《混凝土結構設計原理》學習指導 以及作業布置

2022-08-23 06:45:03 字數 5479 閱讀 1185

教材:沈蒲生主編《混凝土結構設計原理》(最新版)

劉立新主編《混凝土結構設計原理》(新1版)

趙順波主編《混凝土結構設計原理》

國家規範《混凝土結構設計規範》gb50010-2010

國家規範《建築結構荷載規範》gb50009-2012

國家規範《工程結構設計統一標準》gb50153-2008

緒論(2學時)

學習目標

理解掌握混凝土結構的定義及分類

理解鋼筋在混凝土結構中的作用,鋼筋與混凝土兩種不同力學特性的材料為什麼能協同工作(原因)

熟悉混凝土結構的優缺點及克服缺點的方法

了解混凝土結構在土木工程領域的應用範圍、發展方向

了解本課程的內容、特點、學習方法及有關考核成績評定情況

了解本課程與其他課程的聯絡,在土木工程專業學習中的核心地位

知識點 混凝土結構的定義及其分類

鋼筋的作用

鋼筋與混凝土協同工作的原因

混凝土結構的優缺點

啟智題 談談你對混凝土結構設計原理這門課程學習的初步計畫

說說你對混凝土結構設計的疑惑、好奇之處(今後學習的興趣所在)

根據結構的受力特點,繪出簡支梁、懸臂梁和多跨連續梁的縱向受力鋼筋草圖

材性(4學時)

學習目標

熟悉土木工程用鋼筋的品種、級別及其效能;

了解土木工程對鋼筋效能的要求;

熟悉混凝土在各種受力狀態下的強度與變形效能;

掌握鋼筋、混凝土的選用原則;

了解鋼筋與混凝土的共同工作原理;

熟悉保證鋼筋與混凝土之間協同工作的構造措施。

知識點 鋼筋的品種和級別

鋼筋的冷加工方法

鋼筋的(表面)形式

有明顯流幅的鋼筋的強度和變形#

無明顯流幅的鋼筋的強度和變形#

單向應力狀態下混凝土強度(立方體抗壓#)

復合應力狀態下的混凝土強度

一次短期載入下混凝土的變形效能(稜柱體抗壓#)

荷載長期作用下混凝土的變形效能(徐變) #

混凝土在荷載重複作用下的變形(疲勞變形)

混凝土的收縮與膨脹#

粘結力的組成

粘結強度

影響粘結強度的因素

保證粘結的構造措施

基本錨固長度

鋼筋的搭接

注:帶「#」內容為《土木工程材料》中已學內容,請在課前複習,以便提高聽課效果。

啟智題 試分析比較混凝土收縮變形與溫度變形對結構影響的異同點及工程對策。(變形量的關係、隨時間的變化趨勢、減小變形的措施、降低不利影響的方法)

試用最少的詞句概括『保證牢固粘結』的構造措施。(先找關鍵詞,再組成句子)

作業題1. 教材思考題1-5,並補充說明σ-ε曲線隨混凝土強度等級提高而發生的變化。

2. 教材思考題1-7

設計方法(4學時)

學習目標

了解結構可靠度及設計可靠指標概念;

掌握荷載和材料強度的取值方法;

了解極限狀態設計法的基本原理;

掌握極限狀態設計表示式的基本概念及應用。

知識點 結構上的作用(荷載)及其分類

結構抗力及影響其大小的因素

結構的預定功能及完成預定功能的概率即結構可靠度

結構的安全等級

永久荷載標準值,可變荷載標準值、組合值、準永久值、頻遇值

材料強度標準值、設計值

承載能力極限狀態概念及其設計表示式、荷載效應組合設計值

正常使用極限狀態概念及其設計表示式、荷載效應組合設計值

結構的功能函式和極限狀態方程、失效概率和可靠指標、設計可靠指標

啟智題 房屋結構在正常使用階段承受哪些作用(荷載)?

兩種極限狀態設計可靠指標取值範圍各位多少?為什麼有較大差異?

作業題 教材思考題2-1、2-2、2-4

補充題:

某鋼筋混凝土簡支梁,計算跨度l0=4m,在跨中作用有集中永久荷載gk=10kn,同時承受均布荷載標準值gk=8kn/m,qk=6kn/m,可變荷載的組合值係數ψc=0.7,準永久值係數ψq=0.4。

試求按承載能力極限狀態設計時梁跨中截面的彎矩設計值m,以及在正常使用極限狀態下荷載效應的標準組合彎矩值mk和荷載效應的準永久組合彎矩值mq。

軸心受力(4學時)

學習目標

了解軸心受拉、軸心受壓構件受力破壞的全過程;

掌握軸心受力、軸心受壓構件正截面承載力的計算方法;

了解建築工程中軸心受力構件設計計算方法;

熟悉軸心受拉、軸心受壓構件的構造要求。

知識點 軸心受拉構件破壞特徵

軸心受拉構件正截面承載力計算公式(建築工程)

受拉鋼筋的強度限值(建築工程)

軸心受拉構件構造要求(重點為縱筋配筋率、箍筋間距)

受壓構件的配筋

受壓短柱的破壞特徵

受壓鋼筋的強度限值

軸心受壓長柱的穩定係數

軸心受壓構件正截面承載力的計算公式(建築工程)

軸心受壓構件構造要求(重點為縱筋配筋率及淨距、箍筋形式)

密布箍筋(螺旋式、焊接環式)的構造要求

配有密布箍筋的軸心受壓柱的破壞過程

配有密布箍筋的軸心受壓柱正截面承載力的計算公式(建築工程)

配有密布箍筋的軸心受壓柱正截面承載力取值規定(考慮間接鋼筋的條件、按考慮與按不考慮間接鋼筋時計算承載力的比較)

啟智題 受壓構件的縱向鋼筋的配筋量有何限值?每個限值的目的是什麼?

軸心受壓構件中受壓鋼筋的強度取值為什麼不能超過ε0es? 試說明符號ε0的物理意義。

作業題 教材思考題3-1、3-3

教材習題3-2、3-3、3-5。

受彎構件(正截面1)(4學時)

學習目標

了解配筋率對受彎構件破壞特徵的影響;

熟悉適筋梁破壞過程各階段的受力及變形特點;

掌握單筋矩形截面受彎構件正截面承載力的計算方法。

知識點 梁、板的截面形狀

縱向受拉鋼筋的配筋百分率、截面有效面積

適筋破壞形態

超筋破壞形態

少筋破壞形態

適筋梁正截面受力的三個階段(應力-應變圖)

適筋梁正截面受力的三個特殊階段(ⅰa、ⅱ、ⅲa)

正截面受彎承載力計算的基本假定

單筋矩形截面受彎構件正截面受彎承載力計算簡圖及基本計算公式

基本計算公式的適用條件(防止少筋和超筋)

最小配筋率ρmin

適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率、相對界限受壓區高度

單筋矩形適筋梁承受的最大彎矩 mumax

梁、板的經濟配筋率ρe

啟智題 受彎構件的縱向受拉鋼筋的配筋量有何限值?每個限值是如何確定的?

你是如何理解正截面受彎承載力計算的基本假定中對鋼筋的應力、應變規定的?

作業題 教材思考題4-4、4-7

教材習題4-1、4-2、4-5、4-9。

受彎構件(正截面2)(4學時)

學習目標

掌握雙筋矩形截面受彎構件正截面承載力的計算方法;

掌握t形截面受彎構件正截面承載力的計算方法

熟悉普通梁、板的一般構造要求

了解深受彎構件正截面承載力計算及其構造

知識點 雙筋截面及其適用情況

雙筋矩形截面受彎構件正截面受彎承載力計算簡圖、基本計算公式及其適用條件

雙筋矩形截面基本計算公式的應用(截面設計與校核)

x=ξbh0假定的意義

x<2as情況下的雙筋矩形截面受彎構件正截面受彎承載力計算方法

t形截面各尺寸符號引用的規定、有效翼緣寬度概念及其取值規定

兩類t形截面的規定及其判別條件

兩類t形截面受彎構件正截面受彎承載力計算簡圖、基本計算公式及其適用條件

t形截面梁最小配筋率的表示式

倒t形截面梁配筋率的表示式

板的最小厚度、受力鋼筋及分布鋼筋

普通梁的截面尺寸、縱向受力鋼筋及縱向構造鋼筋

深受彎構件相關基本概念

啟智題 各種截面(單筋矩形、雙筋矩形、t形)受彎構件的縱向受拉鋼筋的配筋量有何限值?每個限值是如何確定的?

如何理解雙筋截面正截面受彎承載力計算的基本計算公式的適用條件x≥2as?該條件不滿足時應如何計算正截面受彎承載力mu?

作業題3. 教材思考題 4-15、4-16、4-18

4. 教材習題 4-11、4-12、4-17、4-18。

插入2學時小結討論及作業講解

受彎構件(斜截面)(6學時)

學習目標

了解斜截面破壞的主要形態和影響斜截面抗剪承載力的主要因素;

掌握建築工程中無腹筋梁和有腹筋梁斜截面受剪承載力的計算公式和適用條件,以及防止斜拉破壞和斜拉破壞的措施;

了解受彎承載力圖(材料抵抗彎矩圖)的作法和彎起位置和縱向受力鋼筋的截斷位置;

掌握受彎構件縱筋受力鋼筋伸入支座的錨固要求和箍筋的構造要求;

一般了解深受彎構件斜截面承載力計算方法及構造要求

知識點 斜裂縫的形成

剪跨比和高跨比概念及其對斜截面受剪承載力的影響

腹筋(箍筋及彎起筋)強度和數量、混凝土強度等級及構件截面尺寸對斜截面受剪承載力的主要影響

縱向配筋率、t形截面翼緣、預應力、梁的連續性(異號m影響)對斜截面受剪承載力的次要影響

斜截面破壞的主要形態(受拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞)及發生條件

建築工程中不配腹筋的一般板類受彎構件斜截面受剪承載力的計算公式

建築工程中有腹筋梁斜截面受剪承載力的計算公式

計算公式的適用條件(上、下限值)-最小截面尺寸、最小配箍率和箍筋最大間距及最小直徑

材料抵抗彎矩圖的作法及其作用

滿足斜截面受彎承載力的縱向鋼筋彎起位置

縱向受力鋼筋的截斷位置

縱向鋼筋在支座處的錨固要求

建築工程外伸梁的配筋計算及構造

啟智題 如何理解受彎構件斜截面三種破壞狀態與正截面三種破壞狀態的對應關係?

為什麼要對斜截面受剪承載力的計算公式進行上下限值規定?

影響受彎構件正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力的主要因素分別有哪些?其中對受彎、剪承載力值影響最大的是哪個?

作業題 教材思考題5-3、5-7

教材習題 5-1、5-2、5-6、5-7

插入0.5學時小結討論及作業講解、1.5學時小測驗

受扭構件(4學時)

學習目標

了解受扭構件的分類和受扭構件開裂、破壞機理;

掌握建築工程中受扭構件的設計計算方法;

熟悉鋼筋混凝土受扭構件的構造要求。

知識點 平衡扭轉與協調扭轉的概念

無筋矩形截面混凝土純扭構件的應力分布及斜裂縫形成及破壞特徵

受扭鋼筋的形式及配筋強度比定義

配有受扭鋼筋的矩形截面混凝土純扭構件的三種破壞形態

建築工程中矩形截面鋼筋混凝土純扭構件的開裂扭矩及抗扭承載力的計算

建築工程中t形和工字形截面鋼筋混凝土純扭構件抗扭承載力的計算

建築工程中箱形截面鋼筋混凝土純扭構件抗扭承載力的計算

矩形截面鋼筋混凝土受扭構件隨彎矩、剪力和扭矩比值和配筋不同的三種破壞型別(彎型、剪扭型、扭型)

矩形截面剪扭構件混凝土部分剪扭承載力的相關性(1/4圓弧→三段折線關係)

矩形截面鋼筋混凝土彎剪扭構件承載力計算方法(抗剪箍筋、抗扭箍筋、抗扭縱筋、抗彎縱筋分別計算後疊加綜合配筋)

混凝土結構設計原理複習

綜合練習 選擇題 一 選擇題 1 下列關於鋼筋混凝土結構的說法錯誤的是 鋼筋混凝土結構自重大,有利於大跨度結構 高層建築結構及抗震 2 我國混凝土結構設計規範規定 混凝土強度等級依據 d 立方體抗壓強度標準值 確定。3 混凝土的彈性係數反映了混凝土的彈塑性性質,定義 a 彈性應變與總應變的比值 為彈...

混凝土結構設計原理考試

結構設計原理 本 一 選擇題 每小題2分,共30分 1 當混凝土雙向受力時,它的抗壓強度隨另一方 向壓應力的增大而 a 增加 b 減小c 不變 2 若要提高鋼筋混凝土梁的抗彎承載能力,在沒有特定條件限制下,最有效的辦法是 a 增加鋼筋用量 b 增加梁的寬度 c 增加梁的高度 d 提高混凝土的標號 3...

混凝土結構設計原理試題

第十章預應力混凝土構件 計算題1 一預應力混凝土軸心受拉構件,長24m,截面尺寸為250 160mm混凝土強度等級為c60,螺旋肋鋼絲為10 h9,先張法施工,在100m台座上張拉,端頭採用鐓頭錨具固定預應力鋼筋,超張拉,並考慮蒸養時台座與預應力筋之間的溫差,混凝土達到強度設計值的80 時放鬆預應力...