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文档简介
混凝土结构基本原理教案授课班级:土木054、055、056 课程学分: 3 课程学时: 48 课程周学时: 3 教案撰写说明1、填写封面时用课程名称替换封面上的“”,删除封面上“(课程名称)”说明文字。2、教学环境是指普通教室、多媒体教室、语音室、实验室等,教案表格中可在相应项目上打“”,或用文字注明。3、教案过程设计中应包含(1) 主要教学内容(知识点);(2) 重点、难点内容处理方式;(3) 作业安排(课内、课外)。课题第一章绪论章节1课时2教学目的要求(1)掌握钢筋混凝土的基本概念、优缺点、课程特点(2)了解本课程的内容、任务和学习方法,了解其在国内外应用和发展情况。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。教学难点本课程的学习内容、任务及学习方法。培养学生对该课程的兴趣以及对专业的热爱。教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等) 1.在课程的开始,介绍本课程,首先为同学介绍本课程的性质以及本课程的学习内容,让同学对课程有一个总体认识,明确以后的学习内容、任务及学习方法。 1)课程的性质:土木工程的专业基础课、平台课、各类结构设计的基础。 2)课程特点:材料特殊性、原理实验性、设计规范性、解答多样性。 3)先修后续课程:先修课:三大力学课。后修课:建筑结构设计、桥梁工程、大跨度桥梁结构、高层建筑结构设计等。 4)作业、考核:平时作业、课堂提问、(期中考试)及出勤占总成绩的30%,期末考试占总成绩的70%,5)课程历史:省级精品课程,教材出版等。2.由结构的定义入手阐明结构的作用,并划分结构的类型。按受力骨架所用材料的不同分为:砌体结构、砼结构、钢结构、木结构3.利用试验分析钢筋混凝土构件形成的充分必要条件,归纳出钢筋混凝土的共同工作原理。(1)可靠的粘接(2)、变形协调作用。温度变化时,不产生过大的相对变形。二者温度线性膨胀系数接近:(3)、砼对钢筋的保护作用4.从事物的两面性来看混凝土结构的优缺点,并对缺点的弥补措施做简单介绍。(1)、耐久性好,砌体50年,砼100年以上(2)、耐水性好,与钢结构相比(3)、整体性好,较好的抗震性能。(4)可模性好(5)、变形小,刚度大,用于对变形有严格要求的建筑。(6)、就地取材钢筋砼结构的缺点(1)、自重大:不利于建造高屋、大跨结构。(2)、带裂缝工作,抗裂性能差a、耐久性降低,使用寿命降低。开裂后与外界环境有接触通道,砼发生碳化,钢筋锈蚀。b、刚度降低,变形加大。(3)、施工复杂,费工、受季节气候影响(4)、隔热,隔声性能差5.从波特兰水泥被发明开始来看混凝土结构发展的历史,包括设计方法的发展及使用范围的发展。一、砼结构发展的三阶段:1、第一阶段:从钢筋砼发明到20世纪初。钢筋、混凝土、强度低中小型楼板、梁、拱、基础计算理论为弹性理论,设计方法为容许应力法2、第二阶段:从20世纪初到第二次世界大战前钢筋、砼强度有所提高,建造大跨的空间结构。开始考虑塑性、设计方法:计算结构的破坏承载力3、第三阶段:从第二次世界大战以后到现在高强砼、高强钢筋超高层建筑、大跨度桥梁、跨海隧道、高耸结构设计理论为极限状态设计理论、充分考虑塑性设计方法为以概率为基础的多系数表达的设计公式二、使用范围的发展1房屋建筑工程,高层、超高层2桥梁工程,中小跨度桥梁3特种结构与高耸结构4.水利及其他工程课外作业1、钢筋混凝土结构有哪些优、缺点? 2、钢筋与混凝土为何能共同工作?总结与改进绪论能激发同学学习的兴趣,应引导同学多接触实际工程,进一步增强感性认识,由感性认识的兴趣进一步激发理性学习的兴趣。课题第二章钢筋与混凝土材料的物理力学性能2-1砼的力学性能章节2课时2教学目的要求(1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。(2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。(3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。(4)了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。(5)熟悉混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。教学重点1. 混凝土各种强度指标的区别,划分混凝土强度等级的依据2. 一次加载混凝土应力应变全曲线所反映的混凝土的力学性能教学难点1. 混凝土弹性模量、变形模量。2.复合应力状态下混凝土强度。3.徐变教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1熟悉混凝土的力学性能,首先从了解混凝土的组成入手,对混凝土的宏观及微观组成形成初步认识。介绍现行混凝土结构设计规范规定的混凝土的强度等级,并对其强度指标的确定方法做详细讲解,明确强度指标为单轴向应力状态下的指标,由此引出复合应力状态下砼的强度,对比复合应力状态与单向应力状态的强度。2混凝土的变形性能。首先提出问题:混凝土在一次短期荷载作用下、长期荷载作用下及重复荷载作用下的变形性能是否相同?得到否定回答后再分别进行介绍,重点学习应力应变曲线及其数学模型。详细讲解砼的变形模量、弹性模量的概念。对混凝土的疲劳做简单介绍。3徐变及其影响因素。提出问题: 非荷载作用下混凝土是否也会发生变形?引出收缩和膨胀的概念。讲解收缩和膨胀的成因、影响因素及其对结构工作的影响。4介绍混凝土的选用原则以帮助同学作业及工作中正确选用混凝土。教学内容:2-1砼一、砼的组成二、单轴向应力状态下砼的强度1.砼的抗压强度2.砼的抗拉强度三、复合应力状态下砼强度1 双轴应力状态下2 三向受压状态下四、混凝土的变形性能1 一次短期荷载下变形2 长期荷载作用下的变形3 重复荷载作用下的变形4 与荷载无关的砼变形收缩和膨胀五、混凝土的选用原则课外作业1、混凝土的强度等级是怎样确定的?混凝土的基本强度指标有哪些? 2、混凝土的徐变、收缩以及膨胀的概念?影响混凝土徐变、收缩的主要因素有哪些?混凝土的徐变、收缩对结构构件有哪些影响? 3、混凝土的弹性模量、变形模量是如何确定的?总结与改进有条件的话应该让学生参观试验室,演示测量混凝土强度的过程。弹性模量的测量比较复杂,如果能结合录像资料等可加深同学对知识点的理解。课题2-2钢筋的力学性能2-3钢筋和砼之间的粘结力章节2课时2教学目的要求 1. 熟悉钢筋的品种和级别。 2. 掌握钢筋的应力一应变全曲线特性及其数学模型。 3. 了解钢筋的冷加工性能、重复荷载下钢筋的疲劳性能以及混凝土结构对钢筋性能的要求。 4掌握粘结的定义、粘结力的组成、粘结应力的分布、粘结应力与相对滑移的关系等概念。 5掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。教学重点1. 钢材的力学性能 2. 钢材的牌号 3. 钢材强度设计值教学难点钢筋的应力应变曲线及数学模型教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1.从了解钢筋的种类和等级入手,重点掌握钢筋混凝土结构中钢筋的力学性能。2.介绍钢筋的强度和变形,重点学习钢筋的应力应变曲线。因为钢筋的某些力学性能可以通过冷加工得到改善,因此有必要了解两种冷加工方法。(1)钢筋强度的取值依据:屈服强度 有屈服点时:取屈服下限 无屈服点时:取条件屈服点对应的名义屈服强度(2)钢筋的变形性能:伸长率和冷弯(3)钢筋的冷加工:冷拉和冷拔3.疲劳是钢筋使用中不可避免的问题,所以应掌握疲劳破坏的概念,疲劳强度的确定方法,并了解影响疲劳强度的因素。4.给大家总结钢筋混凝土构件对钢筋性能的要求。(1)强度(a)屈服强度(b)强屈比:极限强度/屈服强度 保证钢筋有一定的强度储备。(2)塑性:保证结构在破坏前有足够的变形。(3)可焊性:保证钢筋在焊接后的接头性能良好。(4)与混凝土的粘结力:保证钢筋与混凝土的共同工作。5.为了给同学作业及工作奠定基础,我们在这里还要为同学介绍钢筋的选用常识及常用钢筋直径。6混凝土与钢筋的粘结。首先明确粘结应力为剪应力的概念,提问粘结力的组成,阐述粘结原理及影响粘结强度的因素,思考保证粘结强度的措施。教学内容:2-2 钢筋一、分类1.按化学成份: 2.按外形分:3.按力学性能分: 4.按加工工艺分:二、钢筋的强度和变形1、有明显屈服点的钢筋:2、没有明显屈服点的钢筋:三、钢筋的冷加工(对有明显屈服点的钢筋)1、冷拉2、冷拔四、钢筋的疲劳五、钢筋混凝土结构对钢筋的性能要求六、钢筋的选用2-3钢筋和砼之间的粘结力一、粘结的概念二、粘结力的来源三、影响粘结强度的因素四、保证粘结力的构造措施课外作业(1)我国建筑结构用钢筋的品种有哪些?并说明各种钢筋的选用原则?(2)钢材强度设计值取值的依据是什么(3)钢筋与混凝土产生粘结的作用和原因是什么?(4)影响粘结强度的主要因素有哪些?总结与改进课题第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1结构上的作用3.2极限状态设计法章节3课时2教学目的要求1掌握工程结构极限状态的基本概念,包括结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态等。2了解结构可靠度的基本原理。教学重点1.极限状态的基本概念。2.结构上的作用。教学难点可靠度的基本原理教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1.由作用的定义,提问作用是否就是荷载?引申至作用按照不同的方法进行的分类,重点明确荷载与作用的关系,阐明作用是随机变量的原因。(1)按作用时间分类(2)按作用的性质分类2.提问结构应该有哪些功能要求?将结构的安全等级、设计使用年限及结构的可靠性引出。安全性适用性耐久性3.由可靠与失效的关系确定结构极限状态的概念,并介绍其分类,介绍功能函数及极限状态方程的建立。承载能力极限状态: 正常使用极限状态:功能函数:4.由可靠度的定义引出失效概率与可靠指标,并推导其对应关系,得出目标可靠指标,并介绍其应用。一、可靠度 结构可靠性的概率度量。1定义: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。2可靠概率与失效概率可靠概率:结构能完成预定功能的概率,用表示,;失效概率:结构不能完成预定功能的概率,用表示,。教学内容:31 结构上的作用一、作用的分类二、结构的功能要求三、结构的设计使用年限四、结构的可靠性32 极限状态设计法 一、可靠与失效二、极限状态的分类三、功能函数与极限状态方程课外作业1、结构的功能主要有哪几项?结构的极限状态有几类,主要内容是什么?2、什么是荷载效应s?荷载使构件产生的变形是否也称荷载效应?什么是结构抗力r?sr,s=r,sr各表示什么意义?总结与改进带领同学复习概率基础知识,或在授课前请同学课下复习概率知识,可以帮助同学更好的理解可靠度的概念及概率极限状态设计的意义。课题3.3材料强度与荷载的标准值和设计值3.4近似概率极限状态设计法章节3课时2教学目的要求1.掌握两种极限状态设计表达式的内涵,材料标准值,设计值及各分项系数的含义;2.熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用。教学重点近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用教学难点荷载组合教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1. 给出材料强度的标准值的定义,并详细讲解设计值与标准值的关系及分项系数的确定。2. 介绍荷载的标准值和设计值,重点阐明可变荷载的代表值问题。(1)荷载的代表值永久荷载:标准值可变荷载:标准值、组合值、频遇值、准永久值1)荷载的标准值:指结构在其使用期间,正常情况下可能出现的最大荷载值。永久荷载:结构的设计尺寸材料或结构构件的单位重量可变荷载:由设计使用期内最大荷载概率分布的某一分位值确定,2)荷载的组合值:(当结构上同时作用多个荷载时采用)3)荷载的频遇值:(在设计基准期内被超越的总时间很少)4)荷载的准永久值:(在设计使用期内被超越的总时间为使用期的一半)(2)荷载的设计值:荷载标准值乘以荷载分项系数永久荷载:=(=0.9,1.0,1.2)可变荷载:=(=1.4,1.3)3.对近似概率极限状态设计法做详细讲解。 极限状态实用设计表达式:1) 承载能力极限状态实用设计表达式:2) 正常使用极限状态实用设计表达式: 教学内容:33 材料强度与荷载的标准值和设计值一、材料强度和荷载的标准值和设计值二、荷载的标准值和设计值34 近似概率极限状态设计法一、可靠度二、失效概率与可靠指标三、目标可靠指标四、分项系数极限状态设计法课外作业1、什么是荷载的基本代表值?永久荷载的代表值是什么?可变荷载的设计值与标准有什么关系?2、建筑结构的安全等级在结构构件承载能力极限状态表达式中是怎样体现的?3、永久荷载和可变荷载的分项系数,在一般情况下取值多少?总结与改进课题第四章受弯构件正截面承载力计算41梁、板的一般构造42试验及分析章节4课时2教学目的要求熟练掌握适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念,包括截面上应力与应变的分布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋百分率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等。教学重点适筋梁正截面受弯三个受力阶段教学难点适筋梁正截面受弯三个受力阶段的截面应力与应变的分布教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1从本章的题目入手,首先提问何为受弯构件?给出受弯构件确切的定义,并指出工程中常见的受弯构件有哪些。2根据受弯构件的配筋情况介绍受弯构件的分类以及受弯构件的截面破坏形式。(1)受弯构件的种类:单筋受弯构件:仅在截面受拉区配置受力钢筋的构件。双筋受弯构件:在截面受拉区和受压区都配置受力钢筋的构件。(2)受弯构件的截面破坏形式:正截面破坏斜截面破坏3为了让同学对典型的受弯构件梁、板有初步了解,先将梁板的一般构造介绍给大家。包括常用梁板的截面形状与尺寸,梁板所用钢筋和混凝土的强度等级的选择,梁板保护层及有效高度。4通过简支梁的三分点加载试验分析梁的工作过程即三个工作阶段,重点讲述三个受力阶段的截面应力与应变的分布,总结破坏过程应力应变的发展规律。(1)第阶段:弹性工作阶段,;(2)第阶段:带裂缝工作阶段,(3)第阶段:破坏阶段, ,5. 由于不同的配筋率会导致不同的破坏形态,引出受弯构件正截面破坏形态及特征配筋率的概念。(1)适筋破坏(2)超筋破坏(3)界限破坏及界限配筋率(4)少筋破坏及最小配筋率教学内容:41梁、板的一般构造一、截面形状与尺寸二、材料选择与一般构造42试验及分析一、试验二、梁截面破坏的三个工作阶段三、破坏过程的应力应变图形四、破坏形态及特征配筋率课外作业1、为什么一般梁在跨中产生垂直裂缝,而在支座产生斜裂缝?总结与改进结合试验录像或动画文件讲解梁正截面工作的三个阶段更形象,留给学生更深刻的印象。课题43 受弯构件正截面承载力计算原理44单筋矩形截面受弯构件的抗弯承载力计算章节4课时2教学目的要求1掌握混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的应用。 2熟练掌握单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法,配置纵向受拉钢筋的主要构造要求。教学重点单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法教学难点理解正截面受弯承载力计算的基本公式及适用条件教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1.受弯构件正截面承载力的计算原理。基于计算模型与实际受力之间的差异,有必要介绍计算的四个基本假定。(1)截面的平均应变符合平截面假定(2)忽略砼的抗拉强度。(3)受压区砼的应力应变曲线(4)钢筋的应力应变曲线2.为方便计算,需将曲线的混凝土应力图形等效为矩形应力图形,介绍等效遵循的原则。(1)受压区砼合力大小不变;(2)合力作用点位置不变。3. 介绍相对界限受压区高度的定义、计算式及据其判断破坏类型的方法。(1) 当时,为适筋梁破坏;(2) 当时,为平衡配筋梁,界限破坏;(3)当时,为超筋梁破坏;4.在前面假定及等效等条件的基础上,请同学根据受力图形及力学的两个平衡方程列出单筋矩形截面受弯构件承载力计算基本公式,介绍其适用条件,分析其意义,并考察最大配筋率与相对界限受压区高度的关系。介绍单筋矩形受弯构件的截面设计及承载力校核的方法。一基本公式及适用条件1基本公式 而实际设计钢筋混凝土受弯构件时,要求满足下式 教学内容:43受弯构件正截面承载力计算原理一、基本假定二、受压区砼的矩形等效应力图形三、界限相对受压区高度b四、最大配筋率max五、最小配筋率min44单筋矩形截面受弯构件的抗弯承载力计算一、基本计算公式及适用条件二、考察max与b关系三、截面设计与承载力复核方法课外作业梁正截面破坏的主要形态有哪几种?它们分别在什么情况下发生?如何防止防止各种破坏形态的发生?总结与改进课题45双筋矩形截面梁的抗弯承载力计算46t形截面梁正截面受弯承载力计算章节4课时2教学目的要求熟练掌握双筋矩形与t形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法。教学重点双筋梁、t型截面梁的纵筋计算方法教学难点双筋梁、t型截面梁的基本公式及适用条件教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1.介绍双筋矩形截面梁的适用条件,并请同学据受力图和平衡关系列出其基本公式,介绍适用条件,并分析其意义。介绍双筋矩形受弯构件的截面设计及承载力校核的方法。 一、为何配置双筋(1)弯矩很大,而加大截面尺寸或提高混凝土强度等级又受到限制;(2)当构件在不同的荷载组合下产生变号弯矩时(如在风荷载或地震荷载作用下的梁);(3)提高截面的延性,减少长期荷载作用下的变形。 二、基本公式 三、适用条件(1)或 保证受拉钢筋能够达到屈服(2) 保证受压钢筋能够达到屈服2. 介绍t形截面的特点,根据受压区高度不同将t形截面划分为两类,根据界限情况,请同学列出判别t形截面类型的公式。根据受力图形及平衡条件请同学分别列出两类t形截面梁的基本公式,补充适用条件。分别介绍两类t形截面的截面设计及承载力复核的方法。(1) 分类方法按受压区高度不同,分为: 第一类t形梁:(受压区在翼缘内) 第二类t形梁:(受压区进入腹板)(2)判别方法:若或,则属于第一类t形梁;若或,则属于第二类t形梁。教学内容:45双筋矩形截面梁的抗弯承载力计算一、双筋矩形截面应用条件二、基本公式与适用条件三、计算方法46t形截面梁正截面受弯承载力计算一、概述t形截面的特点 二、基本公式及适用条件 (1)t形截面的分类及判别方法(2)第一类t形截面计算公式三、计算方法课外作业1.在什么情况下梁需要配置双筋?2.t形截面梁的特点是什么?如何划分t形截面梁的类型?总结与改进课题第五章 受弯构件斜截面承载力计算5-1斜截面受剪破坏形态5-2简支梁斜截面受剪机理章节5课时2教学目的要求1熟悉无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。2掌握剪跨比的概念、无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。教学重点无腹筋梁斜截面受剪的三种破坏形态及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。教学难点腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1. 回忆受弯构件正截面破坏形态,介绍斜截面受剪破坏形态,通过剪弯段应力分布情况及材料力学原理,分析斜裂缝产生的原因及斜裂缝的特点。2. 明确剪跨比的概念,详细介绍三种破坏形态发生的前提、特点及破坏过程。(1)斜压破坏(2)3. 剪压破坏(3)斜拉破坏3. 分别介绍简支梁斜截面破坏的三种模型,重点介绍变角度空间桁架模型,说明简支梁斜截面受剪机理。一、带拉杆的梳形拱模型适于无腹筋梁二、拱形桁架模型适于有腹筋梁三、桁架模型适于有腹筋梁教学内容:5-1斜截面受剪破坏形态1受弯构件斜截面承载力的一般概念(1)斜裂缝的出现和开展(2)斜截面受剪承载力与斜截面受弯承载力(3)箍筋、配箍率及弯起钢筋2剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态(1)剪跨比的概念(2)斜截面的三种主要破坏形态 (3)保证斜截面受剪承载力的方法5-2简支梁斜截面受剪机理一、三种模型二、斜截面受剪破坏的机理及主要影响因素 (1)斜截面受剪破坏的机理 (2)影响斜截面受剪承载力的主要因素课外作业梁沿斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种?它们分别在什么情况下发生?如何防止防止各种破坏形态的发生?总结与改进课题5-3斜截面抗剪承载力计算公式章节5课时2教学目的要求熟练掌握矩形、t形和i字形等截面受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。教学重点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)、教学难点受弯构件斜截面承载力计算的基本计算公式教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1分析影响斜截面受剪承载力的主要因素,介绍无腹筋梁斜截面承载力及厚板的斜截面承载力如何计算。1.剪跨比2.混凝土强度 3.箍筋的配筋率 4.纵筋配筋率5.斜截面上的骨料咬合力6.截面尺寸和形状:2有腹筋梁斜截面受剪承载力的计算。通过斜截面破坏的隔离体,分析斜截面承载力的构成情况,介绍基本公式及适用条件。 或3明确最小配箍率的计算方法以及箍筋最大间距和最小直径的规定。5-3斜截面抗剪承载力计算公式一、无腹筋梁的抗剪性能二、有腹筋梁的抗剪性能(一)仅配箍筋时(二)同时配箍筋及弯筋时(三)公式的适用条件课外作业1、梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?其意义是什么?2、3、对t形、工字形截面梁进行斜截面承载力计算时可按何种截面计算?为什么?总结与改进找受剪破坏的图片,增进同学对于斜截面受剪破坏的理解。课题5.4斜截面受剪承载力的设计计算5.5保证构件受剪性能的构造措施章节5课时2教学目的要求1.钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算的步骤2.掌握受弯构件钢筋的布置、梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求。教学重点钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算的步骤;梁内纵筋的弯起、截断及锚固等构造要求教学难点弯矩包络图及抵抗弯矩图,纵筋的弯起、截断教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1介绍斜截面受剪承载力的计算位置并分析其原因。归纳斜截面受剪承载力的计算步骤。 一、计算截面位置支座边缘处的截面; 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面; 箍筋截面面积和间距改变处的截面;腹板宽度改变处的截面。2对照简支梁的情况说明连续梁的斜截面受剪承载力的计算方法。3明确斜截面除了存在受剪问题以外,还存在受弯问题,如何保证斜截面的受弯承载力呢?那就是通过构造来保证。引出纵筋的弯起、锚固及截断等构造问题。此处要重点讲解抵抗弯矩图的意义及其绘制方法。 一、抵抗弯矩图(材料图)1定义:按实际配置的纵筋绘制的梁上各截面所能抵抗的弯矩图。2画法:注意:在进行钢筋混凝土梁的设计时,为了充分合理利用纵筋,在保证正截面和斜截面受弯承载力的前提下,多余的钢筋就可以弯起或截断。对于弯起筋,近似采用钢筋面积之比确定减少的抵抗弯矩;弯起筋自弯起点后,并不立即失去抗弯能力;要求抵抗弯矩图包在弯矩图之外。二、纵筋的弯起1弯起筋的作用2弯起点的位置三、纵筋的截断1为了节省钢筋:负弯矩区段下部纵筋可在支座内截断正弯矩区段上部纵筋常截断(截断的位置由弯矩图决定) 2充分利用点和理论断点:3纵筋截断的要求:四、纵筋的锚固教学内容:5-4斜截面受剪承载力的设计计算一、抗剪强度计算的部位二、计算方法5-4保证斜截面受弯承载能力的构造措施一、抵抗弯矩图二、纵筋的弯起三、纵筋的锚固四、纵筋的截断课外作业1斜截面受剪承载力计算时,其计算截面的位置是怎样确定的?2如何进行纵向受力钢筋的弯起和截断?3做一道综合题,熟悉弯起和截断的方法。总结与改进结合实际设计经验,理解规范的有关规定。课题第六章 受压构件承载力计算6.1受压构件的一般构造要求6.2轴心受压构件正截面受压承载力章节6课时2教学目的要求1掌握轴心受压构件的受力全过程、破坏形态、正截面受压承载力的计算方法及主要构造要求;了解螺旋箍筋柱的原理与应用。教学重点轴心受压构件、偏心受压构件的受力全过程、破坏形态;轴心受压构件正截面受压承载力的计算方法教学难点偏心受压构件的受力全过程、破坏形态;轴心受压构件正截面受压承载力的计算方法教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1为使同学初步认识受压构件首先介绍受压构件的一般构造要求,包括截面形状与尺寸、钢筋与混凝土的选用、配筋率及其他构造要求。2先介绍受压构件中较简单的轴心受压构件正截面受压承载力,首先分析普通钢箍柱轴压短柱的破坏形态和受力性能,在此基础上,分析长柱在轴向压力下的破坏形态和受力性能。3对照前面的普通钢箍柱,首先介绍螺旋钢箍柱在什么情况下采用,强调螺旋钢箍柱承载力提高的原因并给出其计算公式。 1受压构件的一般构造(1)截面型式与尺寸(2)材料的强度等级(3)纵向钢筋的构造要求(4)箍筋的构造要求2轴心受压构件正截面受压承载力计算(1)轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 (2)轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算课外作业1、受压构件中纵向钢筋有什么作用?2、钢筋混凝土柱中放置箍筋的目的是什么?对箍筋直径、间距有什么规定?3、什么是短柱?什么是长柱?轴心受压构件计算时如何考虑长柱纵向弯曲使构件承载力降低的影响?4、配螺旋式间接钢筋的轴心受压柱其受压承载力和变形能力为什么能提高?总结与改进1 课题6.3矩形截面偏心受压构件正截面受压破坏形态64 矩形截面偏压构件正截面受压承载力基本公式章节6课时2教学目的要求1熟练掌握偏心受压构件正截面两种破坏形态的特征2熟练掌握偏心受压构件正截面上应力的计算简图。教学重点1. 两种破坏形态的特征;2偏心受压构件正截面上应力的计算简图教学难点偏心受压构件正截面上应力的计算简图教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1偏心受压构件正截面受压破坏形态。分别介绍受拉破坏与受压破坏发生的前提、破坏过程及特点。借助图形分析长细比对偏压构件承载力的影响。一、受拉破坏:相对偏心距较大且受拉筋配置较少 二、受压破坏:相对偏心距较小或相对偏心距较大但受拉筋配置较多 三、界限破坏:介于“受拉破坏”和“受压破坏”之间2请同学回忆受弯构件正截面承载力计算的基本假定,即偏压构件承载力计算的基本假定,借助应力图形请同学根据平衡方程列出矩形截面大小偏压构件正截面受压承载力计算公式,并补充适用条件。 (1)长细比对偏压构件承载力的影响(2)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图(3)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数(4)偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件教学内容:6-3矩形截面偏心受压构件正截面受压破坏形态一、大偏心受压破坏的破坏形态二、小偏心受压破坏的破坏形态6-4矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本公式一、偏心受压构件正截面强度基本假定二、区分大小偏压的界限三、(1)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图 (2)附加偏心距、初始偏心距、偏心距增大系数四、基本计算公式及适用条件课外作业1.偏心受压构件有几种破坏形态?其特点分别是什么?2.如何判别大、小偏心受压?总结与改进课题65矩形截面不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算方法6.6矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算方法章节6课时2教学目的要求熟练掌握矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法及纵向钢筋与箍筋的主要构造要求。教学重点偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法教学难点偏心受压构件正截面受压承载力的计算方法教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1. 根据基本公式归纳矩形截面不对称配筋偏压构件的正截面承载力计算方法。首先明确在截面设计题中如何判断构件属于哪种破坏,经过判断后按照相应公式进行计算。大偏心受压计算中又分为两种情况,一种为受压受拉钢筋都未知;一种为受压钢筋已知。两种情况的计算步骤是不相同的。小偏心受压破坏的相对受压区高度有多种可能,此处应对处于不同的区间时采取不同的方法计算。2.对照不对称配筋基本公式补充对称配筋条件,归纳矩形截面对称配筋偏压构件的正截面承载力计算方法。6-5矩形截面不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算方法一、截面设计二、承载力复核6-6矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算方法一、截面设计二、承载力复核课外作业总结与改进课题6-7 对称配筋i形截面偏心受压构件正截面承载力计算方法6-8 正截面承载力numu相关曲线及其应用章节6课时2教学目的要求1.熟悉对称配筋i形截面偏心受压构件正截面承载力的计算2.掌握numu相关曲线的概念及其应用。教学重点1.熟悉对称配筋i形截面偏心受压构件正截面承载力的计算2.掌握numu相关曲线的概念及其应用教学难点掌握numu相关曲线的概念及其应用教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1.借助应力图形,请同学列出i形截面对称配筋偏压构件的正截面承载力公式。并请同学学习计算方法。此处重点应注意:对于此种截面形式,无论是大偏压还是小偏压,受压区高度有可能在翼缘也有可能进入腹板,需要根据不同情况加以区分。2.分别推导大小偏压构件的numu方程,画出正截面承载力numu的相关曲线,分析其特点并介绍其应用。并请同学在课上联系应用相关表格查取配筋面积。 6-7对称配筋工字形截面偏压构件正截面承载力一、大偏心受压构件1、基本计算公式2、对称配筋计算二、小偏心受压构件1、基本计算公式2、对称配筋计算6-8正截面承载力numu的相关曲线及其应用一、对称配筋矩形截面大偏心受压构件numu的相关曲线二、对称配筋矩形截面小偏心受压构件numu的相关曲线三、numu的相关曲线的特点和应用课外作业1、工字形截面偏心受压构件正截面承载力基本公式有哪几种类型?如何判别工字形截面受压柱的大、小偏压?2、numu的相关曲线如何应用总结与改进课题6.9双向偏心受压构件正截面承载力的计算6.10偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算章节6课时2教学目的要求了解双向偏心受压构件正截面承载力的计算熟悉偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。教学重点偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。教学难点偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算。教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1通过示意图明确双向偏心的含义,并举例说明哪些构件属于双向偏心受压构件。2基本公式介绍。首先对其假定加以说明,通过应力应变简图推导得出基本公式。同时向学生说明:由于其过程比较繁琐,只有借助计算机才能求解,所以对于常用的截面尺寸、不同配筋布置情况,可利用计算机求得相关曲线,制成图表,供设计使用。3介绍便于手算的简化计算公式。4偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算:首先说明偏心受压构件一般情况剪力相对较小,可不进行斜截面受剪承载力的计算;但对于有较大水平力作用的框架柱,有横向力作用下的桁架上弦压杆,剪力相对较大,必须予以考虑。5通过试验分析轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响。6介绍偏压构件斜截面受剪承载力的计算公式。6-9双向偏心受压构件正截面承载力的计算6-10偏心受压构件斜截面受剪承载力计算一、轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响二、偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算公式课外作业总结与改进课题第七章 受拉构件截面承载力7-1轴心受拉构件正截面受拉承载力计算7-2偏心受拉构件正截面承载力计算7-3偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算第八章 受扭构件的扭曲截面承载力8.1概述8.2纯扭构件的试验研究章节7、8课时2教学目的要求1掌握轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态、正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。 2掌握偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法与配筋的主要构造要求。3熟悉偏心受拉构件斜截面受剪承载力的计算。4掌握矩形截面受扭构件的破坏形态教学重点1轴心受拉构件的受力全过程、破坏形态、正截面受拉承载力的计算方法;2偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法3矩形截面受扭构件的破坏形态教学难点偏心受拉构件的受力全过程、两种破坏形态的特征以及对称配筋矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力的计算方法教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1首先明确什么样的构件是轴心受拉构件,并明确轴心受拉构件中各种钢筋的作用。讲述轴心受拉构件的破坏过程,并说明其正截面承载力计算的依据是第三阶段。依据应力图形请同学列出基本公式。2阐明大、小偏心受拉构件划分的依据。分别讲述其破坏过程及特点,依据应力图形及平衡方程请同学列出基本公式,补充适用条件,归纳计算方法。3斜截面承载力计算问题中首先阐明轴向拉力对斜截面抗剪强度的影响,然后给出斜截面承载力计算公式并说明截面尺寸应满足的条件。4为使同学对受扭构件有一个初步认识,列举几种常见的受扭构件,并展示其图片,明确平衡扭转与协调扭转的概念,本章主要讲述平衡扭转的问题。5介绍纯扭构件的实验研究及破坏形态。重点将纯扭构件裂缝出现前与出现后特点分析清楚,划分纯扭构件的四种破坏形态。7-1轴心受拉构件正截面受拉承载力计算7-2偏心受拉构件正截面承载力计算1.大偏心受拉构件正截面承载力计算2.小偏心受拉构件正截面承载力计算7-3偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算第八章 受扭构件的扭曲截面承载力8.1概述8.2纯扭构件的试验研究课外作业1、怎样判别构件属于小偏心受拉还是大偏心受拉?它们的破坏特征有何不同?2、大偏心受拉构件正截面承载力计算公式的适用条件是什么?为什么计算中要满足这些适用条件?3、偏心受拉构件中的轴向拉力对构件的斜截面受剪承载力有何影响?4、纯扭构件的破坏形态如何进行划分?总结与改进课题8.3纯扭构件的扭曲截面承载力8.4弯剪扭构件的扭曲截面承载力章节8课时2教学目的要求1. 掌握矩形截面受扭构件的变角空间桁架计算模型、受扭承戴力的计算方法、限制条件及配筋构造。2掌握弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。教学重点1. 矩形截面受扭构件的变角空间桁架计算模型、受扭承戴力的计算方法。2弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。教学难点受扭构件的变角空间桁架计算模型弯剪扭构件的配筋计算方法教学环境多媒体教室板书设计教学过程设计(包括教学的方法和手段,知识的引入,怎样进行概念的分析,例题讲解,和课堂练习等)1介绍纯扭构件的实验研究及破坏形态。重点将纯扭构件裂缝出现前与出现后特点分析清楚,列出纯扭构件的四种破坏形态,此处的公式涉及到纯扭构件的开裂扭矩,受扭承载力理论计算式,规范规定的计算式。此处应重点帮助同学理解变角度空间桁架计算模型,从而理解理论公式的由来,阐明理论公式与规范公式的区别及原因。2. 矩形截面钢筋混凝土弯剪扭构件
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