《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)》教案

周次課次計(jì)劃學(xué)時(shí)教學(xué)教學(xué)2223334445556668889912312312312312312312法10.1;10.2;法10.3第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力第五章受壓構(gòu)件的截面承載力第五章受壓構(gòu)件的截面承載力第五章受壓構(gòu)件的截面承載力第五章受壓構(gòu)件的截面承載力第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室教室9312312121212第五章受壓構(gòu)件的截面承載力第六章受拉構(gòu)件的截面承載力第七章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力第七章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力久性8.3;8.4第三章受彎構(gòu)件正截面承載力第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教室教室教室教室教室教室教室教室實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室教室1、課程安排：總學(xué)時(shí)64,學(xué)分4。1-2周每周6學(xué)時(shí)；3-15周每周2、教學(xué)內(nèi)容安排：第一、二、三、四、五、六、七、八、九、十章內(nèi)容。3、課堂作業(yè)：隨堂布置作業(yè)。4、考核成績(jī)：期中考試、課堂考察、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)占30%,期末教學(xué)要求：1掌握混凝土結(jié)構(gòu)的定義和分類；熟悉配筋的作用與要求。教學(xué)手段及教具：講授1、課程介紹和要求：10分鐘；2、導(dǎo)入：5分鐘；3、講授：65分鐘；4、小結(jié)：5分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2(1)材料力學(xué)：以單個(gè)桿件為研究對(duì)象，理想桿件，主要研究研究在外力和其它構(gòu)的內(nèi)力和變形，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)力(3)鋼筋混凝土：是考慮材料特性的材料力學(xué)，同樣以桿件為對(duì)象，但桿件非理想的桿件。(1)在什么建筑里面見(jiàn)過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)?見(jiàn)過(guò)哪些混凝土構(gòu)件?(由此引出：混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(2)什么是混凝土?什么是混凝土結(jié)構(gòu)?(由此引出：混凝土定義→混凝土結(jié)構(gòu)的定義→設(shè)計(jì)(3)本課程的主要內(nèi)容：①構(gòu)件設(shè)計(jì)→上冊(cè)(特殊的材料力學(xué))②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→中冊(cè)(特殊結(jié)構(gòu)力學(xué))③橋梁設(shè)計(jì)→下冊(cè)(專業(yè)內(nèi)容拓展)2.本節(jié)課的主要內(nèi)容：第一章(教學(xué)要求：掌握混凝土結(jié)構(gòu)的定義和分類；熟悉配筋的作用與要求；1.2發(fā)展概況：介紹一下混凝土的發(fā)展歷史及前景(1)混凝土結(jié)構(gòu)常用于哪些建筑?混凝土常用于哪些構(gòu)件?(2)為什么建筑都是采用由鋼筋和混凝土組成的鋼筋混凝土構(gòu)件呢?而不采用素混凝土構(gòu)件或1.定義：以砼為主制成的結(jié)構(gòu)成為砼結(jié)構(gòu)。(注意與結(jié)構(gòu)力學(xué)中結(jié)構(gòu)的概念相結(jié)合)(1)素混凝土：定義及應(yīng)用范圍(2)鋼筋混凝土：定義及應(yīng)用范圍；(3)預(yù)應(yīng)力混凝土：由配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋或其它方法建立預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。(讓同學(xué)們思考：二、鋼筋與混凝土共同工作的原理：(同學(xué)們思考：配置鋼筋的好處，共同工作的原理)(1)素混凝土梁：跨度為4m,截面尺寸為200mm×300mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。簡(jiǎn)支梁，(2)鋼筋混凝土梁：截面尺寸、跨度、支承條件均同素混凝土梁。配筋條件如圖上所示(解釋圖中各配筋的含義)在跨中施加集中荷載，當(dāng)集中荷載F=35KN時(shí)，鋼筋混凝土梁發(fā)生破壞。(3)結(jié)果對(duì)比：①承載力：鋼筋混凝土梁相對(duì)于素混凝土梁承載力大大提高→配置(4)原因分析：混凝土宜于抗壓，鋼筋宜于抗拉(共同工作的前提)→充分利用材料特性。思(1)二者材料的特性(2)可靠連接→兩種材料共同變形共同受力的前提。(3)線膨脹系數(shù)接近：比如碳纖維(同時(shí)還有造價(jià)要求)(4)混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用：玻璃纖維→需處理堿腐蝕的問(wèn)題。(1)位置：注意材料特性→鋼筋宜于抗拉；混凝土宜于抗壓。(2)骨架：鋼筋必須綁扎著骨架的形式。(1)取材容易；(2)合理用材；(3)較長(zhǎng)的耐久性；(4)較好的耐火性；(5)良好的可模性；(6)很好的整體性。注意與其它結(jié)構(gòu)形式相比進(jìn)而得到。3.缺點(diǎn)(及改進(jìn)措施):(1)自重較大：不適用于高層、大跨度建筑中，對(duì)抗震不利→輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土(2)抗裂性差：不適宜用于裂縫等級(jí)要求高的建筑，如大壩等→預(yù)應(yīng)力混凝土(3)施工速度慢：施工需使用大量的模板，且受季節(jié)的影響較大→預(yù)制構(gòu)件工廠化(4)隔聲隔熱差：其隔熱隔聲性能低于砌體結(jié)構(gòu)等→保溫或隔熱的砂漿。4.拓展內(nèi)容：目前常用的四種結(jié)構(gòu)形式(根據(jù)材料劃分，讓同學(xué)們根據(jù)日常所見(jiàn)的建筑進(jìn)行回(1)鋼結(jié)構(gòu)：造價(jià)高；防火差；防腐蝕能力差→工業(yè)與大型的公共建筑中，如國(guó)家大劇院等。1.1824年英國(guó)人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。2.1849年法國(guó)人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。3.1861年，法國(guó)花匠J.Monier用鋼絲作為配筋制作了花盆并申請(qǐng)了專利，后由申請(qǐng)了鋼筋混凝土板、管道、拱橋等專利---盡管他不懂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中4.1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝5.1884年，德國(guó)人Wayss,Bauschingger和Koenen等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)件中受拉力的部普通混凝土結(jié)構(gòu)→預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)(提高結(jié)構(gòu)的抗裂度，降低自重)→結(jié)構(gòu)體系進(jìn)(1)允許應(yīng)力法：材料力學(xué)的方法→材料的不均勻性、荷載的情況均未考慮。(2)破壞階段設(shè)計(jì)法：又稱安全系數(shù)法，引入安全系數(shù)做為安全儲(chǔ)備。(3)極限狀態(tài)法：考慮到材料不均勻、工作環(huán)境、荷載等情況的影響。2.基本理論的發(fā)展：規(guī)范中設(shè)計(jì)方法有所改善，可考慮材料的非線性；對(duì)舊結(jié)構(gòu)的維護(hù)、改造(1)臺(tái)北101大廈，世界第一高，508米，2003年(2)上海金茂大廈，世界第四高，421米，1998年(3)吉隆坡的石油雙塔(4)迪拜塔：全高828m,世界第一高。2.交通工程：圖片(此處需查資料進(jìn)行補(bǔ)充)3.水利工程：圖片(此處需查資料進(jìn)行補(bǔ)充)4.特種工程：圖片(此處需查資料進(jìn)行補(bǔ)充)(1)基本原理完全相同：物理關(guān)系；幾何關(guān)系；平衡關(guān)系。(3)基本構(gòu)件劃分相同：受彎構(gòu)件；受扭構(gòu)件；受拉構(gòu)件；受壓構(gòu)件。(4)截面的基本應(yīng)力狀態(tài)相同：正截面；斜截面；扭曲截面。(1)材料力學(xué)：理想材料(連續(xù)性、均勻性假定)(2)混凝土結(jié)構(gòu)：①由兩種材料組成，非勻質(zhì)的理想構(gòu)件；②兩種材料的配比決定構(gòu)件的受力(2)構(gòu)件設(shè)計(jì)：上冊(cè)內(nèi)容①?gòu)?qiáng)度：構(gòu)件承載力計(jì)算(根據(jù)構(gòu)件的截面應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)劃分)。受彎構(gòu)件(第3、4章)、受壓構(gòu)件(第5章)、受拉構(gòu)件(第6章)、受扭構(gòu)件(第7章)、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件(第9章)。②剛度：變形和裂縫限值(第8章)(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：本門課程：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理=基礎(chǔ)知識(shí)+構(gòu)件設(shè)計(jì)基本原理1.考勤：達(dá)到兩次不交作業(yè)或者三次曠課，平時(shí)成績(jī)均按0計(jì)算，請(qǐng)務(wù)必按時(shí)上課和交作業(yè)。2.期中考試：安排在第4章學(xué)習(xí)完之后進(jìn)行，重在考慮對(duì)基本概念的理解。目的是加強(qiáng)對(duì)前面3.成績(jī)考核：期中考試、課堂考察、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)占30%,期末考試占70%。4.預(yù)習(xí)第二章的內(nèi)容：我們下次課的內(nèi)容是第2章的第1節(jié)和第2節(jié)。上次課復(fù)習(xí)：1、混凝土結(jié)構(gòu)的定義和分類；2、配筋的作用與要求；3、鋼筋砼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況。本次課題(或教材章節(jié)題目):第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.1教學(xué)要求：1掌握混凝土的強(qiáng)度和變形性能難點(diǎn)：混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線教學(xué)手段及教具：多媒體、板書(shū)講授內(nèi)容及時(shí)間分配：1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：5分鐘；4、布置作業(yè)和課下內(nèi)容及下課安排：5分思考題第1、2題；預(yù)習(xí)下節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)(1)鋼筋和混凝土兩種材料各自的物理力學(xué)性能(2)鋼筋和混凝土兩種材料在同一個(gè)構(gòu)件中如何共同工作(1)混凝土的物理力學(xué)性能：本次課內(nèi)容(2)鋼筋的物理力學(xué)性能(3)混凝土與鋼筋的粘結(jié)(4)鋼筋的錨固與連接(1)混凝土與鋼筋的物理力學(xué)性能(2)鋼筋與混凝土共同工作的原理(1)砂、石、未水化的水泥顆粒組成的骨料→骨架→彈性變形的基礎(chǔ)(2)水泥結(jié)晶體→骨架→彈性變形的基礎(chǔ)(3)水泥凝膠體：其中的空隙、界面初始裂縫→塑形變形的基礎(chǔ)→受力性能→徐變(1)測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的測(cè)得的破壞時(shí)的平均壓應(yīng)力稱為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度。按上述規(guī)定所測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度稱為混凝②標(biāo)準(zhǔn)條件：溫度為20±3℃,濕度在90%以上。③標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法：試件兩端不涂潤(rùn)滑劑，加載速度C30以下是0.3>0.5Mpa/sec,C30心上為0.5∽0.8N/mm2/sec(2)影響因素：端部約束情況(是不中涂滑劑);齡期；加載速率；試塊尺寸；(3)強(qiáng)度等級(jí)劃分：根據(jù)fa將混凝土劃分為14個(gè)等級(jí)，C15、C20……C80(C:concrete(混凝土);15:立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值),其中C50∽C80屬于高強(qiáng)度混凝土范疇(注意并非混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高越好)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15;當(dāng)采用HRB335級(jí)采用HRB400、RRB400級(jí)鋼筋以及承受重復(fù)荷載的構(gòu)件，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于20;預(yù)應(yīng)力混凝(5)立方體抗壓強(qiáng)度的意義：可衡量混凝土的強(qiáng)度水平和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但不代表實(shí)際構(gòu)件中的應(yīng)2.軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn):混凝土宜于抗壓，因此在結(jié)構(gòu)中主要利用混凝土的抗壓性能，所以f.是(1)測(cè)定方法：用棱柱體試件測(cè)得的抗壓強(qiáng)度稱為棱柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值或軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。通常棱柱體的高寬h/b取2～3,常用試件尺寸為150mm×150mm×300mm。(2)與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)比：采用的試驗(yàn)試件更接近構(gòu)件的實(shí)際尺寸，比立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fa,更能反應(yīng)實(shí)際構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。因此規(guī)范中均采用f?來(lái)表示材料的性能。(3)軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f:fe=fex/γ(可得到每種強(qiáng)度等級(jí)混凝土的抗壓強(qiáng)度值f、f?,匯總得到教材上附表2-1和2-2)(1)必要性：混凝土構(gòu)件的開(kāi)裂、變形、沖切等均取決于混凝土的抗拉性能。(2)測(cè)定方法：①直接測(cè)試法：用100mm×100mm×500mm的柱體試件，兩端埋設(shè)長(zhǎng)為150mm的變形鋼筋，試驗(yàn)機(jī)夾住兩端伸出的鋼筋使試件受拉，破壞時(shí)平均應(yīng)力即為混凝土②間接測(cè)試法(劈拉試驗(yàn)):用立方體或圓柱體試件的劈拉試驗(yàn)來(lái)間接測(cè)定混凝土的抗拉混凝土的抗壓強(qiáng)度值f,、f,,匯總得到教材上附表2-1和2-2)作用，因此研究復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度非(1)雙向應(yīng)力狀態(tài)下：觀看雙向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土強(qiáng)度的破壞包絡(luò)圖，注意解釋各象限以及各③一拉一壓：位于第二、第四象限。拉應(yīng)力的存在加速了混(2)剪壓復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：從圖上看出f=f+(4.5～7.0)f。(1)單調(diào)短期加載下混凝土的變形性能：DE段：超過(guò)D點(diǎn)后，只靠骨料之間咬合力及摩擦力及殘余承壓面來(lái)承受荷載，應(yīng)力-應(yīng)變曲線指向水平軸。超過(guò)E點(diǎn)之后，裂縫很寬，所增大，脆性越顯著,下降段越陡。由此可以看出，混凝土隨著強(qiáng)度美國(guó)Hognestad模型：二次拋物線+斜直線(下降段)模型德國(guó)Rusch模型：二次拋物線+直線模型E?:峰值應(yīng)變，對(duì)應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的C點(diǎn)；ε:混凝土的極限壓應(yīng)響，而引入fm(前面分析混凝土的強(qiáng)度等級(jí)越高，應(yīng)力-應(yīng)變曲線越④變形模量：應(yīng)力與應(yīng)變之間的橋梁，材料力學(xué)中的物理關(guān)系：σ=EE。由圖中可得：請(qǐng)塑性模量。(對(duì)應(yīng)每個(gè)應(yīng)力均對(duì)應(yīng)不同的變形模量，使用任意一種情況下對(duì)應(yīng)的模量，僅于理論研究，(2)長(zhǎng)期荷載作用下混凝土的變形性能：由生活當(dāng)中的實(shí)例引入：比如建筑中的梁，從開(kāi)始使用到50年后，梁上承受的荷載相同，但隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，荷載沒(méi)有變，但梁的變形越來(lái)越大，為什么?(荷載不變，但建筑的大)請(qǐng)同學(xué)們舉其余相似的例子。原因就是：徐變②徐變的特點(diǎn)：由混凝土徐變的圖上可以看出，混凝土的徐變隨著時(shí)間①影響徐變的因素：內(nèi)在因素：混凝土的組成⑥徐變對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響：使鋼筋混凝土構(gòu)(3)在重復(fù)荷載作用下的混凝土的變形性能：②應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征：與單調(diào)短期荷載作用下的差別，裂縫小，變(1)體積變形的特征：在空氣中凝結(jié)硬化，體積收縮；在水中凝結(jié)硬化，體積膨脹。(2)影響混凝土收縮的因素：①水泥的品種；②水泥用量；④骨料的性質(zhì)；上次課復(fù)習(xí)：混凝土的物理力學(xué)性能(2)微觀：骨架、水泥結(jié)晶體→彈性變形的基礎(chǔ)水泥凝膠體→塑性變形的基礎(chǔ)(3)三向應(yīng)力狀態(tài)：約束混凝土(2)體積變形：混凝土凝結(jié)硬化本次課題(或教材章節(jié)題目):第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2.2;2.3教學(xué)要求：掌握鋼筋的物理力學(xué)性能；了解混凝土教學(xué)手段及教具：多媒體、板書(shū)1、導(dǎo)入：5分鐘2、講授：73分鐘；3、本章小結(jié)：10分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2(1)鋼筋的物理力學(xué)性能(2)鋼筋與混凝土共同工作的原理在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題：鋼筋的物理力學(xué)性能分析的思路與混凝土的物(2)熱處理鋼筋：圖片，多用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。它是將特定強(qiáng)度的鋼筋通過(guò)加熱、淬火和(3)鋼絲：圖片，多用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋拉拔后，校直，經(jīng)中溫回火消除就力并穩(wěn)(4)鋼鉸線：圖片，多用地預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中。高強(qiáng)鋼絲捻制在一起，經(jīng)過(guò)低溫回火處理，消除內(nèi)應(yīng)力后制成，有3股和7股兩種形式。件的箍筋使用)R4.鋼筋按力學(xué)性能的不同分為：(1)有物理屈服點(diǎn)的鋼筋(軟鋼)(2)無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋(硬鋼)(1)熱軋鋼筋：屈服強(qiáng)度→f(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：抗拉強(qiáng)度→fp(1)熱軋鋼筋：有明顯流幅的鋼筋分析：過(guò)B點(diǎn)以后，構(gòu)件出現(xiàn)過(guò)大的變形或者裂縫，不適宜繼續(xù)使用，因此采用下屈服點(diǎn)B作為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，表示為fx,相應(yīng)的參數(shù)值請(qǐng)查看教材上面附表2-6。(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：無(wú)明顯流幅的鋼筋條件屈服強(qiáng)度D點(diǎn)：0.85×σfpE,0.85×σ,到)→附表2-7或者殘余應(yīng)變的0.2%→fp(由極限抗拉強(qiáng)度得1.完全彈塑性模型：中國(guó)規(guī)范(適用于流幅較長(zhǎng)的低強(qiáng)度鋼材),E、定值→附表2-10(1)定義：粘結(jié)失效時(shí)的最大(平均)粘結(jié)應(yīng)力(1)開(kāi)裂前：只有錨部附近的粘結(jié)應(yīng)力(注意啟發(fā)學(xué)生思考原因)(2)開(kāi)裂后：錨步粘結(jié)力+裂縫間的局部粘合力→使鋼筋與混凝土共同變形，共同受力(注意1.化學(xué)膠結(jié)力：水泥漿體對(duì)鋼的表面氧化層的滲透及水化過(guò)程中水泥晶4.粘結(jié)力的組成：光面鋼筋的粘結(jié)力由化學(xué)膠結(jié)力和摩擦力組成；變形鋼筋的粘結(jié)力由以上三2.鋼筋外形：由粘結(jié)力的組成可以看出，變形鋼筋的粘結(jié)力增大3.保護(hù)厚度及鋼筋間距：注意在黑板上繪制梁的斷面圖。(并根據(jù)圖形此導(dǎo)學(xué)生分析原因)鋼2.保證混凝土和鋼筋粘結(jié)力的構(gòu)造措施：②最小搭接長(zhǎng)度的計(jì)算公式：P102,公式(4-25)①搭接的構(gòu)造要求：搭接百分率限制；搭接長(zhǎng)度限(2)微觀：骨架、水泥結(jié)晶體→彈性變形的基礎(chǔ)2.混凝土的強(qiáng)度：(1)單向應(yīng)力狀態(tài)(本章重點(diǎn))(2)雙向應(yīng)力狀態(tài)：(3)三向應(yīng)力狀態(tài)：約束混凝土3.混凝土的變形：(1)受力變形：①單向短期荷載作用下：應(yīng)力-應(yīng)變曲線；應(yīng)力-應(yīng)變模型；變形模量附表2-3②長(zhǎng)期荷載作用下：徐變2.鋼筋的強(qiáng)度與變形：(1)熱軋鋼筋：有明顯流幅→屈服平臺(tái)→屈服強(qiáng)度(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：無(wú)明顯流幅→無(wú)屈服平臺(tái)→極限抗拉強(qiáng)度→fp→fp→附表2-6(3)鋼筋的彈性模量：1.意義；2.組成；3.影響因素；4.構(gòu)造要求下課前需提醒內(nèi)容：由于教材的問(wèn)題，將課程調(diào)整1.課下預(yù)習(xí)混凝土中冊(cè)第十章的內(nèi)容，比較難以理解，所以一定要課下提前預(yù)習(xí)。2.下次課記得帶中冊(cè)書(shū)。1.鋼筋的種類及符號(hào)說(shuō)明：著重掌握熱軋鋼筋2.鋼筋的強(qiáng)度與變形：重點(diǎn)(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：無(wú)明顯流幅→無(wú)屈服平臺(tái)→極限抗3.鋼筋的疲勞破壞：特性1.意義；2.組成；3.影響因素；4.構(gòu)造要求教學(xué)要求：1掌握結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)；2掌握按教學(xué)手段及教具：講授1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：80分鐘；3、小結(jié)：3分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002第十章按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，是總的設(shè)計(jì)原則，因此在講述具體的構(gòu)件設(shè)計(jì)之前，(1)什么是極限狀態(tài)?(2)什么是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法?(3)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式?結(jié)構(gòu)工作，其實(shí)就是抗力R與荷載產(chǎn)生的效應(yīng)S共同作用有結(jié)果，因此可得以下結(jié)論：(1)若R>S:外部荷載產(chǎn)生的影響S,當(dāng)小于結(jié)構(gòu)可以承擔(dān)的范圍R,則可以看出，結(jié)構(gòu)安全(2)若R<S:外部荷載產(chǎn)生的影響S,當(dāng)大于結(jié)構(gòu)可以承擔(dān)的范圍R,則可以看出，結(jié)構(gòu)不安全(3)若R=S:外部荷載產(chǎn)生的影響S,等于結(jié)構(gòu)正好可以承擔(dān)的范圍R,則結(jié)構(gòu)處于極限情則可以作如下推導(dǎo)：取Z=R-S,態(tài)則Z可表示出來(lái)結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)，稱為功能函數(shù)?？梢?jiàn)Z的大小跟R和S相關(guān)。(1)定義：凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”(2)分類：永久荷載：是指荷載的大小隨著時(shí)間推移不發(fā)生變化或者變化較小可以忽略的荷載，包括可變荷載：是指荷載的大小隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，并且其變化不可以忽略的荷載。靜荷載：荷載作用的位置不發(fā)生改變的情況，如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載②間接作用：混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外中變形或約(3)荷載代表值：永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值：按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸和材料容重(可由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》查得)平均值確定：永久荷載設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值=恒荷載分項(xiàng)系數(shù)×永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值?？勺兒奢d設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值=可變荷載分項(xiàng)系數(shù)×可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值?？勺兒奢d準(zhǔn)永久值：準(zhǔn)永久值=準(zhǔn)永久系數(shù)×可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值；可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和荷載分項(xiàng)系數(shù)(可變荷載分項(xiàng)系數(shù)、組合值系數(shù)、頻遇值系數(shù)、準(zhǔn)永久值(4)實(shí)例：河北科技大學(xué)新校區(qū)公共教學(xué)樓，請(qǐng)?jiān)嚴(yán)靡?guī)范確定樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值、樓面恒荷載設(shè)計(jì)值、樓面活荷載的組合值、樓面活荷載設(shè)計(jì)值、樓面活荷載的組合值、樓面活荷載的準(zhǔn)永久2.結(jié)構(gòu)的抗力R:結(jié)構(gòu)抗力是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力。如構(gòu)件的承載力、剛度等，用只(1)影響因素：材料性能的不定性；構(gòu)件幾何參數(shù)的不定性。(2)材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的保證率為95%,鋼筋強(qiáng)度保證率為97.75%鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值÷鋼(1)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件需滿足的功能要求：①安全性：建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種荷載和變形，在偶然事件(如地震、爆炸等)發(fā)生時(shí)和發(fā)生后保持必須的整體穩(wěn)定，不致發(fā)生倒③耐久性：結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下，應(yīng)有足夠的耐久性，完好使用到規(guī)定的年限，即設(shè)計(jì)(2)極限狀態(tài)：①定義：整個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要承載能力極限狀態(tài)：當(dāng)超過(guò)某一特定狀態(tài)無(wú)法滿足安全性的功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)屬于承載能力極限狀態(tài)。包括以下幾個(gè)方面：材料強(qiáng)度不足；疲勞破壞；正常使用極限狀態(tài)：當(dāng)超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足適用性和耐久性的功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)屬于正常使用極限狀態(tài)。包括以下幾個(gè)方面：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生(1)教室的墻壁上面出現(xiàn)很寬的裂縫，屬于哪種極限狀態(tài)?(2)某建筑物倒塌屬于哪種極限狀態(tài)?功能函數(shù)Z=R-S,此方程稱為極限狀態(tài)方程?？梢钥闯鯶跟很多因素有關(guān)，表示為Z=g(x結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)二、近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法1.定義：以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，又稱為近似概(1)設(shè)計(jì)使用年限：指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用時(shí)期，即結(jié)①臨時(shí)性建筑：5年②易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件：25年③一般工業(yè)與民用建筑：50年①紀(jì)念性和特別重要的建筑物：100年(2)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。(3)結(jié)構(gòu)的可靠度：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。結(jié)構(gòu)可靠(4)結(jié)構(gòu)的失效概率p,和可靠指標(biāo)β:①概率密度曲線：由于作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R都是隨機(jī)變量，因此函數(shù)R和S應(yīng)該均符2指標(biāo)β,便可保證結(jié)構(gòu)一定的可靠性。(2)規(guī)范規(guī)定：《建筑結(jié)構(gòu)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》實(shí)際設(shè)計(jì)表達(dá)式，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，引入分項(xiàng)系數(shù)(3)實(shí)用表達(dá)式：即以近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。1.什么是極限狀態(tài)?(2)作用效應(yīng)的代表值、抗力的代表值(重點(diǎn))2.什么是以近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法(1)近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法(2)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式(重點(diǎn))課后分析：此部分內(nèi)容難于理解，宜放慢速度，具體的公式推導(dǎo)不必講解，關(guān)鍵是講清極限狀態(tài)設(shè)上次課復(fù)習(xí)：主要講了兩個(gè)問(wèn)題1.什么是極限狀態(tài)?(2)作用效應(yīng)的代表值、抗力的代表值(重點(diǎn)，要求會(huì)查規(guī)范求得)(1)近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的思路(2)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式(重點(diǎn))本次課題(或教材章節(jié)題目):第十章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法教學(xué)要求：熟練掌握以近似概率為基礎(chǔ)極限狀態(tài)教學(xué)手段及教具：多媒體和板書(shū)1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：5分鐘；思考題，課后布置的作業(yè)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002(2)作用效應(yīng)的代表值、抗力的代表值(重點(diǎn)，要求會(huì)查規(guī)范求得)(2)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式(重點(diǎn))上次課我們主要講解了兩個(gè)問(wèn)題：(1)什么是極限狀態(tài)?(2)什么是以近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法?并最終得到極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的表達(dá)式是S≤R。上次課同時(shí)我們已經(jīng)講解了結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件均是多種荷載共同作用，那么多種荷載共同作用產(chǎn)生的荷載效應(yīng)如何確定呢?(2)前面說(shuō)過(guò)有兩種極限狀態(tài)，那他們對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)有什么差別呢?思考問(wèn)題：對(duì)于二者的可靠性要求高低的不同，在設(shè)計(jì)表達(dá)S≤R如何體現(xiàn)出來(lái)呢?1.承載能力極限狀態(tài)：安全性，要求較高一引入材料分項(xiàng)系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)一設(shè)計(jì)值(1)表達(dá)式：(2)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：多種荷載共同作用下的荷載效應(yīng)組合值考慮如何組合進(jìn)行注意其中各字母的含義及取值，參閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》:Y%:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為一、二、三級(jí)時(shí)分別取1.1、1.Ya:永久荷載分項(xiàng)系數(shù)。當(dāng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，且由永久荷載效應(yīng)控制的荷載效應(yīng)組合，取為1.35;當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，且由可變荷載效應(yīng)控制的荷載效應(yīng)組合，取為1.2;當(dāng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)，取為1.0。Yo:活荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)，一般取值為1.4。當(dāng)為工業(yè)樓面，且超過(guò)4kN/m2時(shí)，取為Sax、Sou:永久荷載、可變荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)②偶然組合：對(duì)于比較重要的建筑才考慮偶然組合。(3)實(shí)例應(yīng)用：①某民用建筑中簡(jiǎn)支梁跨度為6m,截面尺寸為250mm×600mm,同時(shí)承受活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10kN/m,求梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值，支座的最大剪力設(shè)計(jì)值。(先理清解題思路);1)可變荷載效應(yīng)控制為主的效應(yīng)組合：M=Y?Mcn+Yo?Mo=1.2×16.875+1.4×45=83V=Y?Vo+YoVom=1.2×11.25+1.4×30=52)永久荷載效應(yīng)控制為主的效應(yīng)組合：V=Y?V+ZaYVo=1.35×11.25+1.4×0.7×30=4則跨中最大的彎矩設(shè)計(jì)值為83.25kN·m,支座最大的剪力設(shè)計(jì)值為55.5kN②書(shū)上P55頁(yè)：試求解樓面的永久荷載、可變荷載設(shè)計(jì)值。(具體解題過(guò)程見(jiàn)書(shū)上)2.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：適用性、耐久性，主要包括變形、裂縫方面以及耐久性方面。(1)指導(dǎo)思想：可靠度要求較低一不考慮材料分項(xiàng)系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)一標(biāo)準(zhǔn)值(2)設(shè)計(jì)表達(dá)式：S≤C(3)規(guī)范規(guī)定：按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合考慮長(zhǎng)期作用影標(biāo)準(zhǔn)組合：當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)，產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性情況；頻遇組合：當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)，產(chǎn)生局部損害，較大變形或短暫振動(dòng)的情況；準(zhǔn)永久組合：長(zhǎng)期效應(yīng)起決定因素。③準(zhǔn)永久組合：注意各字母的含義與承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式中的相同，注意與承載能力極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式的不同之處(無(wú)荷載分項(xiàng)和材料分項(xiàng)以及結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)),相應(yīng)參數(shù)取取值請(qǐng)參閱《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(4)例題：混凝土中冊(cè)解：①承載能力極限狀態(tài)：1)永久荷載效應(yīng)控制為主的組合：M=(Y?Moα+Y??Mon)=1.0(1.2×3.92+1.4×2.28)=2)準(zhǔn)永久組合：(1)極限狀態(tài)的定義及分類：注意理解(2)近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的思路(3)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的實(shí)用表達(dá)式(本章重點(diǎn)):要求理解并會(huì)應(yīng)用，不用記憶公式，要學(xué)會(huì)利課后分析：第十章內(nèi)容相對(duì)比較重要，且內(nèi)容較多(1)拷貝電子版的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》,要學(xué)會(huì)查閱規(guī)范，學(xué)會(huì)利(2)注意系數(shù)的取值，一定要看清題意，別取錯(cuò)數(shù)值，注意認(rèn)真查看《建筑結(jié)構(gòu)荷其第第1題和第4題。第4題一定要利用材料力學(xué)的知識(shí)理解清題意再做。(3)課下預(yù)習(xí)第3章內(nèi)容，下次課學(xué)習(xí)第3章的第1節(jié)和第2節(jié)。2.一梁的跨中截面在永久荷載和樓面活荷載(樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為6kN/m2)作用下的效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為Mgk=200kN·m,Mok=150kN·m,求彎距的組合設(shè)計(jì)值。4.某懸臂外伸梁(如圖所示),跨度為l=6m,伸臂的外挑長(zhǎng)度為a=2m,截面尺寸組合值系數(shù)φ=0.7,求跨中的最大彎矩。1.極限狀態(tài)的定義及分類：注意理解3.狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的實(shí)用表達(dá)式(本章重點(diǎn)):要求理解并會(huì)應(yīng)用，不用記憶公式，要學(xué)會(huì)利用(1)承載能力極限狀態(tài)的實(shí)用表達(dá)式：(2)正常使用極限狀態(tài)的實(shí)用表達(dá)式：本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)件正截面承教學(xué)要求：1掌握梁、板一般構(gòu)造要求；2掌握受彎構(gòu)件教學(xué)手段及教具：多媒體、板書(shū)1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：80分鐘；3、小結(jié)：3分鐘；課后思考題；課外作業(yè)1題，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002第3章受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識(shí)，包括材料的物理力學(xué)性能和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。從這一章開(kāi)始我們開(kāi)始學(xué)習(xí)構(gòu)件設(shè)計(jì)。前面按受力可分為受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受扭構(gòu)件四種構(gòu)件，3.常見(jiàn)的受彎構(gòu)件的破壞位置有哪些?分別會(huì)發(fā)生什么樣的破壞?(1)跨中→豎向裂縫→與軸線垂直→正截面→由M引起。正截面是否發(fā)生破壞→M≤M,(第3章)→承載能力極限狀態(tài)→設(shè)計(jì)值(2)支座→斜向裂縫→與軸線不垂直→斜截面→由V引起。斜截面是否發(fā)生破壞→V≤V,(第4章)→承載能力極限狀態(tài)→設(shè)計(jì)值M、V:受彎構(gòu)件在外部荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值→γ?S(根據(jù)第十章的實(shí)用表達(dá)式求M,、V:受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力→第3、4章的知識(shí)。(1)受彎構(gòu)件一般的構(gòu)造要求(2)正截面受彎性能的實(shí)驗(yàn)研究(3)正截面受彎承載力分析(4)單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算：本章重點(diǎn)(5)雙筋矩形截面受彎承載力計(jì)算：本章重點(diǎn)(2)板：實(shí)心板；空心板；槽形板(圖片)(1)梁：①b取值：應(yīng)符合模數(shù)，取120mm、150mm、180mm、200mm、250mm,之后以50mm的模②h取值：應(yīng)符合模數(shù)，梁高h(yuǎn)≤800mm時(shí)，取50mm的模數(shù)。當(dāng)h>800mm時(shí)，取(2)板：滿足最小板厚要求。查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,分單向板、雙向板、密肋板等。1.混凝土強(qiáng)度等級(jí)：常用C20-C40,不宜采用高強(qiáng)度混凝土(原因：提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)受彎構(gòu)件的正截面承載力貢獻(xiàn)不大)(1)梁：縱向受力鋼筋：①種類：宜采用HRB335、HRB400、RRB400③間距：上部鋼筋：水平凈距s≥max{301.5d}下部鋼筋：水平凈距、豎向凈距s≥max{25d}(2)板：受力鋼筋與分布鋼筋受力鋼筋：沿跨度方向布置，承受彎矩在板底產(chǎn)生拉力(位于外側(cè))①種類：宜采用HRB335、HRB400、RRB400鋼筋分布鋼筋：將荷載均勻地傳給受力鋼筋；抵抗因混凝土收縮及溫度變化而在垂直受力鋼筋方向②面積要求：?jiǎn)挝粚挾确秶鷥?nèi)：不小于受力鋼筋的15%,不小于板截面面積的0.15%。(1)定義：縱筋外邊緣到相應(yīng)截面邊緣的距離，用C表示。見(jiàn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附表(2)作用：防止鋼筋腐蝕；在火災(zāi)的情況下，使混凝土溫度上升緩慢；使鋼筋與混凝土更好地(3)取值：最小保護(hù)層厚度見(jiàn)附表4-4(1)定義：所有縱向受力鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣距離(3)取值：?jiǎn)闻配摻?.縱向受拉鋼筋的配筋率p:(1)公式：(2)意義：影響梁的正截面受彎承載力和構(gòu)件的破壞形態(tài)。引入：前面我們說(shuō)過(guò)混凝土的很多理論都是半理論半經(jīng)驗(yàn)的公式，所以在求所有構(gòu)件的承載力計(jì)算公式都是由試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析得到的。所以在計(jì)算承載力之前，必須先了解受彎構(gòu)件的正截面受彎性能1.確定構(gòu)件的極限承載力M一、適筋梁正截面受彎的三個(gè)階段：注意采用適筋梁的原因及定義→工程中，延性(1)條件：簡(jiǎn)支梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25,對(duì)稱加載，純彎區(qū)(消除剪力影響)(2)儀器：荷載分配梁，應(yīng)變片，位移計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，千斤頂(3)加載方案：逐級(jí)加載，逐漸退出工作，中和軸上移，鋼筋應(yīng)力增大，應(yīng)變?cè)龃?，但仍符合平截面假②Ⅱa階段：隨著混凝土逐漸退出工作，鋼筋應(yīng)力逐漸增大，當(dāng),鋼筋屈服，標(biāo)志(4)試驗(yàn)過(guò)程總結(jié)：見(jiàn)教材上表3-2(5)錯(cuò)誤觀點(diǎn)：①第I階段為彈性階段←在第I階段末應(yīng)力變成曲線，表現(xiàn)出來(lái)部分塑性②混凝土下邊緣達(dá)到抗拉強(qiáng)度便會(huì)開(kāi)裂←混凝土非完全彈性材料，存在一定塑性，只有到③混凝土上邊緣到達(dá)抗壓強(qiáng)度便會(huì)開(kāi)裂←混凝土有一定的塑性，只有當(dāng)混凝土上邊緣的壓(1)配筋范圍(2)破壞特征：鋼筋先屈服，混凝土上部后被壓碎→破壞有預(yù)兆→延性→工程需要(2)破壞特征：鋼筋未屈服，但混凝土上部被壓碎→脆性破壞→工程避免(1)配筋范圍：(2)破壞特征：混凝土構(gòu)件一裂就壞一脆性破壞→工程不允許出現(xiàn)(1)未裂階段：是混凝土構(gòu)件抗裂度計(jì)算的依據(jù)(2)裂縫階段：是正常使用階段進(jìn)行變形和裂縫驗(yàn)算的依據(jù)(3)破壞階段：是混凝土受彎構(gòu)件極限受彎承載力的計(jì)算依據(jù)(1)適筋破壞：配筋范圍；破壞特征。(2)超筋破壞：配筋范圍；破壞特征。(3)少筋破壞：配筋范圍；破壞特征。(1)某梁截面尺寸b×h=200mm×500mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,環(huán)境類別為一類，需用鋼筋的截面面積為A,=1243mm2,采用二級(jí)，請(qǐng)根據(jù)教材附表選擇鋼筋，并繪制梁的配筋圖。容易出現(xiàn)的問(wèn)題：注意提醒①間距必須滿足構(gòu)造要求，即鋼筋凈距不能過(guò)小，滿足構(gòu)造要求；②鋼筋的截面面積必須控制在5%以內(nèi)；③鋼筋的直徑在常用的直徑范圍內(nèi)。(1)跨中→豎向裂縫→與軸線垂直→正截面→由M引起→正截面不發(fā)生破壞→要求率①未裂階段：是混凝土構(gòu)件抗裂度計(jì)算的依據(jù)；②裂縫階段：是正常使縫驗(yàn)算的依據(jù)；③破壞階段：是混凝土受彎構(gòu)件極限受彎承載力的計(jì)算依據(jù)(2)三種形態(tài)①適筋破壞：配筋范圍；破壞特征；②超筋破壞：配筋范圍；破壞特征；③少筋破壞：配筋本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3.3教學(xué)要求：1掌握正截面受彎的基本計(jì)算原理以2掌握等效矩形應(yīng)力圖的原則教學(xué)手段及教具：講授1、上次課內(nèi)容回顧：5分鐘；2、講授：80分鐘；3、小結(jié)：3分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002第—32—頁(yè)(1)跨中→豎向裂縫→與軸線垂直→正截面→由M引起→正截面不發(fā)生破壞→要求M≤M(2)支座→斜向裂縫→與軸線不垂直→斜截面→由V引起→斜截面不發(fā)生破壞→要求V≤VM、V:受彎構(gòu)件在外部荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值=Y?S(根據(jù)第十章的實(shí)用表達(dá)式求出)M?、V:受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力→第3、4章的知識(shí)。(1)截面形式和尺寸：(2)配筋：(3)三個(gè)基本概念：混凝土保護(hù)層厚度；截面有效高度；配筋率(1)三個(gè)破壞階段：(2)三種形態(tài)1.截面應(yīng)變保持平面：從前面的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，加載過(guò)程中截面的應(yīng)變成直線分布，很多試驗(yàn)均證實(shí)了這點(diǎn)，雖然對(duì)某個(gè)截面而言，不一定成立，但是在一定長(zhǎng)度內(nèi)，截面的應(yīng)變均保持1.合力：受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力同時(shí)根據(jù)應(yīng)變平截面假定：2.作用點(diǎn)：受壓區(qū)混凝土合力的作用點(diǎn)三、等效矩形應(yīng)力圖(1)合力大小相同(2)合力的作用點(diǎn)不變四、界限配筋率引入：界限破壞的含義：下部縱向受拉鋼筋屈服的同時(shí)，上部混凝土被壓碎，利用截面的應(yīng)變圖，根據(jù)應(yīng)變平截面假定，便可求出界限配筋率。1.界限破壞的定義：下部縱向受拉鋼筋屈服的同時(shí)，上部混凝土受壓破碎。2.應(yīng)變圖：4.相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξ:發(fā)生界限破壞時(shí)，混凝土受壓區(qū)高與截面有效高度的比值稱為相對(duì)界限(1)x=x?或x。=xe或ξ=ξ:界限破壞(2)x<x?或xe<x或ξ<ξ:適筋破壞(3)x>x?或x>xe或ξ>ξ:超筋破壞6.界限配筋率p,:(1)推導(dǎo)原理：受彎構(gòu)件發(fā)生適筋破壞時(shí)的平衡方程求得(2)推導(dǎo)過(guò)程：(1)推導(dǎo)原理：M(少筋梁)=M?(無(wú)筋梁)(1)應(yīng)變截面保持平面(2)不考慮受拉區(qū)混凝土的作用(3)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(4)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(1)等效的條件：合力和作用點(diǎn)不變(利用應(yīng)變平截面假定和力的平衡方程，詳值查閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(利用應(yīng)變平截面假定和力的平衡方程，詳值查閱1.正截面受彎承載力的基本假定：注意理解，不用死記(1)應(yīng)變截面保持平面(2)不考慮受拉區(qū)混凝土的作用(3)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(4)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(1)等效的條件：合力和作用點(diǎn)不變(2)等效結(jié)果：合力C=kfbx。=a?f.bx;作用點(diǎn)本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3.4.教學(xué)手段及教具：講授1、上次課回顧：5分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：5分鐘；習(xí)題3.1、3.2,課下預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2§3.4單筋矩形截面承載力計(jì)算(1)應(yīng)變截面保持平面(2)不考慮受拉區(qū)混凝土的作用(3)混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(4)鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(1)等效的條件：合力和作用點(diǎn)不變(注意求解的原理)引入：前面我們講過(guò)，受彎構(gòu)件的第Ⅲa階段標(biāo)準(zhǔn)著受彎構(gòu)件到達(dá)最大極限承載力，此時(shí)，下部鋼筋已受拉屈服，混凝土上部受壓破壞。同時(shí)我們前面說(shuō)過(guò)混凝土結(jié)構(gòu)是一門特殊的材料力學(xué)，那我們要求解受彎構(gòu)件的極限承載力，利用材料的物理關(guān)系、平衡關(guān)系、幾何關(guān)系來(lái)求解M。由于本次內(nèi)容是本課程的最重要、最基礎(chǔ)的部分，如果這部分學(xué)不好，其余部分將學(xué)起來(lái)非常吃力，所以鑒于于，我們將此節(jié)內(nèi)容分兩次進(jìn)行講解。本次課僅講受彎構(gòu)件承載力計(jì)算的第一個(gè)問(wèn)1.基本原理：構(gòu)件靜止，則所有內(nèi)力必須平衡；對(duì)應(yīng)受彎構(gòu)件的第Ⅲa階段，此時(shí)下部縱向受拉鋼2.平衡方程：根據(jù)材料力學(xué)的斷面法，如圖所假想將構(gòu)件截?cái)啵瑒t左邊構(gòu)件必須平衡。如下圖所(1)避免超筋破壞：(2)避免少筋破壞：進(jìn)行受彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)需注意以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)注意造0.3%-0.5%,梁的配筋率控制在0.6%-1.5%;(2)進(jìn)行截面設(shè)計(jì)的思路：首先初選截面，然后進(jìn)行承載力計(jì)算配置縱向受拉縱筋。注意按構(gòu)造要求進(jìn)行初選截面。(3)若外部荷載產(chǎn)生的彎矩M大于3-25的最大值怎么辦?(1)已知條件：已知外部荷載產(chǎn)生的彎矩M;受彎構(gòu)件的截面尺寸b×h;混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，即(2)求解A(3)分析：平衡方程2個(gè)，未知量x、A,可以求解。(4)求解思路：①查附表確定混凝土的最小保護(hù)層厚度C:單排鋼筋：(可取為35mm);雙排鋼筋：(可取50-(5)解題步驟：②代入式(3-22)求出未知量x或ξ若ξ>ξ。,不滿足適用條件，調(diào)大截面尺寸或改為雙⑥代入式(3-21)求解A?:不滿足要求，取A,=Pmmbh,進(jìn)行下一步⑥根據(jù)A,選擇鋼筋：根據(jù)教材附近表4-1選擇鋼筋的直徑和根數(shù)，盡量將偏差控制在5%以(6)實(shí)例：見(jiàn)教材①例題3-1:梁的截面設(shè)計(jì)的問(wèn)題，講解時(shí)需要注意的問(wèn)題：1)解題思路一定要講清楚；2)注意a,一定要滿足最小保護(hù)層的要求，不是胡亂確定的；選擇鋼筋時(shí)的竅門；4)選擇鋼筋時(shí)必須滿足的構(gòu)造要求，必須教學(xué)會(huì)學(xué)會(huì)如何選擇鋼筋。5)注意梁配置的表示方法；6)注意例題里面所給的外部荷載產(chǎn)生的M,如果是給的外部荷載的條件，而沒(méi)有直接給出M,會(huì)不會(huì)利用第10章的知識(shí)進(jìn)行求解呢?②例題3-2:板的截面設(shè)計(jì)的問(wèn)題，講解時(shí)需要注意的問(wèn)題：1)對(duì)于板來(lái)說(shuō)，計(jì)算單元是單位寬度，讓學(xué)生思考原因；2)板截面設(shè)計(jì)的配筋都包括哪些?按所受的彎矩確定受力鋼筋，查附表4-2;3)按構(gòu)造確定分布鋼筋，注意滿足構(gòu)造要求。4)注意板配筋的表示方法。(1)極限承載力對(duì)應(yīng)的截面狀態(tài)(2)基本計(jì)算公式(3)適用條件(1)截面設(shè)計(jì)的解題步驟(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1.課后作業(yè)：3.1;3.22.課后預(yù)習(xí)：第4節(jié)剩余內(nèi)容3.課下一定要好好學(xué)習(xí)第4節(jié)內(nèi)容，對(duì)單筋矩形截面的受彎承載力的計(jì)算公式和適用條件必須理解(1)極限承載力對(duì)應(yīng)的截面狀態(tài)(2)基本計(jì)算公式(3)適用條件(1)截面設(shè)計(jì)的解題步驟(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)件教學(xué)要求：掌握單筋矩形截面承載力的計(jì)算原理、計(jì)算公式及適用條件，并能熟練應(yīng)用教學(xué)手段及教具：講授1、上次課回顧：10分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：3分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2(1)極限承載力對(duì)應(yīng)的截面狀態(tài)：上部混凝土被壓碎，下部縱向受拉鋼筋屈服。(2)計(jì)算公式：(計(jì)算公式和適用條件，所有同學(xué)均默寫并上交)(3)適用條件：(4)單筋矩形截面的最大受彎承載力：x=x?或p=P?2.單筋矩形截面梁的應(yīng)用：截面設(shè)計(jì)(一定要加強(qiáng)理解，把以后可能出現(xiàn)的問(wèn)題杜絕)(1)截面設(shè)計(jì)的解題步驟：(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：引入：我們上節(jié)課已經(jīng)講了單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算的原理、計(jì)算公式、適用條件，以及它的第一個(gè)應(yīng)用問(wèn)題：截面設(shè)計(jì)已經(jīng)講完了。我們這次課的主要任務(wù)是講解第二個(gè)應(yīng)用問(wèn)題：截面復(fù)截面設(shè)計(jì)出現(xiàn)在，我們要新建一幢建筑，必須對(duì)它進(jìn)行計(jì)算，配筋，滿足了要求，才可以用于實(shí)際建設(shè)中。但是也可能出現(xiàn)如下的問(wèn)題：比如我們這個(gè)教室，現(xiàn)在呢我想在其中間設(shè)一道墻，從而將這一個(gè)教室分隔成兩個(gè)辦公室使用，我們那答案肯定是不能了，那我們要怎么樣才能確定這里能不能砌一道墻進(jìn)行分隔呢?只能通過(guò)計(jì)算，那我們來(lái)分析一下這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在這個(gè)承擔(dān)墻重量的梁已經(jīng)在使用中，截面尺寸和配筋都已經(jīng)完全確定，當(dāng)上面砌了墻，增大了荷載，到底梁還能不能承受地住呢?這就是我們這次課要解決的外部荷載產(chǎn)生的彎矩M;縱筋的截面面積A。(2)判斷：M≤M→若成立，則安全，可以砌墻；若不成立，則不安全鋼筋，第二排為2根22的二級(jí)鋼筋，混凝土的保護(hù)層厚度為2②計(jì)算x或ξ:驗(yàn)算適用條件(3-23)代入(3-20)求出ξ:M?=a?fbh3ξ,(1-0.55,)=αmax·a;f?bh3若ξ<ξ→滿足適用條件(3-23),進(jìn)行下一步。③根據(jù)已知的A,驗(yàn)算適用條件(3-24)(5)實(shí)例：教材例3-4(4)單筋矩形截面的最大受彎承載力：(1)截面設(shè)計(jì)的解題步驟：(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：(1)解題步驟：(2)校核時(shí)需注意的問(wèn)題：1.基本沒(méi)有問(wèn)題(注意荷載分項(xiàng)系數(shù)不能取錯(cuò))(1)活荷載的分項(xiàng)系數(shù)取錯(cuò)，注意《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中3.2.5的規(guī)定：應(yīng)為工業(yè)樓面與民用樓(1)材料力學(xué)的基礎(chǔ)不扎實(shí)，簡(jiǎn)支梁的彎矩不會(huì)求。(2)上部荷載的效應(yīng)組合理解不清，解決辦法：先講上部的恒荷載和活荷載全部給出，讓學(xué)生按照模型利用材料力學(xué)知識(shí)直接求解，最下次課內(nèi)容：第3章第5節(jié)，注意提前預(yù)習(xí)，同時(shí)下次課由于時(shí)間限制，不再對(duì)本節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行回課后作業(yè)：3.3;3.4.1.注意第3題，條件有問(wèn)題，將M=30kN·m改為M=3kN·m,尺寸1800mm×1000mm改為1800mm×100mm,2.注意前面假定的a,時(shí)，對(duì)應(yīng)的單排還是雙排鋼筋(1)極限承載力對(duì)應(yīng)的截面狀態(tài)(2)基本計(jì)算公式(3)適用條件(1)截面設(shè)計(jì)的解題步驟(2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)解題步驟本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算3.52.熟練掌握雙筋矩形截面計(jì)算基本公式及其適用條件，并會(huì)應(yīng)用教學(xué)手段及教具：多媒體和板書(shū)1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：80分鐘；3、小結(jié)：3分鐘；思考題，課后習(xí)題3.5《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2引入：前面我們學(xué)習(xí)的單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算的問(wèn)題，但是我們還沒(méi)有提及它的定義及應(yīng)用(1)定義：受彎構(gòu)件上部配置的縱向鋼筋僅起架立鋼筋的作用，對(duì)受彎承載力的貢獻(xiàn)很小，可以忽(2)應(yīng)用限制：注意引導(dǎo)學(xué)生思考②當(dāng)梁同一截面可能承受不異號(hào)彎矩時(shí)，僅在受拉側(cè)配鋼筋，當(dāng)彎矩變號(hào)時(shí)，怎么辦?以上課的教室為例：可能會(huì)出現(xiàn)兩種情況(將所受荷載情況繪制到黑板上)1)1、3教室上課，有活荷載，則1跨跨中承受正彎矩。2)2教室上課，有活荷載，則1跨中承受負(fù)彎矩。(1)定義：上部縱向受壓鋼筋配置較多，不僅起架立作用，且同時(shí)對(duì)受彎承載力貢獻(xiàn)較大，必須考(2)缺點(diǎn)：利用鋼筋作為受壓鋼筋，與上部混凝土共同承受壓力，不經(jīng)濟(jì)。(3)用途：(4)優(yōu)點(diǎn)：提高構(gòu)件延性有一定有利影響。=a?fbh2ξ(1-0.55)+f'A’(h?-(3)計(jì)算公式分析：壓力可視作由受壓區(qū)混凝土和受壓鋼筋共同提供；而拉力則由與二者平衡平衡+(2)避免少筋破壞：下部配置的縱向受拉鋼筋需平衡上部受壓混凝土和受壓鋼筋，所以一般滿足此(3)保證受壓鋼筋受壓屈服：x≥2a(3-31)(推導(dǎo)原理：應(yīng)變平截面假定，具體過(guò)程見(jiàn)③求A:代入式(3-32)求出A,結(jié)束。2.截面設(shè)計(jì)(情況2)1)M?=M-M1)若2a′≤x≤5h,代入式(3-33)求M2)若x>5h,取ξ=ξ,代入式(3-33)求M。(1)定義：(2)適用情況：(3)優(yōu)缺點(diǎn)：(1)力平衡：(2)力矩平衡：(1)避免超筋破壞：(2)避免少筋破壞：(3)保證受壓鋼筋屈服：(1)截面設(shè)計(jì)(情況1):(2)截面設(shè)計(jì)(情況2):(3)截面復(fù)核：課后作業(yè)：課后習(xí)題3.5,需注意的問(wèn)題：(1)參數(shù)不要查錯(cuò)了，要認(rèn)真；(2)前后鋼筋的單雙排布置要一致；(3)要注意如何判斷需采用雙筋矩形截面；(4)選擇鋼筋時(shí)注意滿足構(gòu)造要求。課下內(nèi)容：對(duì)本章內(nèi)容好好復(fù)習(xí)。同時(shí)課下注意預(yù)習(xí)第6節(jié)的內(nèi)容。(1)定義：(2)適用情況：(3)優(yōu)缺點(diǎn)：(1)力平衡：(2)力矩平衡：(3)保證受壓鋼筋屈服：(1)截面設(shè)計(jì)(情況1):(2)截面設(shè)計(jì)(情況2):(3)截面復(fù)核：本次課題(或教材章節(jié)題目):第三章受彎構(gòu)2掌握并會(huì)應(yīng)用T形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算教學(xué)手段及教具：多媒體和板書(shū)1、上次課回顧：5分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：8分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2§3.6T形截面受彎承載力計(jì)算(1)定義：注意區(qū)分雙筋矩形截面與雙排鋼筋的區(qū)別，往屆有個(gè)別同學(xué)總是區(qū)分不開(kāi)這兩個(gè)概念。(2)適用情況：(3)優(yōu)缺點(diǎn)：(1)力平衡：(2)力矩平衡：(1)避免超筋破壞(2)避免少筋破壞(3)保證受壓鋼筋屈服：(1)截面設(shè)計(jì)(情況1):(2)截面設(shè)計(jì)(情況2):(3)截面復(fù)核：(1)定義：當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較大時(shí)，為降低構(gòu)件自重，將矩形構(gòu)件中原有一部分混凝土挖去，形成T形截面，并將縱向受拉鋼筋集中在梁肋中。注意在黑板上繪(2)優(yōu)點(diǎn)：①與原有矩形截面的承載力相同；②節(jié)省材料，降低自重。(3)應(yīng)用：①現(xiàn)澆樓蓋，板與梁整體現(xiàn)澆成T形截面；②T形吊車梁；③箱形、I形等均按T形計(jì)3.實(shí)例：對(duì)于教學(xué)樓中多跨現(xiàn)澆的連續(xù)梁(1)跨中：板位于受壓區(qū)，考慮板的貢獻(xiàn)，按T形截面計(jì)算。(2)支座：板處于受拉區(qū)，不考慮板的貢南，按矩形截面計(jì)算。(1)實(shí)驗(yàn)：板作為梁的翼緣，板內(nèi)壓應(yīng)力分布不均勻。離梁肋越遠(yuǎn)，貢獻(xiàn)越小，所以考慮一定寬度(2)取值：見(jiàn)教材3-7,或《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》少。:第一類T形截面:第二類T形截面(2)第二類T形截面：構(gòu)件到達(dá)極限受彎承載力時(shí)，中和軸位于梁肋內(nèi)，混凝土愛(ài)壓部分應(yīng)分為翼避免超筋破壞：ξ≤ξ(1)判斷T形截面類型(2)判斷出T形截面類型之后，代入相應(yīng)的計(jì)算公式和適用條件，計(jì)算步驟完全等同于單筋矩形截(3)實(shí)例：例題3-8,學(xué)習(xí)時(shí)，注意思考與單筋矩形截面的區(qū)別與聯(lián)系。(1)判斷T形截面類型，(2)驗(yàn)算適用條件，代入相應(yīng)的公式進(jìn)行求解，完全等同于單筋矩形截面。本次課回顧：到目前為止，所有截面形式的正截面受彎承載力的計(jì)算就全部講完了，從下節(jié)課開(kāi)始(1)定義(2)現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用實(shí)例(1)第一類T形截面：(2)第二類T形截面：4.T形截面受彎承載力計(jì)算：先判斷T形截面類型，其余步驟完全等同于單筋矩形截面梁。(1)截面設(shè)計(jì)：(2)截面復(fù)核：課后作業(yè)：習(xí)題3.6;3.7。注意參數(shù)不要選錯(cuò)，前后的單雙排鋼筋對(duì)應(yīng)。下次課內(nèi)容：第4章第1節(jié)、第2節(jié)、第3節(jié)，注意預(yù)習(xí)。1.T形截面梁的應(yīng)用(1)定義(2)現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用實(shí)例2.判斷T形截面類型：兩個(gè)條件中任何一個(gè)均可。3.計(jì)算公式及適用條件：關(guān)鍵是理解，不是記憶4.T形截面受彎承載力計(jì)算：先判斷T形截面類型，其余步驟完全等同于單本次課題(或教材章節(jié)題目):第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力4.1;4.2;4.3難點(diǎn)：斜截面受剪破壞的構(gòu)造規(guī)定教學(xué)手段及教具：多媒體和板書(shū)1、導(dǎo)入：5分鐘2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：5分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2引入：在前面我們講過(guò)，受彎構(gòu)件可能發(fā)生的破壞位置和形式有如下分析(適筋梁的試驗(yàn)):(1)跨中一豎向裂縫→與軸線垂直一正截面一純彎區(qū)→由M引起→正截面不發(fā)生受彎破壞一要求M≤M→通過(guò)計(jì)算保證(截面設(shè)計(jì)、截面復(fù)核)。(2)支座→斜向裂縫→與軸線不垂直→斜截面→彎剪區(qū)①斜截面不發(fā)生受剪破壞→要求V≤V,→通過(guò)計(jì)算保證②斜截面不發(fā)生受彎破壞→要求M≤M。→通過(guò)構(gòu)造保證(3)斜截面承載力計(jì)算對(duì)象：梁及厚板。對(duì)于普通板，由于荷載小，跨高比大，所以一般情況它的(1)荷載圖及內(nèi)力圖如下所示：(2)截面應(yīng)力狀態(tài)分布：材料力學(xué)知識(shí)(讓同學(xué)們寫并上交)(3)主應(yīng)力軌跡線：跨中→下部主拉力應(yīng)力方向水平；上部主壓應(yīng)力方向水平(1)截面應(yīng)力狀態(tài)：材料力學(xué)知識(shí)，(注意讓同學(xué)們回想如何求解主應(yīng)力大小和方向)(2)裂縫的形成：①下部裂縫的形成：下部，主拉應(yīng)力方向水平，豎向裂縫→向上延伸，主拉應(yīng)力方向斜向，斜裂縫一彎剪型裂縫一下寬上細(xì)②中部裂縫的形成：中部，主拉應(yīng)力方向斜向45°。斜向裂縫→向上向下延伸→棗核形→腹剪斜裂縫。3.鋼筋的配置(1)正截面破壞：下部拉應(yīng)力最大，水平方向→縱向受力鋼筋→豎向裂縫(2)斜截面破壞：①中部：主拉應(yīng)力方向斜向45°→腹剪斜裂縫→斜向鋼筋→彎起鋼筋、箍筋、縱向受力鋼筋(后兩種統(tǒng)稱為腹筋)②下部：主拉應(yīng)力水平方向→縱向受力鋼筋→豎向裂縫§4.2斜截面受剪破壞的破壞形態(tài)1.剪跨比：斜截面受力性能主要影響2.無(wú)腹筋梁受剪破壞形態(tài)：(1)斜壓破壞：λ<1,(教材圖4-6a)主壓應(yīng)力跡線，以斜向短柱形式傳遞。破壞時(shí)，混凝土上被腹剪斜裂縫發(fā)展成若干個(gè)斜向短柱而破壞。斜截面承載力大小取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度。(2)剪壓破壞：1≤λ≤3,(教材圖4-6b)沒(méi)有直接傳遞壓力的跡線，受拉區(qū)出現(xiàn)豎向裂縫，豎向裂縫發(fā)展延伸形成斜裂縫，而后產(chǎn)生豎向貫穿的較寬的斜裂縫，稱為豎向臨界斜裂縫，使混凝土上部剪壓區(qū)高度減小，導(dǎo)致剪壓區(qū)混凝土破壞。(3)斜拉破壞：λ>3,(教材圖4-6c)集中力與支座之間沒(méi)有直接主壓，,以彎曲拉力為主，豎向裂縫出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)延伸，斜截面承載力隨之喪失。(4)總結(jié)：教材圖4-8,承載力排序：斜壓破壞>剪壓破壞>斜拉破壞；延性排序：剪壓破壞>斜壓破壞>斜拉破壞一處理措施的不同：斜拉破壞、斜壓破壞通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)強(qiáng)制避免；剪壓破壞通過(guò)計(jì)算來(lái)避免。三種破壞形態(tài)均屬于脆性破壞。3.有腹筋梁的受剪破壞形態(tài)：考慮箍筋的影響(1)斜拉破壞：當(dāng)λ>3且箍筋配置不足時(shí)→箍筋過(guò)少，受力之后立即屈服，不能有效限制裂縫開(kāi)展→發(fā)生斜拉破壞。當(dāng)λ>3且箍筋配置適量時(shí)一箍筋可有效地限制裂縫的開(kāi)展一斜拉破壞轉(zhuǎn)化為剪壓破壞。一可通過(guò)限制最小配箍率來(lái)避免斜拉破壞。(2)斜壓破壞：箍筋過(guò)多時(shí)容易出現(xiàn)，或者截面尺寸過(guò)小容易出現(xiàn)?！?.3簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理1.帶拉桿的梳形拱模型：適用于無(wú)腹梁。不考慮下部混凝土的作用。參看PPT上圖片。(1)模型：下部只有縱筋受力；上部受壓區(qū)混凝土為壓力拱；(2)受力分析：①縱筋拉力T②縱筋的銷栓力V(混凝土裂縫兩邊混凝土上下錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生)③骨料咬合力：混凝土(1)拱體：上弦桿(2)裂縫間混凝土齒塊：受壓斜腹桿(3)箍筋：受拉腹桿(4)縱筋下弦桿：考慮了(2)、(3)(1)受壓區(qū)混凝土：上弦桿(2)受拉縱筋：下弦桿(3)腹筋：豎向拉桿(4)裂縫間混凝土：斜壓桿(1)無(wú)腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④承載力及延性排序(2)有腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④處理措施的不同。(1)帶拉桿的梳形拱模型(2)拱形桁架模型(3)桁架模型：是后面斜截面承載力計(jì)算的模型。下次課內(nèi)容：第4節(jié)斜截面受剪承載力計(jì)算，注意提前預(yù)習(xí)，是第4章的重點(diǎn)。1.受彎構(gòu)件的破壞位置和破壞形式分析(1)無(wú)腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④承載力及延性排序(2)有腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④處理措施的不4.受彎構(gòu)件斜截面受剪機(jī)理模型(1)帶拉桿的梳形拱模型(2)拱形桁架模型(3)桁架模型：是后面斜截面承載力計(jì)算的模型本次課題(或教材章節(jié)題目):第四章受彎構(gòu)教學(xué)手段及教具：講授1、上次課回顧：5分鐘；2、講授：75分鐘；3、小結(jié)：5分鐘；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2§4.4斜截面受剪承載力計(jì)算2.適筋梁斜截面受力分析：(1)內(nèi)力圖；(2)裂縫形式；(3)配筋形式(1)無(wú)腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④承載力及延性排序(2)有腹筋梁：①斜壓破壞；②剪壓破壞；③斜拉破壞；④處理措施的不同。(1)帶拉桿的梳形拱模型(2)拱形桁架模型(3)桁架模型：是后面斜截面承載力計(jì)算的模型。(1)斜截面受剪承載力計(jì)算公式及適用條件(2)斜截面受剪承載力計(jì)算前面講過(guò)，對(duì)于受彎構(gòu)件斜截面發(fā)生破壞的位置及形式：支座→斜向裂縫→與軸線不垂直一斜截面→彎剪區(qū)：①斜截面不發(fā)生受剪破壞→要求V≤V,→通過(guò)計(jì)算保證；②斜截面不發(fā)生受彎破壞→要求M≤M→通過(guò)構(gòu)造保證。那么如何通過(guò)計(jì)算求解V,來(lái)保證V≤V,,從而保證構(gòu)件不V,的求解思路：討論V,的影響因素，同時(shí)引入一些假定→根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析↑→找出主要影響因素，忽略次要影響因素一建立經(jīng)驗(yàn)公式。1.剪跨比：λ↑,破壞形態(tài)由斜壓破壞→剪壓破壞→斜拉破壞，相應(yīng)的承載力逐漸降低。2.混凝土強(qiáng)度：斜截面發(fā)生破壞是由混凝土到達(dá)極限強(qiáng)度發(fā)生的。因此其影響最大。斜壓破壞形態(tài)3.配箍率：箍筋可有效約束混凝土的橫向變形，限制裂縫的開(kāi)展，從而改變破壞形態(tài)，提高斜截面②幾肢箍的定義：在單位箍筋間距s范圍內(nèi)，截?cái)喙拷畹母鶖?shù)。單筋箍；雙肢箍；四肢箍等。(繪制圖形在黑板上)4.縱筋配筋率：縱筋會(huì)產(chǎn)生銷栓力，所以其配筋率越大越好?？v筋的銷栓力可提高構(gòu)件的斜截面受5.骨料咬合力：對(duì)無(wú)腹筋梁受剪承載力影響較大(但對(duì)有腹筋梁影響較小，不考慮，作為安全儲(chǔ)備)(1)尺寸：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大。截面高度越大，截面平均剪應(yīng)力越低。(2)形狀：增加T形截面翼緣寬度和梁腹厚度以及矩形截面寬度會(huì)增加受剪承載力。1.研究對(duì)象：剪壓破壞。斜壓破壞通過(guò)控制截面的最小尺寸避免；斜拉破壞通過(guò)控制箍筋配箍率避(2)與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋假定均屈服。實(shí)際情況是拉應(yīng)力分布不均勻，靠近剪壓區(qū)的箍(3)骨料咬合力和縱筋的銷栓力：對(duì)無(wú)腹筋影響大，對(duì)有腹筋梁影響小，忽略不計(jì)，作為安全儲(chǔ)(4)截面尺寸：對(duì)無(wú)腹筋梁的影響顯著,對(duì)有腹筋梁影響較小，忽略。(5)剪跨比：影響較大，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，對(duì)以承受集中荷載的獨(dú)立梁考慮剪跨比的影響。(1)以均布荷載為主，且僅箍筋時(shí)：(2)以集中荷載為主，且僅配箍時(shí)：對(duì)獨(dú)立梁，集中荷載作用產(chǎn)生的支座剪力超過(guò)總剪力75%以(3)當(dāng)設(shè)彎起鋼筋時(shí)，則上述相應(yīng)公式增加：(4)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：①V有兩項(xiàng)組成，前面并不是單純的表示混凝土的抗剪強(qiáng)度，后面也不是單純的鋼筋的抗剪強(qiáng)③λ的取值：λ=1.5～3.0。當(dāng)λ>3時(shí)，取λ=3;當(dāng)λ<1.5時(shí)，取λ=1.5。(5)適用范圍：僅適用于剪壓破壞三、斜截面受剪承載力計(jì)算(1)支座邊緣截面(1-1);(2)腹板寬度改變處截面(2-2);(3)箍筋直徑或間距改變處截面(3-3);(4)受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面(4-4)。3.計(jì)算步驟：斜截面受剪承載力計(jì)算是在正截面受彎承載力已滿足要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。即構(gòu)件的(1)求內(nèi)力，繪制剪力圖，找出計(jì)算截面位置。(2)驗(yàn)算是否滿足截面限制條件：式(4-14)或(4-15)若滿足，繼續(xù)第3步；(3)驗(yàn)算是否需要按計(jì)算配置腹筋：若滿足，則按表4-1進(jìn)行構(gòu)造配筋，進(jìn)行第(6)步；不滿足，進(jìn)行第(4)步。(4)按計(jì)算配置腹筋：①僅配置箍筋：公式(4-10)或(4-11)配置箍筋，進(jìn)行第(5)步；②兼配彎起鋼筋：先選擇A,根據(jù)式(4-13)和(4-10)或(4-11)配置箍筋。(5)選擇箍筋：根據(jù)表4-1和附表3-2選擇箍筋。(6)驗(yàn)算箍筋最小配筋率：式(4-16)(7)若配置彎起鋼筋：驗(yàn)算彎起點(diǎn)處斜截面受剪承載力4.實(shí)例：教材例題4-1,講解時(shí)需注意以下問(wèn)題：(1)解題步驟：必須完整(2)如何正確選擇計(jì)算截面位置(3)如何選擇合適的箍筋：根據(jù)附表(4)如何表示箍筋(5)彎起鋼筋彎起點(diǎn)的驗(yàn)算(1)剪跨比：在集中荷載為主時(shí)考慮(2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：影響最大(3)配箍率：影響較大，注意其定義(4)縱筋配箍率：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(5)骨料咬合力：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(6)截面尺寸和形狀：僅作為安全儲(chǔ)備。(1)均布荷載為主，且僅配箍筋時(shí)：(2)集中荷載為主，且僅配箍筋時(shí)：集中力作用產(chǎn)生的支座剪力占75%以上。(3)設(shè)彎起鋼筋時(shí)，其對(duì)應(yīng)的承載力(4)適用條件：截面最小尺寸限制；最小配箍率限制。(1)計(jì)算截面位置(2)計(jì)算步驟課后作業(yè)：課后習(xí)題4.1;4.2;4.3;4.4同時(shí)注意1.第1題：條件不夠明確，補(bǔ)充改為承受均布荷載，其最大剪力設(shè)計(jì)值V=1.4×10?kN;同時(shí)注意2.第2題：注意解題步驟一定要完整，要驗(yàn)算截面尺寸等。課下內(nèi)容：預(yù)習(xí)第4章其余所有內(nèi)容，下次課將學(xué)習(xí)完第4章的所有內(nèi)容。上次課復(fù)習(xí)(1)剪跨比：在集中荷載為主時(shí)考慮(2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：影響最大(3)配箍率：影響較大，注意其定義(4)縱筋配箍率：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(5)骨料咬合力：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(6)截面尺寸和形狀：僅作為安全儲(chǔ)備。(2)集中荷載為主，且僅配箍筋時(shí)：集中力作用產(chǎn)生的支座剪力占(3)設(shè)彎起鋼筋時(shí)，其對(duì)應(yīng)的承載力(4)適用條件：截面最小尺寸限制；最小配箍率限(1)計(jì)算截面位置(2)計(jì)算步驟本次課題(或教材章節(jié)題目):第四章受彎構(gòu)件的斜截教學(xué)要求：熟悉保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施；了解縱筋的彎起難點(diǎn)：熟悉保證斜截面受彎承載力的構(gòu)造措施；了解縱筋的彎起和截?cái)辔恢谩＝虒W(xué)手段及教具：講授1、上次課回顧：10分鐘；2、講授：75分鐘3、小結(jié)：3分鐘；思考題全部；課后作業(yè)4.5;4.6;4.7;4.8《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2(1)剪跨比：在集中荷載為主時(shí)考慮(2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：影響最大(3)配箍率：影響較大，注意其定義(4)縱筋配箍率：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(5)骨料咬合力：對(duì)無(wú)腹筋梁影響較大，對(duì)有腹筋梁較小，忽略，僅作安全儲(chǔ)備。(6)截面尺寸和形狀：僅作為安全儲(chǔ)備。(1)均布荷載為主，且僅配箍筋時(shí)：(2)集中荷載為主，且僅配箍筋時(shí)：集中力作用產(chǎn)生的支座剪力占75%以上。(3)設(shè)彎起鋼筋時(shí)，其對(duì)應(yīng)的承載力(4)適用條件：截面最小尺寸限制；最小配箍率限制。(1)計(jì)算截面位置(2)計(jì)算步驟1.例題4-2:講解時(shí)需注意的問(wèn)題：(1)如何找出計(jì)算截面(2)注意承載力計(jì)算公式不要計(jì)算錯(cuò)誤(3)計(jì)算區(qū)段的選擇2.例題4-3:(1)計(jì)算截面的選擇(2)分左右兩段分別進(jìn)行計(jì)算(3)兼配彎起鋼筋，注意對(duì)彎起點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算。須連續(xù)彎起鋼筋。前面講過(guò)，對(duì)于受彎構(gòu)件斜截面發(fā)生破壞的位置及形式：支座一斜向裂縫→與軸線不垂直一斜截面→彎剪區(qū)：①斜截面不發(fā)生受剪破壞→要求V≤V,→通過(guò)計(jì)算保證；②斜截面不發(fā)生受彎破壞→要求M≤M。→通過(guò)構(gòu)造保證。那么如何通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)保證斜截面的受彎承載力呢?講2.M圖：材料力學(xué)知識(shí)(3)材料圖：如下所示(簡(jiǎn)支梁，下部縱向受拉鋼筋沿梁長(zhǎng)不變)4(4)要滿足M≤M:要求M,圖完全可以包住M圖。如上所示(5)分析：①充分利用截面：在圖上1、2、3點(diǎn)位置(3)、(2)、(1)鋼筋分別被充分利用，因此1、2、3截面稱為(3)、(2)、(1)鋼筋的充分利用截面。③不需要截面：在圖上2、3、4點(diǎn)之后(3)、(2)、(1)鋼筋不再需要，因此2、3、4點(diǎn)稱為(3)、(2)、(1)鋼筋的不需要截面。(2)部分縱筋彎起：近似認(rèn)為，當(dāng)彎起鋼筋與梁截面高度的中心線相交之后，不再提供受彎承載(2)確定彎起鋼筋的數(shù)量和位置：(3)確定縱筋截?cái)嗟臄?shù)量和位置：(1)正截面抗彎：根據(jù)材料圖，不需要截面位置即可彎起。如圖所示2點(diǎn)便可彎起(2)斜截面抗彎：彎起點(diǎn)距充分利用截面的距離≥0.5h,《混凝(3)斜截面抗剪：彎起點(diǎn)斜截面受剪承載力驗(yàn)算3.彎終點(diǎn)位置：確定每條可能發(fā)生的斜裂縫均有彎起鋼筋通過(guò)→V≤V(1)彎終點(diǎn)距支座邊緣距離：S≤Smax,一般取50mm。(2)彎終點(diǎn)距前一排彎起點(diǎn)距離：S≤Smax(見(jiàn)表4-1)三、縱筋的錨固1.錨固的意義：確定受力鋼筋的強(qiáng)度充分發(fā)揮。在第2章1.分析：彎矩圖一般情況下，跨中彎矩M最大，向兩邊支座逐漸減小。因此為節(jié)省材料可能考慮截(1)梁的正彎矩范圍內(nèi)，不宜截?cái)噤摻?，可采用縱筋彎向支座的方法來(lái)提供剪力并減小鋼筋數(shù)量。(2)支座負(fù)彎區(qū)段的縱筋可以截?cái)?，但不宜在受拉區(qū)截?cái)啵?3)支座處縱筋截面位置：須自理論截?cái)帱c(diǎn)延長(zhǎng)一段距離后截?cái)唷ＨQ于其伸出長(zhǎng)度和延伸長(zhǎng)度。(1)開(kāi)口式；閉口式：(3)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)b>400mm且一層內(nèi)縱向受壓鋼筋多于3根時(shí)，或b<400mm,縱向受力鋼筋一層多于4根時(shí)需設(shè)復(fù)合箍筋。(1)箍筋間距不能超過(guò)表4-1的規(guī)定(2)梁中縱筋搭接時(shí)。(1)錨固(2)連接2.彎起鋼筋(1)構(gòu)造要求：角度和長(zhǎng)度(2)單獨(dú)設(shè)置：鴨筋和浮筋(1)直徑：h>800mm,d≥8mm;h≤800mm,d≥6mm。當(dāng)壓鋼筋直徑的1/4。(2)設(shè)置：對(duì)計(jì)算不需配置箍筋的梁①h>300mm時(shí)，全長(zhǎng)應(yīng)設(shè)置箍筋；②300mm≥h≥150mm時(shí)，沿端部1/4跨度范圍內(nèi)設(shè)置箍筋。③h<150mm時(shí)，可不設(shè)箍筋。(此處便是板為什么不用配置箍筋，不用計(jì)算斜截面承載力的原因)(2)縱向構(gòu)造鋼筋：也稱“腰筋”,當(dāng)h≥450mm時(shí)必須設(shè)置。②要求：面積不小于bh×0.1%;間距不能超過(guò)200mm。(1)材料圖：縱筋的彎起、截?cái)?2)縱筋的彎起：(3)縱筋的錨固：(4)縱筋的截?cái)啵鹤⒁饪v筋截?cái)嗟脑瓌t(1)箍筋：形式；間距；直徑。(2)彎起鋼筋(3)架立鋼筋(4)縱向構(gòu)造鋼筋課后作業(yè)：習(xí)題4.5;4.6;4.7;4.81.第5題：注意內(nèi)力不要求錯(cuò)了；同時(shí)正截面選擇鋼筋時(shí)，要考慮斜截面承載力的計(jì)算；注意斜截2.第6題：注意計(jì)算截面位置選擇的是支座邊緣。3.第7題：注意先理清思路再算，注意斜截面承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)取左右兩段的較小值。課下安排：注意準(zhǔn)備期中考試，考試內(nèi)容前4章和第10章，請(qǐng)同學(xué)們抓緊時(shí)間復(fù)習(xí)，考試時(shí)間在一上次課復(fù)習(xí)1.斜截面受彎承載力：通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)保證(1)材料圖：縱筋的彎起、截?cái)啖僬孛妫豪碚摻財(cái)帱c(diǎn)(4)縱筋的截?cái)啵鹤⒁饪v筋截?cái)嗟脑瓌t(1)箍筋：形式；間距；直徑。(2)彎起鋼筋(3)架立鋼筋(4)縱向構(gòu)造鋼筋本次課題(或教材章節(jié)題目):第五章受壓構(gòu)件的截面承載力5.1;5.22熟悉截面形式的選擇和截面尺寸的確定；了解受壓構(gòu)件的一般構(gòu)造措施。難點(diǎn)：受壓構(gòu)件的縱筋和箍筋的計(jì)算和配置原則及構(gòu)造要求。教學(xué)手段及教具：講授1、導(dǎo)入：5分鐘；2、講授：80分鐘3、小結(jié)：3分鐘；思考題；課后習(xí)題5.1《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002過(guò)正截面設(shè)計(jì)可以選擇受彎構(gòu)件的截面尺寸和縱筋；通過(guò)斜截面設(shè)計(jì)可以選擇合適的箍筋。通過(guò)第三章和第四章我們就可以設(shè)計(jì)諸如梁、梁之類的受彎構(gòu)件。從第五章開(kāi)始我們將學(xué)習(xí)另外一種重要(1)軸心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向壓力作用線與構(gòu)件截面形心軸線重合時(shí)為軸心受壓構(gòu)件(2)偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向壓力作用線與構(gòu)件截面形心軸線不重合時(shí)①單向偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向壓力的作用點(diǎn)只對(duì)構(gòu)件正截②雙向偏心受壓構(gòu)件：當(dāng)軸向壓力的作用點(diǎn)對(duì)構(gòu)件正截面的二、工程實(shí)例：對(duì)上面的例子進(jìn)行分類(不考慮混凝土的不均勻性和鋼筋的不對(duì)稱布置因素的影3.圖片1.截面形式：矩形、圓形、環(huán)形、I字形截面、箱形截面等(注意與梁的常見(jiàn)截面形式進(jìn)行比較)(1)滿足不失穩(wěn)的要求，長(zhǎng)細(xì)比不能過(guò)大，l/b≤30;l?/h≤25(2)要符合模板的模數(shù)，最小截面尺寸250mm×250mm;柱截面尺寸≤800mm時(shí)，取50的倍數(shù)；1.混凝土：其強(qiáng)度影響較大，為減小截