鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教案

《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程教案設(shè)計(jì)

授課教師:

課題1.1混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

熟悉混凝土的一般概念

求

1、熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的類型；

內(nèi)容重2、掌握鋼筋和混凝土能共同工作的主要原因；

點(diǎn)3、熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。

鋼筋和混凝土這兩種性質(zhì)不同的材料能夠組合在一起共同工作

內(nèi)容難的原因。

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念

熟練掌握基本概念

鋼筋和混凝土這兩種材料按照合理的方式結(jié)合在一起共同

工作，鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力。二、混凝

透徹理解鋼筋和混凝

土結(jié)構(gòu)的分類

土能共同工作的原因

1、素混凝土結(jié)構(gòu)

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)熟悉鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

3、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

4、其他形式的加筋混凝土結(jié)構(gòu)

圖1.1素混凝土梁和鋼筋混凝土梁的破壞情況

(a)素混凝土梁；(b＞鋼筋混凝土梁

第1頁(yè)

三、鋼筋和混凝土能夠有效結(jié)合在一起共同工作

的原因

1、鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力，使二者之間能傳遞力和變

形。粘結(jié)力是使這兩種不同性質(zhì)的材料能夠共同工作的基礎(chǔ)。

2、鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)接近。當(dāng)溫度變化

時(shí)，鋼筋和混凝土的粘結(jié)力不會(huì)因兩者之間過(guò)大的相對(duì)變形而破

壞。

四、鋼筋混凝土基本構(gòu)件的分類

1、受彎構(gòu)件

2、受壓構(gòu)件

3、受拉構(gòu)件

4、受扭構(gòu)件

5、復(fù)雜受力構(gòu)件，如壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件、彎扭構(gòu)件、拉彎扭

構(gòu)件等。

五、混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

1、強(qiáng)度高

2、耐久性好

3、耐火性好

4、可模性好

5、整體性好

6、易于就地取材

六、混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)自重大

2、抗裂性差

3、一旦損壞修復(fù)比較困難

4、施工受季節(jié)環(huán)境影響較大

第2頁(yè)

1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其工程應(yīng)用

課題計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

1.3本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法

基本要了解混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其工程應(yīng)用，

求了解本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法

1、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其工程應(yīng)用

內(nèi)容重2、本課程的特點(diǎn)

點(diǎn)3、學(xué)習(xí)方法

內(nèi)容難本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其工程應(yīng)用

一、混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個(gè)階段了解混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)

1、第一階段：展簡(jiǎn)況及其工程應(yīng)用

2、第二階段：

3、第三階段：二、混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用

1、房屋建筑工程

2、橋梁工程

3、特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)

4、水利及其他工程了解本課程的特點(diǎn)

三、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況熟悉學(xué)習(xí)方法

1、材料方面

2、結(jié)構(gòu)方面

3、施工技術(shù)

四、混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展概況

1、混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的發(fā)展概況

目前，包括我國(guó)在內(nèi)的很多國(guó)家都采用以概率理論為基礎(chǔ)的

極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2、我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)展概況

現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

1.3本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法

一、本課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法

1、掌握好鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能

2、鋼筋和混凝土兩種材料的數(shù)量比例和強(qiáng)度搭配問(wèn)題

3、計(jì)算公式

1、學(xué)會(huì)對(duì)多種因素進(jìn)行綜合分析的設(shè)計(jì)方法

5、學(xué)會(huì)運(yùn)用現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)

第3頁(yè)

2鋼筋混凝土材料的力學(xué)性能

課題1.1鋼筋的形式和品種計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

2.2鋼筋的力學(xué)性能

基本要

掌握鋼筋的力學(xué)性能，熟悉鋼筋的形式和品種

求

1、鋼筋的形式和品種

內(nèi)容重2、掌握鋼筋的力學(xué)性能

點(diǎn)

鋼筋的力學(xué)性能

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

1.1鋼筋的形式和品種

了解鋼筋的形式和品

一、鋼筋的主要化學(xué)成分

種

鐵（Fe）、碳（C）、缽（Mn）、

硅（Si）、磷（P）、硫（S）

二、鋼筋和鋼絲的分類

掌握鋼筋的力學(xué)性能

1、熱軋鋼筋：HPB235、

HRB335,HRB400,RRB400

2、冷拉鋼筋

3、鋼絲

4、熱處理鋼筋

(a)

(b)

圖2.1變形鋼筋的外形

Ca＞螺紋鋼筋,＜b＞月牙紋鋼筋

第4頁(yè)

1.2鋼筋的力學(xué)性能

一、有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋的應(yīng)力一應(yīng)變曲線

熱軋鋼筋和冷拉鋼筋屬于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋。

二、無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋的應(yīng)力一應(yīng)變曲線

鋼絲和熱處理鋼筋屬于無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋。

一般取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%的應(yīng)力為“條件屈服強(qiáng)度

第5頁(yè)

課題2.3鋼筋的冷加工和熱處理計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

2.4對(duì)鋼筋質(zhì)量的要求

2.5鋼筋的蠕變、松弛和疲勞

2.6混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

基本要掌握混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的劃分，熟悉對(duì)鋼筋片員量的要求及鋼筋的蠕

求變、松弛和疲勞的概念，了解鋼筋的冷加工和熱處理。

1、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

內(nèi)容重2、對(duì)鋼筋質(zhì)量的要求，蠕變、松弛和疲勞的概念

點(diǎn)3、冷加工和熱處理工藝

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的劃分，鋼筋質(zhì)量的要求。

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

2.3鋼筋的冷加工和熱處理熟悉基本概念

一、冷拉.只能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度二、冷拔可以

掌握混凝土的強(qiáng)度等

同時(shí)提倡鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度

i級(jí)的有關(guān)內(nèi)容

CT

C9

冷拉

應(yīng)力

Oo>,冷拉伸長(zhǎng)率

圖2.6鋼筋冷拉前后的

應(yīng)力-應(yīng)變曲線

第6頁(yè)

2.4對(duì)鋼筋質(zhì)量的要求

一、屈服強(qiáng)度

在一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，取屈服強(qiáng)度作為可以利用的應(yīng)力上限，也

就

是鋼筋的強(qiáng)度。

二、強(qiáng)屈比

極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值不低于1.25

三、伸長(zhǎng)率>4°

四、四項(xiàng)保證

屈服強(qiáng)度、極限抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)/失一

五、鋼筋的接頭形式2.5由夕'—Ji

一、蠕變圖2.7鋼筋的彎轉(zhuǎn)

鋼筋在高應(yīng)力作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)其應(yīng)變繼續(xù)增加的現(xiàn)象。

二、松弛

鋼筋受力后，若保持長(zhǎng)度不變，則其應(yīng)變隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。

三、鋼筋的疲勞

鋼筋在承受重復(fù)、周期動(dòng)荷載作用下，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后，從塑性破

壞的性質(zhì)轉(zhuǎn)變成脆性破壞突然斷裂的現(xiàn)象。

鋼筋在疲勞破壞時(shí)的強(qiáng)度低于鋼筋在靜荷載下的極限強(qiáng)度。

2.6混凝土的強(qiáng)度等級(jí)一、混凝土的立方體強(qiáng)度

混凝土的立方體強(qiáng)度，是衡量混凝土強(qiáng)度大小的基本指標(biāo)，是評(píng)價(jià)

混凝土等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。用符號(hào)feu表示，單位為N/mm%

規(guī)范規(guī)定：用邊長(zhǎng)為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件

下(溫度20℃±30c,相對(duì)溫度不小于90%)養(yǎng)護(hù)28d后在試驗(yàn)

機(jī)上試壓。試驗(yàn)時(shí)，試塊表面不涂潤(rùn)滑劑，全截面受力，加荷速度

約為0.15~0.25N/(mm!.s),>

二、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

我國(guó)現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，是按立

方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的，用符號(hào)C表示，規(guī)范中列出14個(gè)等級(jí)，

即：

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、

C70、C75、C80o字母C后面的數(shù)字表示以N/mm。

為單位的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

第7頁(yè)

2.7混凝土的強(qiáng)度

課題2.8荷載作用下混凝土的變形性能計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

2.9混凝土的徐變和收縮

基本要

掌握混凝土強(qiáng)度和變形性能，熟悉混凝土的徐變和收縮

求

1、掌握混凝土的強(qiáng)度和大小如何確定

內(nèi)容重2、掌握荷載作用下混凝土的變形性能

點(diǎn)3、掌握混凝土的徐變和收縮

立方體抗壓強(qiáng)度、復(fù)雜受力狀態(tài)下的強(qiáng)度

內(nèi)容難混凝土在荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線

點(diǎn)徐變和收縮的概念、分析

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

混凝土的強(qiáng)度

2.7熟練掌握基本概念

一、混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度

立方體抗壓強(qiáng)度是混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中使用的混凝土其他強(qiáng)度值，都可以根據(jù)立方體強(qiáng)度值換算得

出。

透徹理解混凝土的變

二、混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱體抗壓強(qiáng)度）fc

形性能

標(biāo)準(zhǔn)棱柱體試件：150X150X300

三、混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度長(zhǎng)

混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，一般只有抗壓強(qiáng)度的

1/18~1/9。熟悉混凝土的徐變和

四、復(fù)雜受力狀態(tài)下混凝土的強(qiáng)度收縮的有關(guān)內(nèi)容

混凝土兩向受壓和三向受壓時(shí)，各個(gè)方向上的抗壓

強(qiáng)度都有很大的提高。

2.8荷載作用下混凝土的變形性能

一、混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系

二、混凝土的彈性模量

1、初始彈性模量E0=tan%°y

2、切線模量E,=tana"夕一'

3、割線模量紇=tan%

祝范推薦O|￡,e

圖2.14混凝土彈性模狀及變形模缺

第8頁(yè)

Ec=(A/'/zwn-)

2.2+山

幾

三、泊松比

橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值稱為泊松比。

G—

°2(1+V)

2.9混凝土的徐變和收縮

一、混凝土的徐變

混凝土在荷載長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形稱為徐變。

徐變會(huì)造成結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布，會(huì)使結(jié)構(gòu)變形增大，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力

損失，在高應(yīng)力作用下，還會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件破壞。

二、混凝土的收縮和膨脹

混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積會(huì)縮小，這種現(xiàn)象稱為混凝土的收縮。

混凝土在水中結(jié)硬時(shí)體積會(huì)膨脹，這種現(xiàn)象稱為混凝土的膨脹。

第9頁(yè)

2.10鋼筋與混凝土間的黏結(jié)

課題計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

2.11鋼筋混凝土的一般構(gòu)造規(guī)定

基本要

掌握鋼筋混凝土的一般構(gòu)造規(guī)定

求

1、鋼筋與混凝土間的黏結(jié)

內(nèi)容重2,鋼筋混凝土的一般構(gòu)造規(guī)定

點(diǎn)

鋼筋混凝土的構(gòu)造規(guī)定

內(nèi)容難

八占、、

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

2.10鋼筋與混凝土間的粘結(jié)

一、鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力

1、鋼筋與混凝土接觸面上化學(xué)吸附作用力，也稱膠結(jié)力。

2、混凝土的收縮將鋼筋緊緊握固而產(chǎn)生摩擦力。

3,鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力，也

稱咬合力。熟練掌握鋼筋混凝土

4、鋼筋端部加彎鉤、彎折或在錨固區(qū)焊短鋼筋、焊角鋼等來(lái)提的一-般構(gòu)造規(guī)定

供錨固能力。

二、直段光面鋼筋的粘結(jié)能力來(lái)源于膠結(jié)力和摩擦力。

三、變形鋼筋的粘結(jié)能力主要來(lái)源于摩擦力和機(jī)械咬合

作用力。

2.11鋼筋混凝土的一般構(gòu)造規(guī)定

一、混凝土保護(hù)層

從鋼筋外邊緣到混凝土外邊緣的距離為混凝土的保護(hù)層厚度。

二、鋼筋的錨固

三、鋼筋的連接

四、縱向鋼筋的最小配筋率

翁IF—

(a)

皿"力〃〃力侑化〃⑦徐/例期北〃〃.........

(b)

圖2.25鋼筋的搭接接頭

(a)光面用筋;(b)規(guī)律變形用筋

第10頁(yè)

3混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)原則

課題計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

3.1結(jié)構(gòu)的功能要求

基本要

熟悉結(jié)構(gòu)的功能要求，理解作用、作用效應(yīng)、抗力和可靠性的概念

求

1、結(jié)構(gòu)的作用、作用效應(yīng)和抗力

內(nèi)容重2、結(jié)構(gòu)的功能要求

點(diǎn)3、結(jié)構(gòu)的可靠性與安全等級(jí)

結(jié)構(gòu)的作用的分類

內(nèi)容難結(jié)構(gòu)的功能要求

點(diǎn)安全等級(jí)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

3.1結(jié)構(gòu)的功能要求

熟悉基本概念

一、混凝土結(jié)構(gòu)的組成與作用

結(jié)構(gòu)是由不同受力構(gòu)件組成的承受各種外部作用的骨架。

二、結(jié)構(gòu)上的作用

結(jié)構(gòu)上的作用是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中荷載或分布荷載（包括永

久

荷載、可變荷載等），以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，

如基礎(chǔ)沉降、溫度變化、混凝土收縮、焊接等作用。

施加在結(jié)構(gòu)上的集中荷載或分布荷載稱為直接作用。

引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的其他作用稱為間接作用。

三、結(jié)構(gòu)上的作用的分類㈠、按隨時(shí)間的變異分類

1、永久作用

2、可變作用

3、偶然作用

㈡、按隨空間位置的變異分類

1、固定作用

2、可動(dòng)作用

㈢、按結(jié)構(gòu)的反映分類

1、靜態(tài)作用

2、動(dòng)態(tài)作用

四、荷載效應(yīng)一S

結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形（如軸力、彎矩、剪

力扭矩、撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等）稱為作用效應(yīng)，若作用為直接作

用，則其效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)So

五、結(jié)構(gòu)抗力一R

結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力（如構(gòu)件的承載能

力、剛度等）稱為結(jié)構(gòu)抗力R。

第11頁(yè)

六、結(jié)構(gòu)的功能要求

1、安全性

2、實(shí)用性

3、耐久性

七、結(jié)構(gòu)的可靠性

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。

八、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)

第12頁(yè)

3.2結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

課題計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

3.3隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征

基本要

掌握結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，了解隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征

求

1、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的概念

內(nèi)容重2,結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類

點(diǎn)3、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程

結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類

內(nèi)容難結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

3.2結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)

熟練掌握極限狀態(tài)的

一、極限狀態(tài)的概念分類、各自的狀態(tài)內(nèi)

結(jié)構(gòu)在即將不能滿足某項(xiàng)功能要求時(shí)的特定狀態(tài)，稱為該功能的容

極

限狀態(tài)。

二、極限狀態(tài)的分類

㈠承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或產(chǎn)生了不

適于繼續(xù)承載的過(guò)大變形。

1、整個(gè)結(jié)構(gòu)或其中的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、過(guò)大的

滑

移）；

2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞（包括疲勞破壞），或

因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載（如受彎構(gòu)件中的少筋梁）；

3、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系（如超靜定結(jié)構(gòu)由于某些截面的屈服，使

結(jié)

構(gòu)成為幾何可變體系）；

3、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長(zhǎng)柱達(dá)到臨界荷載發(fā)生壓屈）。

㈡、正常使用極限狀態(tài)

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的極限狀

態(tài)。1、影響正常使用或外觀的變形（如過(guò)大的撓度）；

2、影響正常使用或耐久性的局部損壞（如不允許出現(xiàn)裂縫結(jié)構(gòu)的

開

裂，對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，其裂縫寬度超過(guò)了允許限值）；

3、影響正常使用的振動(dòng)；

4、影響正常使用的其它特定狀態(tài)，如相對(duì)沉降量過(guò)大等。通常

按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。再按正常使用極限狀

態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算。

二、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程

Z=R-S=g（R,S）

當(dāng)Z>0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)。

當(dāng)Z<0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。

當(dāng)z=o時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)

第13頁(yè)

隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)特征

3.3了解隨機(jī)變量的統(tǒng)

一、隨機(jī)變量計(jì)特征

荷載和材料強(qiáng)度均為非確定的隨機(jī)變量，基本參數(shù)的確定以及可靠

度的計(jì)算都要用到隨機(jī)變量數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的知識(shí)。

對(duì)于具有多種可能結(jié)果的事件，稱為隨機(jī)事件。

表示隨機(jī)事件各種可能結(jié)果的變量稱為隨機(jī)變量。

二、結(jié)構(gòu)主要荷載與抗力參數(shù)的分布

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的主要基本變量均可借助于統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)研究。

目前常用兩種概率模型：

對(duì)于與時(shí)間參數(shù)無(wú)關(guān)的永久荷載，一般采用隨機(jī)變量概率模型；對(duì)

于與時(shí)間參數(shù)有關(guān)的可變荷載，一般采用隨機(jī)過(guò)程概率模型。如果

同時(shí)考慮荷載隨時(shí)間、空間變異時(shí)，則采用多維隨機(jī)概率模型更為

合理，但目前處于研究階段。

第14頁(yè)

課題3.4概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

掌握概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式

求

1、結(jié)構(gòu)的可靠度的概念

內(nèi)容重2、掌握實(shí)用的設(shè)計(jì)表達(dá)式

點(diǎn)

實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

3.4熟練掌握基本概念

一、結(jié)構(gòu)可靠度

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。

二、結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)

破壞狀態(tài)有延性破壞和脆性破壞之分。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生延性破壞前有預(yù)兆可察，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，故透徹理解承載力極限

目狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

標(biāo)可靠指標(biāo)可定得稍低些；

結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞時(shí)，破壞常系突然發(fā)生，比較危險(xiǎn)，目標(biāo)可靠

指

標(biāo)就應(yīng)定得高些?！督ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等

級(jí)

和破壞類型，規(guī)定了按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)可靠指標(biāo)

見(jiàn)

表3.3。

三、實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式

y°S&R（3.11）

It

S=XGCGGK+LCQIQIK+E嘰^QiCQiQiK（3.12）

22

R=…）（3.13）

Yo—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的結(jié)

構(gòu)構(gòu)件，可分別取1.1、1.0、0.9；

S——荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)抗力；GK——永久

荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；QiK——第一個(gè)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，該可變荷載

標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)大

于其他任意第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；

QiK——其他第i個(gè)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；YG——永久荷載分項(xiàng)系

數(shù)，一般情況下可采用1.2,當(dāng)其效應(yīng)

對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取1.0

第15頁(yè)

YQ1,丫Qi——第一個(gè)和其他第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況

下可采用1.4,對(duì)于工業(yè)建筑樓面，當(dāng)樓面活荷載

標(biāo)準(zhǔn)值-4kN/m2時(shí),可采用1.3。CG\CQI、CQ—

永久荷載、第1個(gè)可變荷載和其他第i個(gè)可變荷

載的荷載效應(yīng)系數(shù)；

巾疝——第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)，當(dāng)風(fēng)荷載與其他可變荷載

組合時(shí)，均可采用0.6；當(dāng)有風(fēng)荷載參與組合時(shí)，均采用

l.Oo

對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，式(3.13)中的荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值可

采用下列簡(jiǎn)化方法計(jì)算：

中".合時(shí)，可采用

S=/(;G;GK十中〉/%CQQ底用下列極限狀

態(tài)<=1

S>0

S——傾覆、滑移驗(yàn)算時(shí)的荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值，按《荷載規(guī)范》的規(guī)

定進(jìn)行計(jì)算。

第16頁(yè)

2.4概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

課題計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

3.5混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演變

基本要

掌握概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，了解設(shè)計(jì)方法的演變。

求

實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式

內(nèi)容重

點(diǎn)

實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式的各項(xiàng)系數(shù)的取值

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

2、正常使用極限狀態(tài)計(jì)算要求

n

---------x=次應(yīng)熟練掌握基本概念

fl

紅C/K，使

￡豆期

tCGGK+E%CQ，Q

1=1

透徹理解正常使用極

限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

3、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

混凝土和鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料

強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)。

工"

Ye

fs=~

YS

對(duì)混凝土，Yc=1.4對(duì)鋼筋，YS=L24、荷載組合

（1）荷載的標(biāo)準(zhǔn)值一指結(jié)構(gòu)在其使用期間，正常情況下可能出

現(xiàn)的最大荷載值。

（2）荷載準(zhǔn)永久值一是可變荷載在正常使用極限狀態(tài)按長(zhǎng)期效

應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載代表值。

第17頁(yè)

3.5混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的演變

一、容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法二、破損階段設(shè)計(jì)法半概率半經(jīng)驗(yàn)了解混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

設(shè)計(jì)法四、近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法計(jì)方法的演變

第18頁(yè)

4受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

課題4.1概述計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

4.2試驗(yàn)研究分析

基本要

掌握梁的正截面工作的三個(gè)階段

求

1、梁的受力性能

內(nèi)容重2、梁正截面工作的三個(gè)階段

點(diǎn)

梁的正截面工作的三個(gè)階段

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.1概述

一、單筋受彎構(gòu)件僅在受拉區(qū)配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件。熟練掌握基本概念

二、雙筋受彎構(gòu)件僅在受拉區(qū)配置受力鋼筋的受彎構(gòu)件。

4.2試驗(yàn)研究分析

一、梁的受力性能

著重研究梁正截面受力和變形的變化規(guī)律，通常采用兩點(diǎn)加荷，透徹理解梁正截面工

在作的三個(gè)階段的截面

兩個(gè)對(duì)稱集中荷載間的區(qū)段，形成純彎段，可以基本一上排除剪力應(yīng)力分布

的

影響。

二、梁正截面工作的三個(gè)階段

1.截面應(yīng)力分布在各個(gè)階段的變化特點(diǎn)

■才一方才才n

O

1二j

in.1T~f>,

圖4.4鋼筋混凝土梁三個(gè)階段應(yīng)力

第19頁(yè)

課題4.2試驗(yàn)研究分析計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

掌握梁的正截面工作的三個(gè)階段

求

1.梁正截面工作的三個(gè)階段

內(nèi)容重2.配筋率對(duì)正截面破壞性質(zhì)的影響

點(diǎn)

1.梁的正截面工作的三個(gè)階段

內(nèi)容難2.配筋率對(duì)正截面破壞性質(zhì)的影響

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.2試驗(yàn)研究分析

2.梁正截面工作三個(gè)階段的破壞特征熟練掌握配筋率基本

三、配筋率對(duì)正截面破壞性質(zhì)的影響概念

1.配筋率：

A.s

P

2.梁的破壞類型透徹理解梁正截面工

(1)、適筋梁一一破壞始自受拉區(qū)鋼筋的屈服。作的三個(gè)階段的破壞

(2)、超筋梁一一配筋率很大，破壞始自受壓區(qū)混凝土的壓碎。特點(diǎn)以及梁的不同破

(3)、少筋梁一一配筋率很低一裂就壞。壞類型的特點(diǎn)

圖4.5梁的三種破壞形式

U)透筋梁.<!>>超肪梁少筋糜

第20頁(yè)

課題4.3受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

掌握基本假設(shè)，透徹理解受力分析

求

1.基本假設(shè)

內(nèi)容重2.受力分析

點(diǎn)

1.基本假設(shè)

內(nèi)容難2.受力分析

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.3受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

一、基本假設(shè)熟練掌握基本假設(shè)

1.截面應(yīng)變保持平面

2.不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度，認(rèn)為拉力全部有受拉鋼筋

承擔(dān)

3.混凝土受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

4.鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系透徹理解受力分析

二、受力分析

1.單筋矩形截面梁應(yīng)力及應(yīng)變分布圖

九

T=fA

圖4.9單筋矩形梁應(yīng)力及應(yīng)變分布圖

2.受力分析：

(1)力的平衡方程

(2)力矩的平衡方程

第21頁(yè)

課題4.3受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

掌握等效矩形應(yīng)力圖的代換原則，透徹理解&、PM1N

求

1.等效矩形應(yīng)力圖

內(nèi)容重2.g、PMIN

點(diǎn)

1.等效矩形應(yīng)力圖

內(nèi)容難2.gb、PMIN的確定

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.3受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

三、等效矩形應(yīng)力圖形透徹理解等效矩形應(yīng)

1.代換的原則：保證兩圖形壓應(yīng)力合力的大小和作用點(diǎn)位置力圖代換的原則以及

不變。&b、PMIN的確定

2.Bi、a的取值

四、界限相對(duì)受壓區(qū)高度與最小配筋率

1、相對(duì)受壓區(qū)高度

2、￡=￡=&乏(4.4)

品=甘=將(4.5)

ho九o

有屈服點(diǎn)的鋼筋氣=——3

1

十7怎

無(wú)屈服點(diǎn)的鋼筋：4、

對(duì)受彎梁類構(gòu)件，受攔b--0002八十。，同時(shí)不應(yīng)小

1T----------------------------F

―1—?jri

0.2o

第22頁(yè)

課題4.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

掌握基本公式和適用條件，熟悉截面構(gòu)造要求

求

1.基本公式

內(nèi)容重2.適用條件

點(diǎn)

1.基本公式

內(nèi)容難2.適用條件

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算熟練掌握截面的構(gòu)造

一、基本公式與適用條件要求

1.基本公式

(1)單筋矩形截面梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖透徹理解基本公式和

嚴(yán)適用條件

C

十

_I,

圖4.12單筋矩形截而梁計(jì)算筒圖

(2)基本公式

A.力的平衡：&/以=7,4

B.力矩平衡：I2)

2.適用條件

(1)防止超筋破壞

&W&b、XWXb=€bh()

(2)防止少筋破壞

P2PMIN

3.截面構(gòu)造要求

板的分布鋼筋的作用：垂直于板受力鋼筋方向上布置的構(gòu)造鋼筋

稱為分布鋼筋。分布鋼筋的作用是將板面上的荷載更均勻地傳布

給受力鋼筋，同時(shí)在施工中可固定受力鋼筋位置，而且它也能抵

抗溫度和收縮應(yīng)力。分布鋼筋按構(gòu)造配置，分布鋼筋的截面面積

不應(yīng)小于受力鋼筋截面面積的10%,其間距不應(yīng)大于300mm,當(dāng)

板所受的

第23頁(yè)

溫度變化較大時(shí)，或板上集中荷載較大時(shí)，分布鋼筋間距不宜大于熟練掌握截面的構(gòu)

200mm.分布鋼筋的直徑通常取4?6mm。造要求

(1)、梁的構(gòu)造要求：

凈距2?0ynm

凈距，25mm凈保護(hù)層

225nlm

圖4.13梁鋼筋凈距、保護(hù)層厚度及有效高度

(2)、板的構(gòu)造要求：

分布鋼筋受力鋼筋

W300

分布鋼筋

受力鋼筋

1—1

圖4.14板的配筋

第24頁(yè)

課題4.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

熟練掌握基本公式和適用條件，熟悉截面構(gòu)造要求

求

基本公式的應(yīng)用

內(nèi)容重

點(diǎn)

基本公式的應(yīng)用

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

習(xí)題4.16、4.17、需要時(shí)間1學(xué)時(shí)

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.4單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

二、基本公式的應(yīng)用透徹理解基本公式和

1.基本概念適用條件

控制截面

2.截面設(shè)計(jì)熟練運(yùn)用公式計(jì)算

在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)，通常是已知彎矩設(shè)計(jì)值M,要求確定構(gòu)

件的截面尺寸及配筋。對(duì)適筋梁正截面受彎承載力起決定作用的

是鋼筋的強(qiáng)度，而混凝土強(qiáng)度等級(jí)的影響不很明顯。

（1）基本公式法

（2）計(jì)算表格法

4=71-2as

2

（3）例題講解

對(duì)已經(jīng)建成的或已完成設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其截面尺寸、配筋量

和材料等均己知，要求計(jì)算截面的受彎承載力，或復(fù)校截面承受

某個(gè)彎矩值是否安全。

截面復(fù)核的根本是求截面極限彎矩值。

1.截面復(fù)核

例題講解

第25頁(yè)

計(jì)劃學(xué)

課題4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1學(xué)時(shí)

時(shí)

基本要求熟練掌握基本公式和適用條件

1.基本公式的推導(dǎo)

內(nèi)容重點(diǎn)2.適用條件

1.基本公式

內(nèi)容難點(diǎn)2.適用條件

需要時(shí)

課后作業(yè)

間

講授內(nèi)容備注

4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

一、基本概念透徹理解基本

1.雙筋截面的適用范圍公式和適用條

?采用雙筋截面1、當(dāng)截面承受的彎矩較大，而截面尺寸受到使用條件件

的限制，不允許繼續(xù)加大，混凝土強(qiáng)度等級(jí)也不宜提高時(shí)，則應(yīng)采用雙

筋截

面，即在受壓區(qū)配置鋼筋以協(xié)助棍凝土承擔(dān)壓力，使破壞時(shí)受拉鋼筋應(yīng)

力達(dá)到屈服強(qiáng)度而受壓混凝土尚不致過(guò)早被壓碎。

2、在某些構(gòu)件的截面中，不同的荷載作用情況下可能產(chǎn)生變號(hào)彎

矩，如在風(fēng)力或地震力作用下的框架橫梁，為了承受正負(fù)彎矩分別作用

時(shí)截面出現(xiàn)的拉力，需在梁截面的頂部及底部均配置鋼筋，則截面便成

為雙筋截面。

3,在一般情況下采用受壓鋼筋來(lái)承受截面的部分壓力是不經(jīng)濟(jì)的，應(yīng)

避免采用，但雙筋梁可以提高截面的延性及減小使用階段的變形。

2.雙筋截面的優(yōu)缺點(diǎn)

二、受壓鋼筋的應(yīng)力

《規(guī)范》規(guī)定在計(jì)算中考慮受壓鋼筋并取?=人■時(shí)，必須滿足：

如不滿足上式，說(shuō)明截面破壞時(shí)受壓鋼筋應(yīng)變不能達(dá)到0.002,認(rèn)

為受壓鋼筋不屈服。

二、基本公式與適用條件

1、基本公式

+fy-Ak=/yA*

M-j+fyA/h。a.)

2、適用條件

(1)、為防止超筋破壞：

第26頁(yè)

xWXbYb%、

(2)、為保證受壓鋼筋達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度：

3)、若“<24,則說(shuō)明受壓鋼筋不能達(dá)到抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，《規(guī)范》

規(guī)定取x=24則對(duì)受壓鋼筋合力點(diǎn)取矩，得到正截面受彎承載力

計(jì)算公式：M&M"=44(%-%)

第27頁(yè)

課題4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

熟練掌握基本公式和適用條件

求

基本公式的應(yīng)用

內(nèi)容重

點(diǎn)

基本公式的應(yīng)用

內(nèi)容難

點(diǎn)

課后作

習(xí)題4.19、4.22需要時(shí)間1學(xué)時(shí)

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.5雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

二、基本公式的應(yīng)用透徹理解基本公式和

1.截面設(shè)計(jì)適用條件

情況1：已知材料強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸及彎矩設(shè)計(jì)值，求受拉受

壓熟練運(yùn)用公式計(jì)算

鋼筋面積。

計(jì)算步驟：（1）在實(shí)際計(jì)算中，應(yīng)使截面的總的鋼筋截面面積最

少，應(yīng)考慮充分利用混凝土的強(qiáng)度。令％=芻4

M-afbxm-：）

=.2

（2）將其代入，解得：

_afbx+f'A

A-

（3）解得：A

情況2：已知材料強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸、彎矩設(shè)計(jì)值及受壓鋼筋

面

積，求受拉鋼筋面積。

充分利用受壓鋼筋的強(qiáng)度，以使總用鋼量為最小。聯(lián)立求

解兩個(gè)基本公式，求解混凝土受壓區(qū)高度和受拉鋼筋面積。2、

截面2、截面復(fù)核

已知材料強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸和受拉受壓鋼筋面積，

要求復(fù)核截面的受彎承載力。

聯(lián)立求解兩個(gè)基本公式。

第28頁(yè)

課題4.6T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算計(jì)劃學(xué)時(shí)1學(xué)時(shí)

基本要

熟練掌握基本公式和適用條件

求

1.基本公式的推導(dǎo)

內(nèi)容重2.適用條件

點(diǎn)

1.基本公式

內(nèi)容難2.適用條件

點(diǎn)

課后作

需要時(shí)間

業(yè)

講授內(nèi)容備注

4.6T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算

一、基本概念透徹理解基本公式和

1.T形截面適用條件

2.T截面的翼緣計(jì)算寬度的取值

3.T形截面的運(yùn)用情況

二、基本計(jì)算公式與適用條件

1.T形截面類型的判別

圖4.28兩類T形截面

2.兩類T形截面的界限

圖4.29兩類T形截面的界限

第29頁(yè)

3、判別公式：

透徹理解基本公式

ajEM之fvA

和適用條件

..h

彳f)

(1)、第一類T形截面2

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