钢筋混凝土教案 - 图文

钢 筋 混 凝 土

教 案

钟 小 兵

建筑工程系结构教研室

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四川理工学院建筑工程系结构教研室教案

授课教师 钟小兵 开课系 建工系 授课 课程名称 开课学期 07-08-1 土木051、2 系级 专业 及班 钢 筋 混 凝 土Ⅰ 课程类型 课程教学 总学时数 学时分配 （ ） 必修课（ √ ） 选修课考核方式 考试（√ ） 考查（ ） 80 学分数 5 理论课80学时； 实践课 学时； 作 吴培明、彭者 少民 作 者 丁大钧 沈蒲生 沈蒲生 方鄂华 罗福午 聂建国 Bungale S .Taranath 罗福午译 出版社及 出版时间 武汉理工 2005 书 名 《混凝土结构原理》（上、中、下） 教材名称 混凝土结构（上下） 出版社及出版时间 东南大学出版社2002 高等教育出版社2005 高等教育出版社2005 中国建筑工业出版社2005 清华大学出版社2005 2005 中国建筑工业出版社1999 混凝土结构设计原理 第2版 混凝土结构设计 第2版 参考书目 高层建筑结构设计 建筑结构概念设计及案例 钢－混凝土组合结构 高层建筑钢 混凝土组合结构设计 第2版

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章 节 名 称 授 课 类 别 绪论 教 学 2 时 数 理论课（√）；实验课（ ） 使学生对本课程的基本情况有初步的了解与认识; 教学目的及要求 认识混凝土结构的常见类型 理解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 了解学习本门课程的基本方法 教 学 内 容 提 要 §1.1 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 按材料 ①混凝土结构 ②砌体结构 ③钢结构 ④木结构 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。 空间结构体系：壳体结构、网架结构、悬索结构。 备注 §1.2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： ⑴ 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。 ⑵ 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。 ⑶ 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。 ⑷ 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。 ⑸ 刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。 ⑹ 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 3

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： ⑴ 自重大：不适用于大跨、高层结构。（轻质、高强和预应力） ⑵ 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） ⑶ 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） ⑷ 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） ⑸ 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。（混凝土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。） §1.3混凝土结构的发展简况 §1.4 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《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。 教 学重点：钢筋混凝土的概念、优缺点，本课程的特点及要解决的问题。 重 难点：本课程的特点及要解决的问题。 点 难 点 4

教学过程的组织 教讨学论组作织业与习设题计 的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 1、通过多媒体课件介绍建筑结构的基本概念及其分类； 2、逐一介绍混凝土结构的类型以及用途； 3、介绍混凝土结构的优缺点，特别强调混凝土结构的缺点就是它的发展方向； 4、 混凝土结构不同于其他课程的几个方面，就是其学习方法，如没有标准答案，只比较哪个设计更好。 讨论题目：混凝土目前最主要的问题及改进方面 思考题：5题 用多媒体课件展示各种混凝土结构形式 5

章 节 名 称 授 课 类 别 钢筋和混凝土材料的力学性能 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 4 理解混凝土结构主要用钢筋和混凝土材料制作而成，认识合理地进行教学目的混凝土结构设计的必要性，了解混凝土和钢筋的受力性能。对混凝及要求 土和钢筋力学性能、相互作用和共同工作的了解，是掌握混凝土结构构件性能并对其进行分析与设计的基础。 备注 教 学 内 容 提 要 §2.1钢筋的力学性能 一、 钢筋的分类 1、化学成分： 2、外形： 4、供货形式 3、加工方法 二、 钢筋的强度和变形 1． 钢材的力学性能 （1） 应力-应变曲线： （2） 屈服强度σs ——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。 （4）混凝土对钢筋性能的要求： （3） 伸长率和冷弯性能——钢材的塑性性能指标 §2.2混凝土的力学性能 一、混凝土的强度 1、立方体抗压强度 fcu,k( the cube compressived strength) 《普通砼力学性能试验方法》（GBJ81—85） 以边长为150mm的立方体在20±3?C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度（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 fc,k (the compressived strength) 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 ft,k(the direct tensile strength) fck?0.88?1?2fcu,k 混凝土的双向受力强度 6

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 二、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（图2－8、9）3）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 105Ec?(N/mm2)2.2?34.7/fcu,kGc??? 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增长的变形 §2.1钢筋与混凝土的粘结力 一、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 7

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 二、影响粘结强度的因素①砼强度，②保护层厚度，③钢筋净距，④横向配筋及侧向压应力，⑤浇筑砼时钢筋的位置，⑥钢筋表面形状。 fA1ffTft? ?dlla?ys?b?d?y4?bd??yftd 重点： 混凝土的强度——立方强度、等级，轴心抗压、抗拉、弯曲抗压和疲劳强度。 教混凝土的变形——混凝土在短期和长期荷载下的变形，混凝土的弹性模量、徐变、学收缩和膨胀。 重钢筋的形式、品种和级别，钢筋的强度、变形和弹性模量，钢筋的冷加工、弯钩点 和接头。 难钢筋混凝土的粘结。 点 难点：混凝土的强度、混凝土的疲劳强度、钢筋的强度。 8

教学过程的组织 教学组织与讨设论计 作业习题的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 1、重点介绍混凝土的强度等级，系指标准试件（边长为150mm）在标准条件下养护28后，用标准方法加压测得的具有95%保证率的抗压强度作为立方强度的标准值，亦称混凝土的强度等级。对于非标准试件（如边长为200mm或边长为100mm）须将其抗压强度实测值乘以尺寸效应系数，才能得出标准试件的强度等级。 2、混凝土的变形分两类，即受力变形和体积变形 荷载作用下的变形分为一次短期荷载下的变形（从中得出的σ-ε关系曲线以及拉、压应变值），长期荷载下的变形以及重复荷载下的变形。在应力不太大的重复荷载作用下，每重复一次其塑性变形将衰减一次，同此，可根据不太大的重复应力作用下的σ-ε关系曲线得到混凝土的弹性模量。 3、在荷载长期作用下，即使应力保持不变，混凝土的变形也会随时间的增长而增长，这种变形称为混凝土的徐变。徐变对构件基本上是有害的，应尽量减小混凝土的徐变。 4、掌握钢筋的品种、级别、形式和应用范围，了解钢筋的力学性能及其强度标准值，为结构计算打下基础。 5、 根据钢筋与混凝土的粘结作用，确定钢筋的最小锚固长度，掌握钢筋在构件中的合理构 讨论：混凝土多轴应力下的强度 习题：思考题6题 用多媒体课件展示钢筋与混凝土的基本力学性能 9

章 节 名 称 授 课 类 别 钢筋混凝土结构的设计方法 理论课（√）；实验课（） 教 学 时 数 4 1.掌握结构可靠度理论、结构的功能要求、作用和抗力 2.掌握极限状态设计法及其实用表达式、结构可靠度理论和极限状态设计法 教学目的3.掌握荷载的代表值和材料强度的取值、结构构件设计的一般内容 及要求 4. 了解结构构件设计的一般内容设计基准期和设计使用年限、荷载取值、材料强度的取值 教 学 内 容 提 要 结构设计方法的发展 f??????1、容许应力设计法： K 2、破损阶段设计法： Pf???Pf?? ff3、极限状态设计法： M(kqiqik)?Mu(ck,sk,As,b,h0...)kcks 5、 以概率理论为基础的极限状态设计法 备注 ?§3.1建筑结构的功能要求和极限状态 一、建筑结构的功能要求 1）安全性：建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。 2）适用性：建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。 （3）耐久性：建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。 结构的可靠性：是指结构在规定的时间内(即设计使用年限)，在规定的条件下(结构正常的设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等)的能力。 结构可靠度：是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。 设计基准期和设计使用年限 二、极限状态 定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态 1、 承载能力极限状态（图3－1） 结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。 2、 正常使用极限状态 结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 10

§3.2极限状态设计方法 一、影响结构可靠性的因素 结构上的作用F、作用效应S、结构抗力R 结构上的作用——施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。 1、作用效应 作用效应：——由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。 结构上的荷载可分成三类： 永久荷载— 可变荷载— 偶然荷载— 2、结构抗力 结构抗力：结构或构件承受作用效应的能力，影响结构抗力的主要因素是结构的几何参数和所用材料的性能 ?R=f(fc,fs,αk，…… 3.3概率统计极限状态设计方法 一、 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功能的概率，称为结构可靠度。用Ps表示。 结构不能完成预定功能，即Z＜0或R＜S的概率即为失效概率。用Pf表示。 Ps +Pf =1 承载能力极限状态设计表达式 二、分项系数 三、按承载能力极限状态计算 四、按正常使用极限状态验算 五、耐久性规定 教重点： 学结构的功能要求、极限状态，混凝土结构设计方法，结构上的作用、作用效应和结重构的抗力，极限状态实用设计表达式。 点 难点： 极限状态方程。结构的可靠度、失效概率、可靠度指标、和目标可靠度指标。 难 点 11

教学过程的组织 教学组织与设讨计 论作业习题的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 1、从结构功能入手，在设计基准期内凡能满足功能要求者，称结构为“可靠”或“有效”，否则，称为“不可靠”或“失效”。在“有效”和“失败”间的临界状态，称为结构或构件的极限状态。我国现行《规范》采用了以概率理论为基础的极限状态方法进行设计，以可靠指标度量结构构件的可靠度，根据建筑结构三种不同的安全等级和结构构件不同的破坏特征，采用了不同的可靠指标，在设计上采用了以分项系数表达式进行设计。 2、荷载分为永久或可变两类，其标准值原则上应根据荷载的设计基准期最大荷载概率分布的某一分位值（例如95%保证率）确定。但是，有些荷载并不具备充分的统计资料，只能结合工程经验，经分析判断确定。 3、结构抗力是指结构或构件承受作用效应（内力或变形）的能力，它与材料强度、截面尺寸和计算模型有关，因此，它是一个随机应变量，当引入可靠指标和分项系数后，材料强度采用了定值法进行设计。 材料强度设计值是在定值的材料强度标准值确定后，引入材料强度分项系数而得出。 4、荷载设计值是在荷载标准值确定后引入荷载分项系数得出的，当材料强度设计值和荷载设计值确定后，根据可靠度要求，可写出截面承载能力极限状态表达式。 讨论：两种极限状态的异同 习题：计算题2题，思考题3题 用多媒体课件介绍基本的设计原则，习题用板书。 12

章 节 名 称 授 课 类 别 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 8 (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； 教学目的及要求 (2)熟练掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T形截面正截面承载力的计算方法； （3）掌握受弯构件正截面的构造要求。 教 学 内 容 提 要 备注 概 述 梁的受弯性能(Test Research Analysis ) 平截面假定 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” Ⅰa状态：计算Mcr的依据 Ⅱ阶段：计算裂缝、刚度的依据Ⅱa状态：计算My的依据 Ⅲa状态：计算Mu的依据?cu=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。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 “超筋梁(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。 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 一、 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。 二、 等效矩形应力图 Equivalent Rectangular Stress Block 13

fc C xn ycMM z Ts M = C¤?z 三、 相对界限受压区高度 四、最小配筋率 ??fx=b?xnc ??fC yccMzx=b?xnC=??fcbxTsM = C¤?zTs=?sAs4.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 基本公式 适用条件 防止超筋脆性破坏 防止少筋脆性破坏 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 Mu>M未知数：受压区高度x和受弯承载力Mu 截面设计 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 4.5 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。 ?cu Cs=?s’As’ a’￠?sx A s’MCc=?fcbx h0 A s T=fyAs a>?y 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。 截面复核 已知：b、h、a、a’、As、As’ 、fy、 fy’、fc求：Mu≥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 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 ??=??b 14

已知：M，b、h、a、a’，fy、 fy ’、 fc、As’求：As 未知数：x、 As 4.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ’bf hf’x h0 hb hf 。 bf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??≤?b。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 教学重点 难点 重点： 适筋梁的破坏特征、正截面各阶段应力状态、受弯构件配筋率对正截面破坏性质的影响。 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。 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 教教学学组过织程与的设组计 织 1、介绍一般受弯构件的截面形式和构造要求，强调构造要求的重要意义； 2、演示适筋梁的破坏过程，提出极限状态的标志点； 3、由应力分析开始，逐渐提出假设条件，作出单筋矩形截面承载力计算简图，要求学生能够自己推导； 4、双筋矩形截面要强调使用条件及构造措施； 5、T形截面梁从翼缘的应力滞后开始，提出假设条件，引出计算公式； 6、每一种截面承载力计算公式要求学生熟知应用条件。 15

讨论作业习题的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 讨论：怎样考虑配筋的工艺性 习题课：配筋计算题2题 课外作业：计算题5题 受弯构件概述及适筋梁的破坏过程用多媒体课件演示 承载力公式推导用板书 例题要求学生自学 习题课要求在规定的时间内完成 16

章 节 名 称 授 课 类 别 受弯构件斜截面的承载力计算 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 6 (1) 理解梁斜截面破坏的主要形态； 教学目的及要求 教 学 内 容 提 要 备注 (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。 5.1 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。 5.1.2 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 5.2 无腹筋梁的斜截面受剪性能 5.2.1 斜裂缝的类型 5.2.2 剪跨比λ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 5.2.4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 （1）斜拉破坏 发生条件：剪跨比较大， a/h0>3 或l0/h0>8 (2)剪压破坏 ? 发生条件：剪跨比适中1≤a/h0≤3 或 3≤l0/h0≤8 （3）斜压破坏 ? 发生条件：剪跨比很小 a/h0<1 或l0/h0<3 5.2.5 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 5.2.6 无腹筋梁受剪承载力计算公式 （1）对矩形、T形和Ⅰ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Ⅰ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： 17

Vc? 1.75ftbh0??1.0Vc?0.7bhftbh05.3 有腹筋梁的受剪性能 一、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； 二、破坏形态 5.4 受剪承载力的计算 一、计算公式 矩形、T形和工形截面的一般受弯构件 V?V?Vucs Asv Vu?0.7ftbh0?1.25fyvh0V? us 集中荷载作用下的独立梁 二、截面限制条件 A1.75ftbh0?1.0fyvsvh0??1.0s?sv?V?0.25bcfcbh0 Asvf??sv,min?0.24tbsfyv三、最小配箍率及配箍构造 四、受剪计算斜截面 ⑴ 支座边缘截面（1-1）； ⑵ 腹板宽度改变处截面（2-2）； ⑶ 箍筋直径或间距改变处截面（3-3）； ⑷ 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面（4-4）。 五、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计算。 六、弯起钢筋 Vu?Vcs?0.8fyAsbsin? 5.5 构造要求 5.5.1 纵向钢筋的弯起、截断和锚固 1. 抵抗弯矩图 1. 纵向钢筋的弯起 （2） 纵向钢筋弯起应满足的条件 (2)纵筋的锚固 5.5.2 箍筋的构造要求 18

教学重点 难点 重点： 斜截面的三种破坏特征，影响受剪承载力的主要因素。钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算的基本计算公式、公式的适用范围（上、下限值）、计算步骤、抵抗弯矩图、构造要求。 难点： 抵抗弯矩图、纵筋的弯起和切断。 1、首先通过应力分析，向学生介绍斜裂缝的形成原因； 2、在讨论影响无腹筋梁斜截面破坏的原因是，要特别强调剪跨比和培箍率的影响，是决定斜截面承载力的主要方面； 3、三种破坏形式，如果不配箍筋，都是脆性破坏，只有配了腹筋的梁，当剪跨比和培箍率恰当时，才可能成为剪压破坏； 4、斜截面承载力计算公式，不细讲推导过程，要重点讲公式的物理意义和应用条件； 5、钢筋的弯起和截断较为复杂，特别是材料图与包络图的比较； 6、箍筋的构造措施要求学生应该考虑，提醒在设计时不能只考虑计算配筋。 教学过程的组织 教讨学论组作织业与习设题计 的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 讨论：构造筋的作用 习题课：计算题2题 作业：计算题3题 斜裂缝的形成和计算模型的建立，用多媒体课件介绍 例题主要步骤板书 习题课要求学生在规定时间保质保量完成 构造措施可以让学生自学 19

章 节 名 称 授 课 类 别 钢筋混凝土受压构件的计算 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 8 (1)熟练掌握轴心受压构件的承载力计算方法; (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教学目的的影响； 及要求 （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力计算方法和构造措施； 教 学 内 容 提 要 6.1 概述 6.2 受压构件一般构造要求 6.2.1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 6.2.3 纵筋 6.2.4箍筋 箍筋形式：封闭式 备注 6.3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 ￠)N?Nu?0.9?(fcA?fy￠As 设计方法 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。 6.4 压力和弯矩共同作用下的截面受力性能 1、受拉破坏 tensile failure 一、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。 2、受压破坏compressive failure产生受压破坏的条件有两种情况： ⑴当相对偏心距e0/h0较小 ⑵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b?。 20

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?cu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?s 相对界限偏心距e0b/h0 三、 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e0≥e0b时，为大偏心受压情况； 当偏心距e0eib.min=0.3h0， 一般可先按大偏心受压情况计算 As和A's均未知时 两个基本方程中有三个未知数，As、A's和 x，故无唯一解。 与双筋梁类似，为使总配筋面积（As+A's）最小?可取x=xbh0得 ⑵A's为已知时 当A's已知时，两个基本方程有二个未知数As 和 x，有唯一解。 e，则可将代入第一式得??ei?0.5h?a先由第二式求解x，若x < xbh0，且x>2a' 若x > xbh0？则应按A's为未知情况重新计算确定A's 若x<2a' ？则可偏于安全的近似取x=2a'， 2、小偏心受压（受压破坏） hei≤eib.min=0.3h0 两个基本方程中有三个未知数，As、A's和x，故无唯一解。 小偏心受压，即x >xb，ss< fy，As未达到受拉屈服。 进一步考虑，如果x <2b -xb， ss > - 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)。 二、不对称配筋截面复核 在截面尺寸(b×h)、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两2 21

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M 2、给定轴力作用的偏心距e0，求轴力设计值N 三、对称配筋截面 对称配筋截面，即As=As'，fy = fy'，a = a'，其界限破坏状态时的轴力为Nb=??fcb?bh0。 因此，除要考虑偏心距大小外，还要根据轴力大小（N< Nb或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。 2、T形及工字形截面偏心受压构件计算 二、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。 6.7 受压构件的斜截面受剪承载力 6.8 受压构件的延性（Ductility） 教学重点 难点 重点 轴心受压构件的破坏特征、正截面强度计算、构造要求。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，矩形截面对称配筋偏心受压构件强度计算，工字形截面对称配筋偏心受压构件强度计算，偏心受压构件的构造要求。 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。 教教学学组过织程与的设组计 织 1、介绍受压构件的分类和基本构造要求； 2、轴心受压构件中，要特别讲清楚密排环箍承载力增大的原因； 3、偏心受压构件承载力计算中，一定要学生能够搞清楚大小偏心的判别，偏心距增大系数的计算公式中，要搞清楚其理论依据； 4、承载力计算公式较为复杂，在讲课的时候，要细讲，特别注意各种判别条件。 5、各种构造措施要求学生自学。 22

讨论作业习题的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 讨论题目：密排环箍提高承载力的因素 习题课：计算题2题 作业：计算题2题 受压构件的概念用多媒体介绍 计算公式的推导用板书 习题课要求保质保量的完成 构造措施安排自学 23

章 节 名 称 授 课 类 别 受拉构件承载力计算 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 2 (1) 掌握轴心受拉构件承载力计算的方法; 教学目的及要求 教 学 内 容 提 要 7.1 轴心受拉构件 N?fyAs 应满足As≥(0.9ft/fy)A，A为构件截面面积。 7.2 偏心受拉构件 As和A's应分别≥rminbh，rmin=0.45ft/fy 小偏心受拉破坏：轴向拉力N在As与A's之间，全截面均受拉应力，但As一侧拉应力较大，A's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A's纵筋均受拉，最后As和A's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A's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，A's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。 Nu-Mu相关关系 钢筋混凝土构件从轴心受压、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。 7.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 A1.75V?ftbh0?1.0fyvsvh0?0.2N ??1.0s (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； 备注 24

重点： 教轴心受拉构件、矩形截面偏心受拉构件的小偏心受拉、大偏心受拉（对学称和不对称配筋计算），偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算。 重难点 点 矩形截面偏心受拉构件的小偏心受拉、大偏心受拉（对称和不对称配难筋计算）。 点 教学过程的组织 教讨学论组作织业与习设题计 的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 1、介绍受拉混凝土构件在工程中的应用； 2、公式部分仔细讲解，着重介绍偏心受拉，注意与受压构件进行比较。 作业：1题 主要用多媒体课件讲授 25

章 节 名 称 授 课 类 别 受扭构件承载力计算 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 2 (1) 掌握矩形截面纯扭构件的受力性能和承载力计算方法； 教学目的及要求 教 学 内 容 提 要 概 述 两类受扭构件： 平衡扭转 约束扭转 (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。 备注 8.2 纯扭构件的破坏形态 一、裂前的应力状态——截面受扭弹性抵抗矩 Wte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 8.3 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 8.3.2 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 Astl 8.3.3 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 26

确定纵筋As和A's； 按剪扭承载力按下式计算确定配筋，然后再将钢筋叠加。 8.3.4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. 构造要求 8.3.5 弯剪扭构件计算方法确定 教重点： 学纯扭构件的承载力、弯剪扭构件的承载力计算。 重难点： 点 弯剪扭构件的承载力计算 难 点 1、首先介绍受扭构件的应力分析，提出抗扭钢筋的概念； 2、纯扭钢筋的配筋计算，注意T形和工形截面的划分； 3、弯、剪、扭构件的承载力计算中，特别强调抗扭钢筋和抗弯钢筋、抗剪钢筋的分别计算，叠加使用。 教教学学组过织程与的设组计 织 27

讨论作业习题的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 讨论题目：剪、扭相关性 作业：计算题2题 全部用多媒体课件 28

章 节 名 称 授 课 教 学 理论课（√）；实验课（ ） 4 时 数 类 别 (1) 理解正常使用极限状态的有关限值确度原则和方法、钢筋混凝土构件裂缝和变形验算的目的和条件； 混凝土构件的变形及裂缝宽度验算 (2) 理解钢筋混凝土构件荷截裂缝出现和开展的过程、开裂后钢筋教学目的及要求 和混凝土应变分布规律、裂缝宽度和截面刚度大小及其持续作用时间变化的特性； (3) 熟练掌握钢筋混凝土构件荷载裂缝宽度和受弯构件挠度的计算方法。 教 学 内 容 提 要 概 述 安全性――承载能力极限状态 适用性――影响正常使用 ?结构的极限状态: 承载能力极限状态: 安全性 正常使用极限状态: 使用性和耐久性 ?正常使用极限状态主要验算构件的裂缝宽度以及变形（刚度）。 ?验算时应当考虑短期效应组合以及长期效应组合两种情况。 9.2 裂缝宽度计算 由于混凝土材料的不均匀性，裂缝的出现、分布和开展具有很大的离散性，因此裂缝间距和宽度也是不均匀的。但大量的试验统计资料分析表明，裂缝间距和宽度的平均值具有一定规律性，是钢筋与混凝土之间粘结受力机理的反映。 二、裂缝间距 根据试验资料统计分析，并考虑受力特征的影响，对于常用的带肋钢筋，《规范》给出的平均裂缝间距lm的计算公式为 d lm?1.9c?0.08??te 受弯构件 dl?1.1(1.9c?0.08?)m ?te 轴心受拉构件 ftk?ss三、裂缝宽度 w?0.85??1.1?0.65?lmm?ss?teEs 根据长期观测结果，长期荷载下裂缝的扩大系数为? l =1.5。 备注 wmax??cr??ssEs(1.9c?0.08d?te) 29

受弯构件?cr =1.5×1.66×0.85=2.1 轴心受拉构件?cr =1.5×1.9×0.85×1.1=2.7 9.3 受弯构件的变形验算一、变形限值 f ≤ [ f ] [f]为挠度变形限值。主要从以下几个方面考虑： 1、保证结构的使用功能要求。 2、防止对结构构件产生不良影响。 3、 保证使用者的感觉在可接受的程度之内。 二、钢筋混凝土梁抗弯刚度的特点 截面抗弯刚度EI 体现了截面抵抗弯曲变形的能力，同时也反映了截面弯矩与曲率之间的物理关系。 对于弹性均质材料截面，EI为常数，M-??关系为直线 由于混凝土开裂、弹塑性应力-应变关系和钢筋屈服等影响，钢筋混凝土适筋梁的M-??关系不再是直线，而是随弯矩增大，截面曲率呈曲线变化。 三、刚度公式的建立 四、参数h、z 和y ?E?6?E?2 ?0.2?EsAsh0?1?3.5?￠f Bs?6?E? ftk1.15????1.1?0.65￠1?3.5?f ?sk?te五、长期荷载作用下的抗弯刚度 长期抗弯刚度 ?￠??2.0?0.4?Bl?MsBsMs?(??1)Ml六、受弯构件的挠度变形验算 9.5 混凝土结构的耐久性 一、影响混凝土结构耐久性的因素 内部因素： 混凝土强度 渗透性 保护层厚度 水泥品种 标号和用量 外加济等 外部因素： 环境温度 湿度 CO2含量 侵蚀性介质等 1、混凝土的冻融破坏 2、混凝土的碱集料反应 3、侵蚀性介质的腐蚀 4、混凝土的碳化 [1] 环境因素 [2] 材料因素 [4] 覆盖层 5、钢筋锈蚀 三、耐久性极限状态与耐久性设计 30

重点： 钢筋混凝土受弯构件在短期和长期荷载作用下的刚度、挠度计算。裂教学缝宽度计算。 重点 难点 难点 钢筋混凝土受弯构件在短期和长期荷载作用下的刚度 1、 1、通过应力分析，逐步介绍钢筋混凝土构件裂缝形成及发展的机理，以粘结滑移理论解释裂缝平均间距； 2、在裂缝平均宽度的基础上，介绍混凝土结构裂缝宽度的验算学公式，特别注意各种参数的计算和物理意义； 程3、在讲混凝土结构的刚度是，首先介绍混凝土几个变形的特点组以及与单一、均匀材料的差别； 3、短期刚度和长期刚度计算公式中，要提醒学生注意不同场合使用的荷载值的不同之处。 4、向学生介绍国内外关于混凝土结构耐久性的有关知识。 教过的织 讨论教学作业组织讨论：混凝土的耐久性的影响因素 习题与设作业：计算题2题 的安计 排 裂缝形成机理的讲解，用多媒体课件 公式推导中各种实验图表用课件展示，计算公式用板书 教学耐久性方面的内容，引导学生查阅资料 手段 的应 用 教学实施 小结 31

章 节 名 称 授 课 类 别 预应力混凝土的基本知识 理论课（√）；实验课（ ） 教 学 时 数 6 (1)理解预应力混凝土的基本概念，各项预应力损失的产生原因及减少损失的措施; 教学目的及要求 (2)理解轴心受拉构件各阶段的应力状态。 (3)掌握轴心受拉构件正截面承载力的计算方法，施工阶段和局部承压验算方法，以及根据裂缝控制等级要求进行抗裂验算的方法。 教 学 内 容 提 要 10.1 预应力混凝土的概念(Concept of PRC) 第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定一、钢筋混凝土的缺欠 备注 二、预应力的基本概念?pcNpeph???AI2MNph?c??I2?b??c??pchNpNpeph???(??)I2AI2 M10.2 施加预应力的方法 先张法 后张法(Pretension) 10.3 预应力混凝土的基本受力分析 预应力混凝土受弯构件是依靠内力臂的变化来抵抗外弯矩的作用，在受力过程中预应力筋一直承受较大的拉力Np，而截面混凝土则一直主要承受压力C。 32

钢筋混凝土受弯构件开裂后，内力臂基本保持不变，而钢筋拉力T和压区混凝土的压力C随弯矩增长而不断增大。 预应力混凝土的这种受力特点，充分利用了钢筋抗拉强度和混凝土抗压强度高特性，可以使得高强度材料强度高的性能得以发挥。 10.4 预应力混凝土的材料及锚夹具 一、预应力钢筋 1、冷拉低合金钢筋 通常将Ⅳ级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可达580MPa。 2、中高强钢丝 中高强钢丝是采用优质碳素钢盘条，经过几次冷拔后得到。 中强钢丝的为800~1200MPa， 高强钢丝的强度为1470~1860MPa。 钢丝直径为3~9mm。 3、钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。4、热处理钢筋 用热轧中碳低合金钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋，直径为6~10mm，抗拉强度为1470MPa。 二、混凝土——预应力混凝土要求采用高强混凝土 一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30，当采用高强钢丝时不低于C40。 三、锚具和夹具 夹片式锚具 10.5 张拉控制应力和预应力损失 在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积Ap得到的应力称为张拉控制应力scon。 在下列情况下， [scon]可提高0.05 fptk： ⑴ 为提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力筋； ⑵为部分抵消应力松弛、摩擦、分批张拉和温差产生预应力损失。 为避免scon的取值过低，影响预应力筋充分发挥作用，《规范》规定scon不应小于0.4 fptk。 二、预应力损失 预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。 由于预应力的通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有： 1、锚固损失sl1 2、摩擦损失sl2 3、热养护损失sl3 4、钢筋松弛损失sl4 5、收缩徐变损失sl5 三、预应力损失的组合 ⑴混凝土预压前完成的损失?lI； ⑵混凝土预压后完成的损失?lII。 四、混凝土弹性压缩引起的损失sle

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教学重点 难点 重点： 预应力混凝土的基本概念、预加应力的方法、预应力混凝土材料、张拉控制应力和预应力损失、预应力混凝土轴心受拉构件的计算。 难点： 张拉控制应力和预应力损失、预应力混凝土轴心受拉构件的计算 1、先介绍普通混凝土结构存在的问题，变形和裂缝不易控制，尤其是大跨度的结构，从而引出预应力结构的概念； 2、通过应力分析，介绍预应力结构提高变形能力和抗裂能力的内在原因，尤其是平衡荷载法的概念，要讲清楚。 3、介绍实现预应力的方法，从而提出预应力混凝土结构的施工方法； 4、预应力的夹具、锚具部分，由学生自学； 5、预应力损失部分，着重介绍产生损失的原因，计算方面可以放宽； 6、由学生自学预应力混凝土结构设计时的应力分析，以体会预应力设计的基本方法。 教学过程的组织 教讨学论组作织业与习设题计 的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 讨论：预应力混凝土的质量怎样保证 作业：思考题2题 主要用多媒体课件讲解 部分章节由学生自学 34

章 节 名 称 授 课 教 学 理论课（√）；实验课（ ） 10 时 数 类 别 (1) 理解楼盖的类型、现浇整体式肋形楼盖的种类、静力工作特点； (2) 掌握折算荷载，塑性铰、内力重分布，弯矩调幅等概念； 教学目的及要求 (3) 掌握按弹性理论及考虑塑性内力重分布的方法计算现浇整体式肋形楼盖的内力计算； (4) 掌握连续梁、板截面设计特点及配筋构造要求； (5) 了解无梁楼盖、装配式楼结构截面设计和构造要求。 教 学 内 容 提 要 11.1 概述 楼盖的主要结构功能 11.1.1 楼盖类型 11.1.2单向板和双向板 单向板——在荷载作用下，只在一个方向弯曲 或者主要在一个方向弯曲的板 双向板——在荷载作用下，在两个方向弯曲， 且不能忽略任一方向弯曲的板 梁板结构 备注 11.2 现浇单向板肋梁楼盖 单向板肋梁楼盖的设计步骤为： （1）结构平面布置，并对梁板进行分类编号，初步确定板厚和主、次梁的截面尺寸； （2）确定板和主、次梁的计算简图； （3）梁、板的内力计算及内力组合； （4）截面配筋计算及构造措施； （5）绘制施工图。 11.2.1结构平面布置 1． 单向板肋梁楼盖结构平面布置通常有三种方案 主梁沿横向布置 主梁沿纵向布置 有中间走道（只布置次梁，不布置主梁） 2．进行楼盖的结构平面布置时，应注意几个问题： 3、连续梁、板按弹性理论的内力计算 （1）、计算假定 （2）、计算单元（3）、计算简图 1.2.3连续梁、板按弹性理论方法的内力计算 1.活荷载的最不利布置及荷载的最不利组合 2.内力计算 2. 支座弯矩和剪力设计值 11.2.4连续梁、板按塑性理论方法的内力计算 1．塑性铰的概念 塑性铰与理想铰的区别 2．超静定结构的塑性内力重分布现象 按弹性理论方法： 1.截面间内力的分布规律是不变的； 35

2.任一截面内力达到其内力设计值时，认为整个结构达到其承载能力。 实际上：1.截面间内力的分布规律是变化的。 2. 任一截面内力达到其内力设计值时，只是该截面达到其承载能力，出现了塑性铰。 只要整个结构还是几何不变的，结构还能继续承受荷载。 对于超静定结构，当结构的某个截面出现塑性铰后，结构的内力分布发生了变化，经历了一个重新分布的过程，这个过程成为“塑性内力重分布”。 3. 考虑塑性内力重分布的意义 4. 影响塑性内力重分布的因素 ①塑性铰的转动能力 ②斜截面承载能力 ③正常使用条件 5. 考虑内力重分布的适用范围 6．连续梁、板考虑塑性内力重分布的内力计算 弯矩调幅法 （1） 弯矩调幅法 11.2.5单向板肋梁楼盖的截面设计与构造要求 1. 单向板的截面设计与构造要求 （2） 截面设计要点 1） 板的计算单元通常取为1m，按单筋矩形截面设计；2）板一般能满足斜截面受剪承载力要求，设计时可不进行受剪承载力验算；板的内拱作用单向板的内拱作用 （3） 构造要求 A、板中受力钢筋 B、板中构造钢筋 2. 次梁的截面设计与构造要求 （1） 截面设计要点 3. 主梁的截面设计与构造要求 二、双向板肋梁楼盖 1、双向板的受力特点 （2）、主要试验结果 2、按弹性理论计算双向板 3、双向板支承梁的设计 支承梁的内力可按弹性理沦或考虑塑性内力重分布的调幅法计算： （1）、按弹性理论计算 等跨或近似等跨（跨度相差不超过l0％）的连续支承梁，可先将支承梁的三角形或梯形分布荷载化为等效均布荷载，再利用均布荷载下等跨连续粱的计算表格来计算梁的内力（弯矩、剪力）。 （2）、按调幅法计算 4、双向板楼盖的截面设计与构造 （1）、截面设计 （2）、双向板的构造 3、无梁楼盖的内力计算 无梁楼盖按弹性理论的计算方法常用的有：经验系数法和等代框架法 4、柱帽设计 无帽顶板 折线帽顶板 矩形帽顶板 5、无梁楼盖的配筋构造 第三节 叠合式楼盖 二、叠合梁优缺点 例题： 36

教重点： 学整体现浇式单向板肋梁楼盖的设计计算、楼梯、雨蓬。 重难点： 点 单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖的设计计算。 难 点 1、首先介绍结构设计的主要内容和步骤，以打消学生的畏难情绪； 2、结构体系和布置对结构的可靠性和经济型有重要意义，要求学生在选择布局时，要特别注意； 3、结构计算简图的确定是十分重要的，由于考虑因素较多，学生容易犯错； 4、重点学习单向板肋梁楼盖的设计理论，其中，弹、塑性理论各自的使用条件，塑性铰的理论是重点； 5、整体式双向板肋梁楼盖和无梁楼盖由学生自学； 6、特别强调构件设计时配筋的工艺性。 7、安排课程设计的任务，提醒学生查阅资料。 讨论：怎样做好课程设计 作业：思考题5题 熟悉课程设计任务书，寻找参考文献 教学过程的组织 教讨学论组作织业与习设题计 的安排 教学手段的应用 教学实 施小结 37

章 节 名 称 授 课 理论课（√）；实验课（ ） 类 别 （1） 理解单层厂房的结构组成与结构布置； 教学目的及要求 教 学 内 容 提 要 第一节 概述 一、单层厂房的特点 二、 单层厂房的结构分类 1、按承重结构的材料分类： 2、按承重结构的型式分类： 单层厂房 教 学 时 数 10 （2） 掌握单层厂房结构主要构件的选型； （3） 熟练掌握排架的内力分析和内力组合； （4） 熟练掌握主要构件的设计； 备注 第二节 单层厂房的结构组成与结构布置 一、结构组成 1、屋盖结构 2、横向平面排架 3、纵向平面排架 二、结构布置 1、平面与剖面布置 （1）、定位轴线 （2）、柱网布置 （3）、构件的平面布置 （4）、变形缝设置 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。 （5）、剖面布置 2、支撑布置 单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。 （1）、屋盖支撑 屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆、天窗架支撑。 ②、纵向水平支撑 ③、屋架间的垂直支撑及水平系杆 38

④、天窗架支撑 （2）、柱间支撑 3、 围护结构布置 单层厂房的围护结构包括屋面板、墙体、抗风柱、圈梁、连系(墙)梁、过梁、基础梁等构件。 第三节 单层厂房结构主要构件选型 一、国家建筑标准设计图集介绍 二、 屋面板主要构件选型 1、屋面板 2、檩条 三、屋架（屋面梁）选型 四、吊车梁选型 五、常用柱型 1、柱的截面形式 （1）、矩形截面柱（2）、I形截面柱（3）、双肢柱（4）、管柱 2、柱的截面尺寸 教材给出矩形、I形截面柱尺寸的限值，若满足该限值要求，就认为厂房的横向刚度已得到保证。 第四节 排架内力分析 横向平面排架结构是单层厂房结构计算的基本单元。 1、求出排架柱在各种荷载作用下起控制作用的截面的最不利内力，作为柱截面设计和承载力校核的依据； 2、求出柱传给基础的最不利内力，作为基础设计的依据。 一、计算简图 二、荷载计算 三、排架内力分析 单层厂房排架结构是空间结构。有两种内力计算方法：考虑厂房整体空间作用和不考虑厂房整体空间作用。 1、等高排架内力分析 2、柱顶水平集中力作用下 3、任意荷载作用下 2、 荷载效应组合 对于一般排架结构，荷载效应组合（即内力组合）的设计值S： 第五节 单层厂房结构主要构件设计 一、钢筋混凝土屋架设计要点 二、钢筋混凝土柱设计 1、矩形和I形截面柱设计 39

2、牛腿设计 3、抗风柱设计 4、柱间支撑设计 5、矩形和I形截面柱的构造（自学） 6、预埋件设计 三、钢筋混凝土柱下独立基础设计 1、柱下基础的类型： 2、柱下扩展基础设计 设计内容包括： （1）、按地基承载力确定基础底面尺寸； （2）、按混凝土冲切、剪切强度确定基础高度和变阶处的高度； （3）、按基础受弯承载力计算底板钢筋、构造处理及绘制施工图 重点： 单层工业厂房结构的组成和受力特点，结构构件选型，排架计算（排架的计算简图，排架荷载的计算，用剪力分配法计算等高排架，排架的内力组合，排架考虑整体空间作用的计算，排架计算简图的选择。），单层厂房排架柱的设教计（柱的计算长度，柱的吊装、运输阶段验算。），牛腿设计，柱下单独基础设学计（基础底面尺寸的确定，基础高度的确定，基础底板配筋计算，基础的构造重要求。）。 点 难点： 难单层工业厂房结构的支撑布置，排架计算（排架的计算简图，排架荷载的点 计算（排架的内力组合，排架考虑整体空间作用的计算，排架计算简图的选择。），单层厂房排架柱的设计（柱的吊装、运输阶段验算。），牛腿与预埋件设计，柱下单独基础设计（基础高度的确定，基础底板配筋计算）。 40

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