (5)截面形式 (6)尺寸效应 (7)梁的连续性7、 无腹筋梁受剪承载力计算公式 (1)对矩形、T形和形截面的一般受弯构件,受剪承载力设计值可按下列公式计算:(2)集中荷载作用下的矩形、T形和形截面独立梁(包括作用有多种荷载,且集中荷载在支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75以上的情况),受剪承

21、载力设计值应按下列公式计算: (3)厚板类受弯构件斜截面受剪承载力应按下列公式计算: 二、 有腹筋梁的受剪性能1、箍筋的作用斜裂缝出现后,拉应力由箍筋承担,增强了梁的剪力传递能力; 2、破坏形态三、受剪承载力的计算1、计算公式矩形、T形和工形截面的一般受弯构件 集中荷载作用下的独立梁2、截面限制条件3、最小配箍率及配箍构造4、受剪计算斜截面 支座边缘截面(1-1); 腹板宽度改变处截面(2-2); 箍筋直径或间距改变处截面(3-3); 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面(4-4)。5、仅配箍筋梁的设计计算钢筋混凝土梁一般先进行正截面承载力设计,初步确定截面尺寸和纵向钢筋后,再进行斜截面受剪承载力设计

22、计算。 6、弯起钢筋四、构造要求1、 纵向钢筋的弯起、截断和锚固2、 抵抗弯矩图3、纵向钢筋的弯起4、纵向钢筋弯起应满足的条件多媒体讲解音像讲解等举例讲解多媒体讲解举例讲解图例讲解举例讲解作业、讨论题、思考题: 1、斜裂缝的形成方式有哪些? 2、影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些? 3、箍筋的作用有哪些?课后小结:1、梁斜截面破坏的主要形态。2、无腹筋梁、有腹筋梁的抗剪性能。3、梁斜截面受剪承截力的一般计算方法。4、保证梁斜截面受弯承载力的构造措施。课次6授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第五章受压构件的截面承载力教学目的、要求:1、熟练掌握轴心受压构件

23、的承载力计算方法;2、了解偏心受压构件的分类和破坏特征、纵向弯曲对偏心受压构件的影响;3、熟练掌握矩形截面非对称配筋和对称配筋的偏心受压构件正截面承载计算方法和构造措施。教学重点及难点:偏心受压构件的两类破坏形态及其区分界限,偏心矩增大系数,矩形截面非对称配筋,工字形截面对称配筋偏心受压构件强度计算。教 学 基 本 内 容方法及手段一、 受压构件一般构造要求1、截面型式及尺寸 轴心受压:一般采用方形、矩形、圆形和 正多边形 偏心受压构件:一般采用矩形、工字形、T形和环形 2、纵筋 3、箍筋 箍筋形式:封闭式 4、轴心受压构件的承载力计算普通箍筋柱. 轴心受压构件的承载力计算 5、设计方法 (1

24、)截面设计 (2)截面复核 螺旋箍筋柱 间接钢筋的间距不应大于80mm及dcor/5(dcor为按间接钢筋内表面确定的核心截面直径),且不小于40mm;间接钢筋的直径要求与普通柱箍筋同。6、压力和弯矩共同作用下的截面受力性能7、受拉破坏 tensile failure(1)、破坏特征偏心受压构件的破坏形态与偏心距e0和纵向钢筋配筋率有关,这种破坏具有明显预兆,变形能力较大,破坏特征与配有受压钢筋的适筋梁相似,承载力主要取决于受拉侧钢筋。 形成这种破坏的条件是:偏心距e0较大,且受拉侧纵向钢筋配筋率合适,通常称为大偏心受压。8、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两

25、种情况:当相对偏心距e0/h0较小或虽然相对偏心距e0/h0较大,但受拉侧纵向钢筋配置较多时。二、正截面承载力计算 等效矩形应力图的强度为fc,等效矩形应力图的高度与中和轴高度的比值为。受拉破坏和受压破坏的界限即受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变ecu同时达到与适筋梁和超筋梁的界限情况类似。受拉破坏(大偏心受压)受压破坏(小偏心受压)受拉侧钢筋应力ss三、相对界限偏心距偏心受压构件的设计计算中,需要判别大小偏压情况,以便采用相应的计算公式。当偏心距e0e0b时,为大偏心受压情况;当偏心距e0e0b时,为小偏心受压情况。当偏心距e0 0.3h0 时,按小偏心受压计算当偏心距e00.3h0时

26、,先按大偏心受压计算多媒体讲解音像讲解等举例讲解多媒体讲解图例讲解作业、讨论题、思考题: 1、轴心受压构件的承载力计算方法有哪些?2、偏心受压构件的分类和破坏特征有哪些?课后小结:1、 受压构件一般构造要求2、正截面承载力计算3、相对界限偏心距课次7授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第六章受拉构件承载力计算概述教学目的、要求:1、掌握轴心受拉构件承载力计算的方法;2、掌握偏心受拉构件的分类及受力特征、矩形截面偏心受拉构件正截面承载力的计算方法。教学重点及难点:矩形截面偏心受拉构件的小偏心受拉、大偏心受拉(对称和不对称配筋计算)。教 学 基 本 内 容方法及手段一、

27、附加偏心距和偏心距增大系数1、附加偏心距偏心距增大系数对于长细比l0/h8的短柱 侧向挠度 f 与初始偏心距ei相比很小, 二、矩形截面正截面承载力计算1、不对称配筋截面设计(1)大偏心受压(受拉破坏)已知:截面尺寸(bh)、材料强度( fc、fy,fy )、构件长细比(l0/h)以及轴力N和弯矩M设计值,一般可先按大偏心受压情况计算 ,As和As均未知时,两个基本方程中有三个未知数,As、As和 x,故无唯一解。与双筋梁类似,为使总配筋面积(As+As)最小?可取x=xbh0得(2)当As已知时,两个基本方程有二个未知数As 和 x,有唯一解。先由第二式求解x,若x 2a,则可将代入第一式得

28、若x xbh0?则应按As为未知情况重新计算确定As若xxb,ss fy,As未达到受拉屈服。进一步考虑,如果x - fy ,则As未达到受压屈服因此,当xb x (2b -xb),As 无论怎样配筋,都不能达到屈服,为使用钢量最小,故可取As =max(0.45ft/fy, 0.002bh)。三、不对称配筋截面复核在截面尺寸(bh)、截面配筋As和As、材料强度(fc、fy,f y)、以及构件长细比(l0/h)均为已知时,根据构件轴力和弯矩作用方式,截面承载力复核分为两种情况:1、给定轴力设计值N,求弯矩作用平面的弯矩设计值M2、给定轴力作用的偏心距e0,求轴力设计值N四、对称配筋截面对称配

29、筋截面,即As=As,fy = fy,a = a,其界限破坏状态时的轴力为Nb=fcbxbh0。因此,除要考虑偏心距大小外,还要根据轴力大小(N Nb)的情况判别属于哪一种偏心受力情况。对称配筋截面复核的计算与非对称配筋情况相同。1、T形及工字形截面偏心受压构件计算Nu-Mu相关曲线 interaction relation of N and M对于给定的截面、材料强度和配筋,达到正截面承载力极限状态时,其压力和弯矩是相互关联的,可用一条Nu-Mu相关曲线表示。2、 受压构件的斜截面受剪承载力3、受压构件的延性(Ductility)7.1 轴心受拉构件应满足As(0.9ft/fy)A,A为构件

30、截面面积。4、偏心受拉构件As和As应分别rminbh,rmin=0.45ft/fy小偏心受拉破坏:轴向拉力N在As与As之间,全截面均受拉应力,但As一侧拉应力较大,As一侧拉应力较小。随着拉力增加,As一侧首先开裂,但裂缝很快贯通整个截面,As和As纵筋均受拉,最后As和As均屈服而达到极限承载力。对称配筋时,为达到截面内外力的平衡,远离轴向力N的一侧的钢筋As达不到屈服大偏心受拉破坏:轴向拉力N在As外侧,As一侧受拉,As一侧受压,混凝土开裂后不会形成贯通整个截面的裂缝。最后,与大偏心受压情况类似,As达到受拉屈服,受压侧混凝土受压破坏。五、Nu-Mu相关关系钢筋混凝土构件从轴心受压、

31、受弯到轴心受拉的正截面承载力Nu-Mu相关关系,是一条完整的曲线。CD段为偏心受拉,其Nu-Mu相关关系基本接近直线。1、偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算多媒体讲解音像讲解等举例讲解多媒体讲解举例讲解图例讲解作业、讨论题、思考题: 1、附加偏心距和偏心距增大系数如何计算? 2、轴心受拉构件承载力计算的方法有哪些?;3、偏心受拉构件的分类及受力特征有哪些?课后小结:1、附加偏心距和偏心距增大系数 2、Nu-Mu相关关系3、对称配筋截面4、不对称配筋截面复核5、矩形截面正截面承载力计算课次8授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第六章受拉构件承载力计算教学目的、要求(分掌

32、握、熟悉、了解三个层次): 1、了解轴心受拉构件正截面承载力计算 2、了解两种偏心受拉构件 3、熟悉小偏心受压构件正截面承载力计算教学重点及难点:轴心受拉构件承载力计算中的混凝土的作用教 学 基 本 内 容方法及手段一、概述承载力的构件-受拉构件:轴拉构件 偏拉构件轴拉截面:正方形,矩形,其他对称截面纵筋:对称或沿周边均匀布置。偏拉截面:矩形,长边与弯矩平行。纵筋:布置在短边上。二、轴心受拉构件正截面承载力计算开裂后,混凝土退出工作。注意:As并不总是由强度的,还取决于裂缝宽度验算。三、两种偏心受拉构件偏拉:受弯和轴拉的过度。根据e0的不同,两种破坏形态。截面部分受拉,部分受压。图7.3(a)

33、(b)。四、小偏心受压构件正截面承载力计算破坏之前,全截面裂通,As,As均屈服。对称配筋:由式(7.2),(7.3)求出As,As取大值。五、轴心受拉构件承载力计算中,为什么不考虑混凝土的作用?计算梁的承载能力时是以梁的受拉区钢筋屈服为标准的。不考虑受拉区混凝土原因有2;1,受拉区混凝土越靠近受压区应变越小,也就是应力越小,受拉区混凝土对中和轴的弯矩很小。2.就是受拉区混凝土的抗拉能力很弱,计算时为了简单化没有计算这部分的作用。六、视频资料多媒体讲解音像讲解等多媒体讲解作业、讨论题、思考题:1、轴心受拉构件承载力计算中,为什么不考虑混凝土的作用?2、偏心受拉构件有哪两种?课后小结:1、概述2

34、、轴心受拉构件正截面承载力计算3、两种偏心受拉构件4、轴心受拉构件承载力计算中,为什么不考虑混凝土的作用?5、小偏心受压构件正截面承载力计算课次9授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第七章受扭构件承载力计算概述教学目的、要求:1、掌握矩形截面纯扭构件的受力性能和承载力计算方法;2、理解剪扭相关性,熟练掌握矩形截面剪扭构件承载力计算方法;3、掌握 T形和I字形截面弯剪扭构件承载力计算原则、受扭构件的构造要求。教学重点及难点:纯扭构件的承载力、弯剪扭构件的承载力计算。教 学 基 本 内 容方法及手段一、概述1、两类受扭构件:平衡扭转;约束扭转 纯扭构件的破坏形态2、裂前

35、的应力状态截面受扭弹性抵抗矩二、开裂情况、破坏面及受扭钢筋形式破坏面呈一空间扭曲曲面受扭钢筋::纵向受扭钢筋 受扭箍筋三、破坏形态适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏部分超筋破坏箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调四、一般受扭构件承载力计算1、矩形截面纯扭构件承载力计算(1)开裂扭矩 考虑混凝土的弹塑性性质(2)矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力计算,抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比。2、T形和工字形截面纯扭构件承载力计算矩T由腹板、受压翼缘和受拉翼缘三个矩形块承担五、弯剪扭构件的承载力计算承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。剪扭作用下混凝土项的相关关系剪扭作用下受剪承载力和受扭承载力计算公式矩形截面弯剪扭构

36、件的承载力计算可按以下步骤进行: 1、受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯纵向钢筋截面面积 2、按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋3、抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋4、按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系,确定抗扭纵筋六、压弯剪扭构件对于在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱,其配筋计算方法与弯剪扭构件相同,即 按轴压力和弯矩进行正截面承载力计算确定纵筋As和As; 按剪扭承载力按下式计算确定配筋,然后再将钢筋叠加。七、受扭构件承载力公式的适用条件及构造要求1、截面限制条件 2、构造配筋条件 3、构造配筋要求(1) 受扭纵筋的最小配筋率(2) 受剪及受扭箍筋最小配箍率 4、构

37、造要求八、弯剪扭构件计算方法确定多媒体讲解音像讲解等举例讲解举例讲解作业、讨论题、思考题:1、矩形截面弯剪扭构件的承载力计算有哪些骤?2、矩形截面剪扭构件承载力计算方法有哪些?3、T形和I字形截面弯剪扭构件承载力计算原则?课后小结:1、概述2、开裂情况、破坏面及受扭钢筋形式3、破坏形态4、一般受扭构件承载力计算5、受扭构件承载力公式的适用条件及构造要求6、压弯剪扭构件7、弯剪扭构件的承载力计算课次10授课方式理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2授课题目:第七章受扭构件承载力计算教学目的、要求:1、了解构件的开裂扭矩2、掌握纯扭构件的受扭承载力计算3、熟悉最小配筋率和构造要求教学重点及

38、难点:纯扭构件的受扭承载力计算教 学 基 本 内 容方法及手段一、概述两类:平衡扭转:由荷载直接引起 协调扭转:相邻构件位移受约束引起,一起静定(可忽略)二、构件的开裂扭矩 开裂前:s应力很低,对开裂扭矩影响不大1、矩形截面构件的开裂扭矩理想的弹性材料:截面应力分布:理想的塑性材料:某一点应力达到极限,并不破坏直到截面上的应力全部达到应力极限时,构件才达到极限。图8.3b混凝土:既不是理想的弹性材料又不是理想的塑性材料,而是介于两者之间的材料。实测的开裂扭矩:比理想弹性高,比理想的塑性低所以未用降低系数(在塑性的计算基础上) 见图8.3cT=1/2bb/2(h-b/3)+21/2b/2b/2(

39、b-b/3)+(h-b)b/2b/2ft=1/6b2(3h-b)ft (8.1)另Wt=b2/6(3h-b)受扭塑性抵抗矩对理想塑性材料:Tu=ftWt (8.2)混凝土不是理想塑性材料,所以对高强混凝土:降低系数0.7 对低强混凝土:降低系数0.8统一取 0.7 Tcr=0.7ftWt (8.3)2、T形截面构件的开裂扭矩 对T,I倒L型受扭构件,可近似将其视为若干矩形组成 Wt=WtW+Wtf+Wtf (8.5) WtW=b2/6(3h-b) (8.6) Wtf=hf2(bf-b) (8.7) Wtf=h2f/2(bWf-b) (8.8)T,I形分成巨型的方法:(a) bhf 、hf时,图8.6(a) bhf 、hf时,图8.6(b)三、纯扭构件的受扭承载力计算1、抗扭配筋的形式主拉应力迹线与轴线成450角合理:450角螺旋状 施工不便,只能成一个方向,所以工程

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