畢節學院建築工程學院
教師教案
（2012—2013學年第1學期)
課程名稱： 鋼筋砼及磚石結構
授課學時： 4學時/周
授課班級： 10建專（1，2）
任課教師： 陳昌祿
畢節學院建築工程學院
第一次授課
一、授課班級：
2010級建築專科（1,2）班
二、授課次序：
第1次課
三、授課題目：
鋼筋混凝土偏心受力構件承載力計算
四、教學內容：
1、偏心受壓構件的構造要求
2、偏心受壓構件的受力效能
五、教學目的、要求：
1、了解偏心受力的常見構件
2、了解偏心受力構件的構造
3、掌握偏心受力的區分種類
六、教學重點與難點：
偏心受力的區分
七、教學方法與手段：
1、教學方式：講授與討論結合
2、教學手段：使用教具、圖形輔助教學
八、教學過程
上學期講述的混凝土構件的受壓、受彎、受扭承載力計算。
（二）引入新課、板書課題
和上學期講述的混凝土受壓、受彎、受扭構件一樣，偏心受力構件是混凝土構件的另一種常見的建築構件形式，因此本章主要講述偏心受力構件的計算方法。
（三）新課進行
以承受軸向力為主的構件屬於受壓構件。軸向力偏離截面形心線的構件屬於偏心受壓（拉）構件。根據軸向力作用位置分為雙向偏心受壓構件和單向偏心受壓構件。
偏心受壓狀態可以看作是軸心受壓和受彎之間的過度狀態。軸心受壓是偏心受壓狀態在m=0時的一種極端情況。受彎是偏心受壓狀態在n=0時的另一種極端情況。
工程結構中大多數豎向構件都屬於偏心受壓構件。常見的偏心構件有：框架柱、桁架、剪力牆等。
為什麼會有構造要求？
一般構件的計算通常只考慮荷載的作用，而有些因素是不容易計算的，如：溫度、混凝土收縮、徐變等對構件的影響。
參考規範了解各個混凝土構件的構造要求。
7.3 偏心受壓構件的受力效能
一、試驗研究分析
根據大量試驗表明，偏心受壓構件的最終破壞都是由於混凝土的壓碎而造成的。根據其破壞特徵的不同，可以把偏心受壓構件按破壞特徵分為：
大偏心受壓破壞（受拉破壞）
小偏心受壓破壞（受壓破壞）。
1、大偏心受壓破壞（受拉破壞）
當構件中軸向壓力的偏心距較大，而且沒有配置過多的受拉鋼筋時，發生大偏心受拉破壞。
偏心距較大，m的影響較為顯著，具有適筋受彎構件的受力特點。遠離偏心力一側截面受拉。隨著n增大，受拉邊緣混凝土達到極限拉應變，出現垂直於構件軸線的裂縫，裂縫隨荷載的增大加寬並向受壓一側發展，裂縫中的拉力全部轉由鋼筋承擔。
隨著荷載增大，受拉鋼筋先屈服。鋼筋屈服後塑性伸長，裂縫明顯加寬並向受壓側延伸，受壓區面積減小，受壓區混凝土被壓碎而導致構件的最終破壞。破壞時壓碎區不太長，受拉區形成一條較寬的主裂縫。
只要受壓區相對高度不至於過小，混凝土保護層不是太厚，受壓鋼筋不是過分靠近中和軸，受壓鋼筋的強度不是太高，則在混凝土壓碎時，受壓鋼筋一般能達到屈服強度。
破壞時主要特徵：
破壞從受拉區開始，受拉鋼筋首先屈服，受壓鋼筋也能達到屈服，而後受壓區混凝土被壓壞。有明顯預兆，塑性破壞。
2、小偏心受壓破壞（受壓破壞）
當構件截面中軸向壓力的偏心距較小，或者雖然偏心距較大，但配置的受拉鋼筋過多時，構件發生小偏心受壓破壞。
①當偏心距較小或者雖然偏心距較大，但配置的受拉鋼筋過多時，截面可能出於大部分受壓少部分受拉狀態。
構件破壞時，鋼筋中拉應力較小，受拉鋼筋達不到屈服，沒有明顯的主拉裂縫。受壓區鋼筋屈服，構件的破壞是受壓區混凝土被壓碎而導致構件的最終破壞，破壞時壓碎區較長。
②當構件截面中軸向壓力的偏心距很小時構件全截面受壓，一側壓應變較大，另一側壓應變較小。壓應變較小一側不會出現與構件軸線垂直的裂縫。構件破壞是由壓應變較大一側混凝土被壓碎引起的。
壓應力較大一側鋼筋能夠達到屈服強度，而另一側受壓鋼筋不屈服，用σs表示其應力。
小偏心受壓破壞共有的關鍵性破壞特徵：
構件是由受壓區混凝土被壓碎所引起的。壓應力較大一側的受壓鋼筋壓應力一般能達到屈服強度。壓應力較小一側鋼筋不論是受壓還是受拉，應力一般達不到屈服強度。
構件破壞前變形不會急劇增長，但受壓區垂直裂縫不斷發展，破壞時沒有明顯預兆，屬於脆性破壞。工程中不可避免使用小偏心受壓柱，《規範》中計算公式採用較高的可靠指標。
二、界限破壞及大小偏心受壓的分界
1、受拉破壞：相對偏心距較大且受拉筋配置較少
2、受壓破壞：相對偏心距較小或相對偏心距較大但受拉筋配置較多
3、界限破壞：介於「受拉破壞」和「受壓破壞」之間
4、請同學回憶受彎構件正截面承載力計算的基本假定，即偏壓構件承載力計算的基本假定，借助應力圖形請同學根據平衡方程列出矩形截面大小偏壓構件正截面受壓承載力計算公式，並補充適用條件。
(1)長細比對偏壓構件承載力的影響
(2)大、小偏心受壓破壞形態的截面應力計算簡圖
(3)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大係數
(4)偏心受壓構件正截面受壓承載力的一般計算公式及其適用條件
本節後面部分請同學們自己看，了解！
（四）複習鞏固、習題處理
p202思考題1-6
（五）作業布置：
p202思考題1、3
第二次授課
一、授課班級：
2010級建築專科（1,2）班
二、授課次序：
第2次課
三、授課題目：
矩形截面偏心受壓正截面承載力計算
四、教學內容：
1、矩形截面偏心受壓構件正截面受壓承載力計算
五、教學目的、要求：
1、掌握矩形截面偏心受壓正截面承載力計算
六、教學重點與難點：
as和as均未知的矩形截面偏心受壓正截面承載力計算
七、教學方法與手段：
1、教學方式：講授與討論結合
2、教學手段：使用教具、圖形輔助教學
八、教學過程
上節課講述的混凝土偏心受壓的型別及大小偏心的區別和判定。
（二）引入新課、板書課題
上節課講述了大小偏心受壓構件的型別和區別，本節課主要講述矩形截面偏心受壓正截面承載力計算。
（三）新課進行
圖偏心受壓構件的截面受力圖
上圖是混凝土結構上冊講述的雙筋矩形截面的配筋簡圖類似。偏心受壓構件也可以類似給出該受力截面簡圖。
1.基本公式
根據該截面的力和力矩平衡同樣可以得到：
7-1）
或將代入上式可得
7-2）
三個方程四個未知數，無解。可根據實際情況新增方程求解。
2．矩形截面偏心受壓構件非對稱配筋的計算方法
（1）截面設計
已知軸向力組合設計值n和相應的彎矩組合設計值m或偏心矩ei，材料的強度等級，截面尺寸b×h，以及彎矩作用平面內構件的計算長度，要求確定縱向鋼筋數量。
①大、小偏心受壓初步判斷
② 第一種情況：as和as均未知。
同雙筋矩形截面受彎正截面計算的方法類似，根據鋼筋最小原則，補充條件：ξ＝ ξb，即x= ξbh0，得
第二種情況： as已知，as未知。
根據基本公式：
求得受壓區高度：
若滿足：
若滿足：
例1 某矩形截面鋼筋混凝土柱，設計使用年限為50年，環境類別為一類。b=400mm，h=600mm，柱的計算長度l0=7.2m。
承受軸向壓力設計值n=1000kn，柱彎矩值分別為m=該柱採用hrb400級鋼筋（fy=fy』=360n/mm2），混凝土強度等級為c25（fc=11.9n/mm2，ft=1.27n/mm2），若採用非對稱配筋，試求縱向鋼筋截面積。
解：as和a』s均未知
1、判別偏心距
先按大偏心受壓計算
2、求根據
3、選擇鋼筋及截面配筋
根據鋼筋選取可查附表。
第一種情況：as和as均未知。
根據 補充條件：
若， 第二種情況as已知，as未知或已知as求 as 。
運用基本方程求解，得受壓區高度。
例2 一截面尺寸b×h=400mm×500mm的鋼筋混凝土柱，設計使用年限為50年，環境類別為一類。柱的計算長度l0=7.5m。
承受軸向壓力設計值n=2500kn，柱彎矩值為m=該柱採用hrb400級鋼筋（fy=fy』=360n/mm2），混凝土強度等級為c30（fc=14.3n/mm2），若採用非對稱配筋，試求縱向鋼筋截面積。
解：as和a』s均未知
1、 判別偏心距
先按小偏心受壓計算
2、 求
， ， ，，
3、 按軸心受壓驗算
， 二、截面複核
已知偏心受壓構件截面尺寸、配筋、材料強度，軸向力組合設計值n和相應的彎矩組合設計值m或偏心矩e0，然後複核偏心壓桿截面是否能承受已知的組合設計值。
基本步驟：
判斷偏心型別
利用基本公式解出n
例3 一截面尺寸b×h=400mm×600mm的鋼筋混凝土柱，設計使用年限為50年，環境類別為一類。柱的計算長度l0=5.5m。
該柱採用hpb300級鋼筋（fy=fy』=300n/mm2），混凝土強度等級為c25（fc=11.9n/mm2， ft=1.27n/mm2 ），若已知該柱配筋為：
受拉鋼筋：4φ22（as=1520mm2）。受壓鋼筋：
2φ20（a』s=628mm2），試求e0=350mm時，截面所能承受的軸力n和彎矩m。
混凝土結構工程施工教案
吉林省城市建設學校 課程教學設計 2013 至 2014 學年度上學期 學科 混凝土結構工程施工 任課教師 姜國興 授課班級 12建 2 3 4 一 能力本位開放式課堂 教學基本要求 1 教師要了解學生的知識基礎 能力情況和思想狀況，要熟悉行業 企業的職業崗位工作要求。依據人才培養方案及課程標準確定...
《混凝土結構》答案
第一章緒論 一 名詞解釋 1.混凝土結構的耐久性 是指在規定的使用年限內，在各種環境條件作用下，不需要額外的費用加固處理而能保持其安全性 正常使用和可接受的外觀的能力。2.結構分析 是指根據已確定的結構方案，確定合理的計算簡圖與結構分析方法，通過作用及作用效應分析求出控制截面的最不利內力，以便於進行...
鋼管混凝土結構
06級防災減災工程與防護工程劉勇 06114240 1 前言 鋼管混凝土即在薄壁鋼管內填充普通混凝土，將兩種不同性質的材料組合而形成的復合結構，它是將鋼管結構和鋼筋混凝土結構的優點結合在一起而發展起來的新型結構。由於鋼管混凝土結構能夠更有效地發揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優點，同時克服了鋼管結構容易...