混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)-10級專升本.doc

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)教材：沈蒲生主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第4版）參考書：沈蒲生主編混凝土結(jié)構(gòu)疑難釋疑（附解題指導(dǎo)） 劉立新主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（新1版） 趙順波主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 國家規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010-2010 國家規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2006 國家規(guī)范工程結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50153-2008緒論（2學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 理解掌握混凝土結(jié)構(gòu)的定義及分類 理解鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的作用，鋼筋與混凝土兩種不同力學(xué)特性的材料為什么能協(xié)同工作（原因） 熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及克服缺點的方法 了解混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍、發(fā)展方向 了解本課程的內(nèi)容、特點、學(xué)習(xí)方法及有關(guān)考核成績評定情況 了解本課程與其他課程的聯(lián)系，在土木工程專業(yè)學(xué)習(xí)中的核心地位知識點 混凝土結(jié)構(gòu)的定義及其分類 鋼筋的作用 鋼筋與混凝土協(xié)同工作的原因 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點啟智題l 談?wù)勀銓炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理這門課程學(xué)習(xí)的初步計劃l 說說你對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的疑惑、好奇之處（今后學(xué)習(xí)的興趣所在）作業(yè)題1. 根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點，繪出簡支梁、懸臂梁和多跨連續(xù)梁的縱向受力鋼筋草圖 。材性（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟悉土木工程用鋼筋的品種、級別及其性能； 了解土木工程對鋼筋性能的要求； 熟悉混凝土在各種受力狀態(tài)下的強度與變形性能； 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(xié)同工作的構(gòu)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(yīng)力狀態(tài)下混凝土強度（立方體抗壓） 復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土強度 一次短期加載下混凝土的變形性能（棱柱體抗壓#） 荷載長期作用下混凝土的變形性能(徐變) 混凝土在荷載重復(fù)作用下的變形（疲勞變形） 混凝土的收縮與膨脹 粘結(jié)力的組成 粘結(jié)強度 影響粘結(jié)強度的因素 保證粘結(jié)的構(gòu)造措施 基本錨固長度 鋼筋的搭接啟智題l 試分析比較混凝土收縮變形與溫度變形對結(jié)構(gòu)影響的異同點及工程對策。（變形量的關(guān)系、隨時間的變化趨勢、減小變形的措施、降低不利影響的方法）l 試用最少的詞句概括保證牢固粘結(jié)的構(gòu)造措施。（先找關(guān)鍵詞，再組成句子）作業(yè)題1. 試述受壓混凝土棱柱體一次加載的-曲線的特點，并說明該曲線隨混凝土強度等級提高而發(fā)生的變化。2. 簡述混凝土在三向受壓情況下強度和變形的特點。設(shè)計方法（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解結(jié)構(gòu)可靠度及設(shè)計可靠指標(biāo)概念； 掌握荷載和材料強度的取值方法； 了解極限狀態(tài)設(shè)計法的基本原理； 掌握極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式的基本概念及應(yīng)用。知識點 結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）及其分類 結(jié)構(gòu)抗力及影響其大小的因素 結(jié)構(gòu)的預(yù)定功能及完成預(yù)定功能的概率即結(jié)構(gòu)可靠度 結(jié)構(gòu)的安全等級 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值、頻遇值 材料強度標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值 承載能力極限狀態(tài)概念及其設(shè)計表達(dá)式、荷載效應(yīng)組合設(shè)計值 正常使用極限狀態(tài)概念及其設(shè)計表達(dá)式、荷載效應(yīng)組合設(shè)計值 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程、失效概率和可靠指標(biāo)、設(shè)計可靠指標(biāo)啟智題l 房屋結(jié)構(gòu)在正常使用階段承受哪些作用（荷載）？l 兩種極限狀態(tài)設(shè)計可靠指標(biāo)取值范圍各位多少？為什么有較大差異？作業(yè)題l 教材2-2、2-3、2-4、2-10、2-11l 補充題：某鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度l04m，在跨中作用有集中永久荷載Gk=10kN，同時承受均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=8kN/m，qk=6kN/m，可變荷載的組合值系數(shù)c=0.7，準(zhǔn)永久值系數(shù)q0.4。試求按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時梁跨中截面的彎矩設(shè)計值M，以及在正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合彎矩值Mk和荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合彎矩值Mq。軸心受力（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解軸心受拉、軸心受壓構(gòu)件受力破壞的全過程； 掌握軸心受力、軸心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法； 了解建筑工程中軸心受力構(gòu)件設(shè)計計算方法； 熟悉軸心受拉、軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求。知識點 軸心受拉構(gòu)件破壞特征 軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算公式 受拉鋼筋的強度限值 軸心受拉構(gòu)件構(gòu)造要求（重點為縱筋配筋率、箍筋間距） 受壓構(gòu)件的配筋 受壓短柱的破壞特征 受壓鋼筋的強度限值 軸心受壓長柱的穩(wěn)定系數(shù) 軸心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算公式 軸心受壓構(gòu)件構(gòu)造要求（重點為縱筋配筋率及凈距、箍筋形式） 密布箍筋（螺旋式、焊接環(huán)式）的構(gòu)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 配有密布箍筋的軸心受壓柱正截面承載力取值規(guī)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l 受壓構(gòu)件的縱向鋼筋的配筋量有何限值？每個限值的目的是什么？l 軸心受壓構(gòu)件中受壓鋼筋的強度取值為什么不能超過0Es? 試說明符號0的物理意義。作業(yè)題l 教材思考題3-1、3-3l 教材習(xí)題3-2、3-5。受彎構(gòu)件（正截面1）（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解配筋率對受彎構(gòu)件破壞特征的影響； 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(gòu)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(tài) 超筋破壞形態(tài) 少筋破壞形態(tài) 適筋梁正截面受力的三個階段（應(yīng)力-應(yīng)變圖） 適筋梁正截面受力的三個特殊階段（a、a） 正截面受彎承載力計算的基本假定 單筋矩形截面受彎構(gòu)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min 適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率、相對界限受壓區(qū)高度 單筋矩形適筋梁承受的最大彎矩 Mumax 梁、板的經(jīng)濟(jì)配筋率e啟智題l 受彎構(gòu)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？l 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(yīng)力、應(yīng)變規(guī)定的？作業(yè)題l 教材思考題4-4、4-7l 教材習(xí)題4-1、4-2、4-5、4-9。受彎構(gòu)件（正截面2）（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力的計算方法； 掌握T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力的計算方法 熟悉普通梁、板的一般構(gòu)造要求 了解深受彎構(gòu)件正截面承載力計算及其構(gòu)造知識點 雙筋截面及其適用情況 雙筋矩形截面受彎構(gòu)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(yīng)用（截面設(shè)計與校核） x=bh0假定的意義 x2as情況下的雙筋矩形截面受彎構(gòu)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(guī)定、有效翼緣寬度概念及其取值規(guī)定 兩類T形截面的規(guī)定及其判別條件 兩類T形截面受彎構(gòu)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達(dá)式 倒T形截面梁配筋率的表達(dá)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(gòu)造鋼筋 深受彎構(gòu)件相關(guān)基本概念啟智題l 各種截面（單筋矩形、雙筋矩形、T形）受彎構(gòu)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？l 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x2as？該條件不滿足時應(yīng)如何計算正截面受彎承載力Mu?作業(yè)題1. 教材思考題 4-15、4-16、4-182. 教材習(xí)題 4-11、4-12、4-17、4-18。插入2學(xué)時小結(jié)討論及作業(yè)講解受彎構(gòu)件（斜截面）（6學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解斜截面破壞的主要形態(tài)和影響斜截面抗剪承載力的主要因素； 掌握建筑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(gòu)件縱筋受力鋼筋伸入支座的錨固要求和箍筋的構(gòu)造要求； 一般了解深受彎構(gòu)件斜截面承載力計算方法及構(gòu)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(shù)量、混凝土強度等級及構(gòu)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(yù)應(yīng)力、梁的連續(xù)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(tài)（受拉破壞、剪壓破壞、斜壓破壞）及發(fā)生條件 建筑工程中不配腹筋的一般板類受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算公式 建筑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 建筑工程外伸梁的配筋計算及構(gòu)造啟智題l 如何理解受彎構(gòu)件斜截面三種破壞狀態(tài)與正截面三種破壞狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系？l 為什么要對斜截面受剪承載力的計算公式進(jìn)行上下限值規(guī)定？l 影響受彎構(gòu)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(yè)題l 教材思考題5-3、5-7l 教材習(xí)題 5-1、5-2、5-6、5-7受扭構(gòu)件（4學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解受扭構(gòu)件的分類和受扭構(gòu)件開裂、破壞機理； 掌握建筑工程中受扭構(gòu)件的設(shè)計計算方法； 熟悉鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。知識點 平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的概念 無筋矩形截面混凝土純扭構(gòu)件的應(yīng)力分布及斜裂縫形成及破壞特征 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(gòu)件的三種破壞形態(tài) 建筑工程中矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的開裂扭矩及抗扭承載力的計算 建筑工程中T形和工字形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件抗扭承載力的計算 建筑工程中箱形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件抗扭承載力的計算 矩形截面鋼筋混凝土受扭構(gòu)件隨彎矩、剪力和扭矩比值和配筋不同的三種破壞類型（彎型、剪扭型、扭型） 矩形截面剪扭構(gòu)件混凝土部分剪扭承載力的相關(guān)性（1/4圓弧三段折線關(guān)系） 矩形截面鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件承載力計算方法（抗剪箍筋、抗扭箍筋、抗扭縱筋、抗彎縱筋分別計算后疊加綜合配筋） T形和工字形截面鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件承載力計算 鋼筋混凝土箱形截面彎剪扭構(gòu)件承載力計算 受扭構(gòu)件設(shè)計計算中截面限制條件、構(gòu)造配筋界限和最小配筋率及配筋構(gòu)造要求啟智題l 舉例說明建筑結(jié)構(gòu)中哪些構(gòu)件應(yīng)按受扭構(gòu)件計算公式進(jìn)行配筋設(shè)計？l 目前對框架邊梁等發(fā)生協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的構(gòu)架常用的設(shè)計方法有哪些？你認(rèn)為哪種更好？為什么？作業(yè)題l 教材思考題6-4、6-5l 教材習(xí)題6-1、6-2。偏心受壓構(gòu)件（8學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解偏心受壓構(gòu)件受力工作特性； 熟悉兩種不同的受壓破壞特征及由此劃分成的兩類偏心受壓構(gòu)件，掌握兩類偏心受壓構(gòu)件的判別方法； 熟悉偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)及計算方法； 掌握兩類偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法； 了解雙向偏心受壓構(gòu)件正截面承載力的計算方法。 了解偏心受拉構(gòu)件受力特性； 掌握兩類偏心受拉構(gòu)件正截面承載力的計算方法； 掌握偏心受壓、受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力的計算方法。知識點 偏心受力構(gòu)件的工程應(yīng)用 偏心受壓構(gòu)件截面形狀 兩類偏心受壓構(gòu)件（大、小偏心受壓構(gòu)件）的破壞特征及界定條件 偏心受壓構(gòu)件的N-M相關(guān)曲線 附加偏心距 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)之-l0法 矩形截面大、小偏心受壓構(gòu)件（正截面）受壓承載力基本計算公式（建筑工程） 兩種偏心受壓情況的判別方法（基本條件：相對受壓區(qū)高度限值b法；估算法：利用偏心距界限0.3h0的方法；對稱配筋的Nb法） 非對稱矩形截面配筋計算（主要掌握大偏心受壓構(gòu)件） 對稱配筋矩形截面大、小偏心受壓承載力計算（建筑工程受壓構(gòu)件配筋計算及承壓驗算） 對稱配筋工字形和T形截面大、小偏心受壓承載力計算（建筑工程受壓構(gòu)件配筋計算及承壓驗算） 兩類偏心受拉構(gòu)件（大、小偏心受拉構(gòu)件）的破壞特征、截面應(yīng)力狀態(tài)及其判別條件 矩形截面大、小偏心受拉構(gòu)件（正截面）受拉承載力基本計算公式及適用條件 非對稱矩形截面受拉構(gòu)件配筋計算及截面驗算 偏心受力構(gòu)件斜截面受剪性能（軸力對斜截面受剪能力的影響） 偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件斜截面受剪承載力計算公式及其應(yīng)用 偏心受力構(gòu)件的構(gòu)造要求（柱的計算長度、截面尺寸、縱筋及箍筋配置要求）啟智題l 試寫出界限受壓承載力設(shè)計值Nb及界限偏心距e0b的表達(dá)式，這些表達(dá)式說明了什么？l 如何利用0.3h0、Nb兩個條件進(jìn)行對稱配筋受壓構(gòu)件的兩種偏心受壓情況的判別？l 試?yán)L制矩形截面對稱配筋偏心受壓構(gòu)件的計算曲線（建議橫坐標(biāo)Nei/1fcbh02，縱坐標(biāo)N /1fcbh02）。l 教材思考題7-10l 混凝土強度及截面形狀及尺寸等因素對受拉構(gòu)件的抗拉承載力影響大嗎？為什么？作業(yè)題1. 教材思考題7-1、7-4、7-6、7-172. 教材習(xí)題7-1、7-2、7-6、7-7、7-18、7-19、7-20注：本章受拉構(gòu)件部分內(nèi)容采用“課外自學(xué)+課堂討論”的教學(xué)方式完成，望同學(xué)們提前預(yù)習(xí)，做好課堂討論的準(zhǔn)備。受壓部分內(nèi)容講解用時6學(xué)時，接著2學(xué)時研討受拉構(gòu)件。插入2學(xué)時進(jìn)行本章的小結(jié)討論及習(xí)題分析鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫、變形和耐久性（6學(xué)時）學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解考慮構(gòu)件變形、裂縫和耐久性的重要性； 掌握鋼筋混凝土構(gòu)件變形和裂縫寬度的驗算方法； 熟悉減小構(gòu)件變形和裂縫寬度以及增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性的方法。知識點 裂縫對結(jié)構(gòu)正常使用的影響及其形成的原因 裂縫的控制等級劃分及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度驗算條件（最大裂縫寬度限值） 最大裂縫寬度的計算方法（裂縫基本出齊、平均裂縫間距、平均裂縫寬度、最大裂縫寬度） 減小裂縫寬度的有效措施 變形（撓度）對結(jié)構(gòu)正常使用的影響及撓度驗算條件（受彎構(gòu)件的撓度限值） 受彎構(gòu)件撓度的計算方法（材料力學(xué)法、短期剛度與長期剛度、最小剛度原則） 提高抗彎剛度的有效措施 耐久性概念及目前在耐久性設(shè)計范疇中的主要內(nèi)容 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中結(jié)構(gòu)工作環(huán)境的分類 耐