《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)》教案

《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)》教案

系建筑工程技術(shù)系

任課教師：武芳___________

授課專業(yè)：14土木工程甲、乙

課程學(xué)分：5學(xué)分

課程總學(xué)時(shí)：80學(xué)時(shí)

1-4、6-9周每周8學(xué)時(shí)

課程周學(xué)時(shí)：

2016年9月3日

《混凝土與砌體結(jié)構(gòu)》W發(fā)學(xué)進(jìn)程

周課計(jì)劃教學(xué)教學(xué)

章節(jié)

次次學(xué)時(shí)手段環(huán)境

21第一章緒論2學(xué)時(shí)講授教室

22第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2學(xué)時(shí)講授教室

2.1

23第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能2學(xué)時(shí)講授教室

2.2；2.3

31第十章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方2學(xué)時(shí)講授教室

法10.1；10.2；

32第十章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方2學(xué)時(shí)講授教室

法10.3

33第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.1；3.2

41第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.3

42第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.4

43第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.4

51第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.5

52第三章受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算2學(xué)時(shí)講授教室

3.6

53第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力4學(xué)時(shí)講授教室

4.1；4.2；4.3

61第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力4學(xué)時(shí)講授教室

4.4

62第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力4學(xué)時(shí)講授教室

4.5；4.6

63第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

5.1；5.2；

81第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

5.3；5.4

82講解第3章、第4章作業(yè)2學(xué)時(shí)講授教室

83第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

5.5；5.6

91第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

5.6

92第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

1.7；5.8

93第五章受壓構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

5.9：5.10

講解期中試卷

101第六章受拉構(gòu)件的截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

6.1;6.2

102第七章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

7.1；7.2；7.3

103第七章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力2學(xué)時(shí)講授教室

7.4；7.5；7.6；7.7

111第八章?lián)隙?、裂縫寬度驗(yàn)算及延性和耐2學(xué)時(shí)講授教室

久性8.1

112第八章?lián)隙?、裂縫寬度驗(yàn)算及延性和耐2學(xué)時(shí)講授教室

久性8.2

141第八章?lián)隙?、裂縫寬度驗(yàn)算及延性和耐2學(xué)時(shí)講授教室

久性8.3；8.4

142第九章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件2學(xué)時(shí)講授教室

9.1

151第三章受彎構(gòu)件正截面承載力2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室

152第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室

161第四章受彎構(gòu)件的斜截面承載力2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室

162答疑2學(xué)時(shí)講授教室

第1次課2學(xué)時(shí)

課程安排：

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)：3T5周每周4學(xué)時(shí)。

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、實(shí)驗(yàn)占30%,期末考試占70%。

本次課題(或教材章節(jié)題目)：第一章緒論

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。

2了解鋼筋碎結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況，學(xué)習(xí)本課程應(yīng)注意的問題。

重點(diǎn)：掌握混凝土結(jié)構(gòu)的定義和分類

難點(diǎn)：配筋的作用與要求

教學(xué)手段及教具：講授

講授內(nèi)容及時(shí)間分配：

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;

5、提醒學(xué)生需注意的事項(xiàng)：5分鐘。

課后作業(yè)思考題全部；課下瀏覽本課程教材上冊(cè)和中冊(cè)的內(nèi)容。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

參考資料(GB50068)

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》顧祥林主編同濟(jì)大學(xué)出版社

第一章緒論

自我介紹：

課程導(dǎo)入：

1.首先回顧前面課程所學(xué)的主要內(nèi)容

(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外界因素作用

下桿件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。

(2)結(jié)構(gòu)力學(xué)：以桿件結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,理想桿件,主要研究在外力和其它外界因素作用下結(jié)

構(gòu)的內(nèi)力和變形，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和動(dòng)力反應(yīng)以及結(jié)構(gòu)的組成規(guī)律。

(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。

讓學(xué)生思考以下幾個(gè)問題：

(1)在什么建筑里面見過混凝土結(jié)構(gòu)？見過哪些混凝土構(gòu)件？(由此引出：混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

范圍一混凝土構(gòu)件應(yīng)用范圍)

(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)

混凝土結(jié)構(gòu)需掌握的知識(shí)f本課程的知識(shí)點(diǎn))

(3)本課程的主要內(nèi)容：①構(gòu)件設(shè)計(jì)一上冊(cè)(特殊的材料力學(xué))②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一中冊(cè)(特殊結(jié)構(gòu)

力學(xué))③橋梁設(shè)計(jì)一下冊(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；

了解鋼筋碎結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況。)

1.1一般概念：講述混凝土結(jié)構(gòu)的定義及分類

1.2發(fā)展概況：介紹一下混凝土的發(fā)展歷史及前景

1.3注意幾個(gè)問題：學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

3.本次課的重點(diǎn)：

(1)鋼筋與混凝土共同工作的原理

(2)混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

4.帶著以下問題學(xué)習(xí)：

(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

者混凝土與其它材料組成的構(gòu)件呢？

§1.1一般概念

一、混凝土結(jié)構(gòu)的定義及分類

1.定義：以碎為主制成的結(jié)構(gòu)成為硅結(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)

2.分類：

(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；

①普通鋼筋混凝土構(gòu)件：解釋課件上圖中各字母的含義。

②新型混凝土構(gòu)件：鋼骨混凝土構(gòu)件、型鋼混凝土構(gòu)件、纖維增強(qiáng)混凝土構(gòu)件。

(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：施

加預(yù)應(yīng)力有什么好處？)

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.實(shí)例：素混凝土梁與鋼筋混凝土梁作對(duì)比，

(1)素混凝土梁：跨度為4m,截面尺寸為200mm義300mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20。簡(jiǎn)支梁，在

跨中施加集中荷載。當(dāng)集中荷載F=8KN時(shí)，素混凝土梁破壞。

(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f配置鋼筋可大大提高構(gòu)件承載

力f為什么？

②破壞形態(tài)：素混凝土梁破壞前無(wú)征兆，發(fā)生的是脆性破壞；鋼筋混凝土梁破壞前有征兆，

發(fā)生的是延性破壞。

（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）一充分利用材料特性。思

考：是不是所有宜于受拉的材料均可以與混凝土組成構(gòu)件使用呢？

2.共同工作的條件：

（1）二者材料的特性

（2）可靠連接一兩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：玻璃纖維一需處理堿腐蝕的問題。

3.鋼筋與混凝土組合的原則：注意二者的放置位置。

（1）位置：注意材料特性一鋼筋宜于抗拉；混凝土宜于抗壓。

（2）骨架：鋼筋必須綁扎著骨架的形式。

三、混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.組成：放錄像一放錄像的過程中穿插講解，加深學(xué)生去混凝土結(jié)構(gòu)的理解。

2.優(yōu)點(diǎn)：（主要與目前常見的木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)作對(duì)比）

（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)抗震不利一輕質(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，如大壩等一預(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)的影響較大一預(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)等一保溫或隔熱的砂漿。

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)日常所見的建筑進(jìn)行回答）

（1）鋼結(jié)構(gòu)：造價(jià)高；防火差；防腐蝕能力差一工業(yè)與大型的公共建筑中，如國(guó)家大劇院等。

（2）木結(jié)構(gòu)：造價(jià)高；防火、防蟲能力差；一景區(qū)建筑

（3）混凝土結(jié)構(gòu)：一應(yīng)用實(shí)例，目前建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，多用于多高層的工業(yè)與民用建筑中。

（4）砌體結(jié)構(gòu)：整體性差；抗震性能差；一多用于低多層的民用建筑中，如住宅。

§1.2發(fā)展概況：了解，主要從五個(gè)方面講述

一、混凝土結(jié)構(gòu)的誕生

1.1824年英國(guó)人阿斯普?。↗.Aspdin）發(fā)明硅酸鹽水泥。

2.1849年法國(guó)人朗波（LLambot）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、拱橋等專利一一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部，

他卻被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)明者；

4.1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。

5.1884年，德國(guó)人Wayss,Bauschingger和Koenen等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)件中受拉力的部位

和鋼筋混凝土板的計(jì)算理論。后來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐漸得到了推廣應(yīng)用。

二、材料方面的發(fā)展

普通混凝土一高強(qiáng)度混凝土一輕質(zhì)混凝土一無(wú)砂混凝土一FRP

三、結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展

普通混凝土結(jié)構(gòu)一預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)（提高結(jié)構(gòu)的抗裂度，降低自重）一結(jié)構(gòu)體系進(jìn)一步豐富（預(yù)應(yīng)力混

凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋與混凝土的組合結(jié)構(gòu)）

四、理論方面的發(fā)展：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）

1.設(shè)計(jì)方法方面的發(fā)展

（1）允許應(yīng)力法：材料力學(xué)的方法一材料的不均勻性、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)、改造與

加固理論的完善；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用；結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的完善。

3.試驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)一步提高

五、應(yīng)用方面

1.房屋工程：（圖片）

（1）臺(tái)北101大廈，世界第一高，508米，20XX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）

§1.3學(xué)習(xí)當(dāng)中應(yīng)該注意的問題

一、特殊的材料力學(xué)：學(xué)習(xí)此門課的立足點(diǎn)

1.二者之間的聯(lián)系

（1）基本原理完全相同：物理關(guān)系；幾何關(guān)系；平衡關(guān)系。

（2）基本受力狀態(tài)相同:受彎、受扭、受拉、受壓。

（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。

2.二者之間的區(qū)別：

（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

改性能；③兩種材料的相同之間的作用影響構(gòu)件的整體性能。

3.本課程的主要研究?jī)?nèi)容

（1）材料的物理力學(xué)性能：（第2章）

（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)：

①樓蓋設(shè)計(jì)：本學(xué)期末的課程設(shè)計(jì)

②單層廠房設(shè)計(jì)：下學(xué)期初的課程設(shè)計(jì)

③多高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：另外一門新的課程

④砌體結(jié)構(gòu)：下學(xué)期講解。

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

二、實(shí)驗(yàn)性：大多數(shù)理論均是從實(shí)驗(yàn)中得到，而非有嚴(yán)密推理得到。

三、實(shí)踐性：多觀察身邊的建筑，多學(xué)習(xí)，很多理論均是由經(jīng)驗(yàn)得到的。

四、應(yīng)注意的事項(xiàng)

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)前面的

知識(shí)的掌握，為后面知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

3.成績(jī)考核：期中考試、課堂考察、課堂提問、實(shí)驗(yàn)占30%,期末考試占70隊(duì)

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)。

第2次課學(xué)時(shí)

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、鋼筋碎結(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

重點(diǎn)：混凝土的強(qiáng)度

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

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分鐘。

課后作業(yè)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)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

參考資料(GB50068)

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》顧祥林主編同濟(jì)大學(xué)出版社

第二章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能

引入：

上次課講到，混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件是由鋼筋和混凝土兩種材料組成，要進(jìn)行混凝土的構(gòu)件設(shè)計(jì)和結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)，首先有必要知道：

(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.本章的主要內(nèi)容：§2.1

(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

2.本章的重點(diǎn)：

(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

§2.1混凝土的物理力學(xué)性能

一、混凝土的結(jié)構(gòu)組成：

1.混凝土的定義：是由水泥、砂、石和水按一定比例配合而成人工石材。

2.結(jié)構(gòu)組成：微觀，

(1)砂、石、未水化的水泥顆粒組成的骨料一骨架一彈性變形的基礎(chǔ)

(2)水泥結(jié)晶體f骨架一彈性變形的基礎(chǔ)

(3)水泥凝膠體：其中的空隙、界面初始裂縫一塑形變形的基礎(chǔ)一受力性能一徐變

二、混凝土的強(qiáng)度：種類比較多；標(biāo)準(zhǔn)的問題

1.立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)wk：

(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)度稱為混凝土的

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值力注意力1a的表示含義，/：強(qiáng)度；cube(立方體)；k:標(biāo)準(zhǔn)值。

①標(biāo)準(zhǔn)試件：邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件。

②標(biāo)準(zhǔn)條件：溫度為20±3匕，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0.3so.5Mpa/sec,C30心上

為0.5so.8N/mm'/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)力將混凝土劃分為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)

(4)選擇要求：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》專業(yè)術(shù)語(yǔ)解釋

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》4.1.2：

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)鋼筋時(shí)，不宜低于C20；當(dāng)

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)力混凝土

結(jié)構(gòu)，不應(yīng)低于C30；當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于C40。

不得、不應(yīng)：正常情況下均不應(yīng)這樣做的情況；不且：允許稍有選擇，但在允許條件下首先不應(yīng)

該選擇這樣做的用詞；可：條件允許情況下可選擇；嚴(yán)禁：在任何情況下均不得這樣做的情況。

(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)

力狀態(tài)。原因：實(shí)際的構(gòu)件一般情況下第三邊的尺寸要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其余兩個(gè)邊的尺寸；但立方體抗壓強(qiáng)

度測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)試件是三個(gè)方向尺寸相等的立方體，與實(shí)際的構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)有所差別。

2.軸心抗壓強(qiáng)度力/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，所以工是

混凝土的主要性能參數(shù)

（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150mmX150mmX300mm。

（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)值人.更能反應(yīng)實(shí)際構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。因此規(guī)范中均采用力,*來表示材料的性能。

（3）軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc：f0=3/Y（可得到每種強(qiáng)度等級(jí)混凝土的抗壓強(qiáng)度值、

力，匯總得到教材上附表2-1和2-2）

3.軸心抗拉強(qiáng)度混凝土在有的情況下處于受拉的情況，所以也必須掌握混凝土的抗壓性能

（1）必要性：混凝土構(gòu)件的開裂、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lOOmmX100mmX500mm的柱體試件，兩端埋設(shè)長(zhǎng)為150nlm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)力即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

存在的問題：材料不均勻，施工偏差影響較大。

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)來間接測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)

度。對(duì)立方體或圓柱體施加線荷載。其劈拉強(qiáng)度為:f,=2p/ndl（可得到每種強(qiáng)度等級(jí)混

凝土的抗壓強(qiáng)度值flk.ft,匯總得到教材上附表2-1和2-2）

4.復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：在實(shí)際建筑中，大多數(shù)構(gòu)件處于復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，通常承受M、N、V共同

作用，因此研究復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度非常必要?；炷翉?fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度以單向應(yīng)力

狀態(tài)下的強(qiáng)度為基礎(chǔ)。

（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

字母的含義。

①雙向受拉：位于第一象限。從圖上可以看出，接近于單向受拉的抗拉強(qiáng)度；

②雙向受壓：位于第三象限?；炷潦艿絺?cè)向約束的影響，強(qiáng)度均高于單向受壓時(shí)的強(qiáng)度。

③一拉一壓：位于第二、第四象限。拉應(yīng)力的存在加速了混凝土內(nèi)側(cè)裂縫的開展，抗壓和抗

拉強(qiáng)度均有所降低。

（2）剪壓復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：從圖上看出

①x軸左側(cè)：隨著拉應(yīng)力增大，混凝土的抗剪強(qiáng)度逐漸降低；

②x軸右側(cè)：隨著壓應(yīng)力的增大，混凝土的抗剪強(qiáng)度逐漸增大；當(dāng)壓應(yīng)力超過0.6￡后，

抗剪強(qiáng)度隨壓應(yīng)力增大而減小。

（3）三向應(yīng)力狀態(tài)下:隨著側(cè)向約束的逐漸增大，混凝土的強(qiáng)度逐漸增大。

￡=力'+（4.5~7.0）力

三、混凝土的變形

混凝土的變形由混凝土的受力變形和混凝土的體積變形兩部分組成。

1.混凝土的受力變形

（1）單調(diào)短期加載下混凝土的變形性能：

①應(yīng)力-應(yīng)變曲線：0A段：彈性變形階段，水泥凝膠體粘流動(dòng)和初始裂縫變形影響較小，接

近直線，此時(shí)接近于彈性材料。A：比例極限點(diǎn)，名=0.3-0.4/°

AB段：裂縫穩(wěn)定發(fā)展階段，4=0.8工°,B：臨界點(diǎn)。

BC段：裂縫開始相互貫通，進(jìn)入裂縫不穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，由第二圖可以看

出體積應(yīng)變由壓縮變?yōu)榕蛎?。橫向應(yīng)變繼續(xù)增大。C：峰值點(diǎn)，￡0；

峰值應(yīng)變，一般取為0.002

CD段：形成破壞面，進(jìn)入下降段。出現(xiàn)縱向裂縫，橫向變形急劇增大，

承載力明顯下降。

DE段：超過D點(diǎn)后，只靠骨料之間咬合力及摩擦力及殘余承壓面來承受

荷載，應(yīng)力-應(yīng)變曲線指向水平軸。超過E點(diǎn)之后，裂縫很寬，

已無(wú)意義。

②對(duì)于高強(qiáng)度混凝土：由圖中曲線可以看出，應(yīng)力-應(yīng)變曲線彈性段越長(zhǎng)；峰值應(yīng)變有所

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)度的

增大，材料會(huì)越來越脆。即并不是混凝土強(qiáng)度越高越好。

③應(yīng)力-應(yīng)變模型：試驗(yàn)測(cè)得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線相對(duì)比較復(fù)雜，并且用于實(shí)際工程沒有必要。

因此各國(guó)均采用對(duì)其簡(jiǎn)化的模型。

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

中國(guó)規(guī)范：曲線+直線，如圖所示，注意圖中各字母的含義

峰值應(yīng)變，對(duì)應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的C點(diǎn)；邑：混凝土的極限壓應(yīng)

變，對(duì)應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的E點(diǎn)。同時(shí)考慮了混凝土的強(qiáng)度等級(jí)的影

響，而引入工?（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

陡峭）。

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：=由圖中可得：請(qǐng)

同學(xué)們思考，幾種彈性模量分別由什么得到，并且用于什么地方。同時(shí)混凝土采用的模量應(yīng)即簡(jiǎn)便，

又能反應(yīng)材料的實(shí)際性能。

初始彈性模量紇：過原點(diǎn)切線的斜率，用于彈性階段，&.=3％（用于材料力學(xué)的

研究，或者當(dāng)荷載較小時(shí)，用于混凝土構(gòu)件的研究）

割線模量耳：任意一點(diǎn)的變形模量，為該點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率，又稱為變形模量或彈塑

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，使用起來不方便）

切線模量耳：任意一點(diǎn)的切線模量，為過該點(diǎn)切線所對(duì)應(yīng)的斜率。（能真實(shí)反應(yīng)材料任

意一種情況下對(duì)應(yīng)的模量，僅于理論研究，用于工程中，既不方便,

也完全沒有必要。）

1（）5

規(guī)范中采用的混凝土變形模量：耳=—-（N/mm2）

c一c34.7

（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)，荷載沒有變，但梁的變形越來越大，為什么？（荷載不變，但建筑的反應(yīng)卻越來載大）

請(qǐng)同學(xué)們舉其余相似的例子。原因就是：徐變

①徐變的定義：結(jié)構(gòu)或材料承受的荷載或應(yīng)力不變，而應(yīng)變或變形隨時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象。

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)間增加，開始增長(zhǎng)較快,

以后逐漸減慢，最后趨于穩(wěn)定。

③徐變的原因：水泥凝膠體的黏性流動(dòng)，使骨料應(yīng)力增大；混凝土中內(nèi)部裂縫的發(fā)展。

。影響徐變的因素：內(nèi)在因素：混凝土的組成和配比，骨料的剛度越大，體積比越大，徐變

就越小，水灰比越小，徐變也越小。環(huán)境因素：養(yǎng)護(hù)條件和使用條件，

受荷載前養(yǎng)護(hù)的溫濕度越高，徐變就越?。菏芎珊笏幍沫h(huán)境溫度越高,

相對(duì)濕度越小，徐變就越大。應(yīng)力因素：應(yīng)力越大，徐變就越大。

⑤徐變對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響：使鋼筋混凝土構(gòu)件截面產(chǎn)生內(nèi)力重分布；使受彎構(gòu)件和偏壓構(gòu)件

的變形加大；使預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。注意引導(dǎo)學(xué)生思考

為什么會(huì)造成這些影響呢？

(3)在重復(fù)荷載作用下的混凝土的變形性能：疲勞破壞(引導(dǎo)同學(xué)們思考：一是哪些地方會(huì)出

現(xiàn)重復(fù)荷載作用的情況；二是重復(fù)荷載下的構(gòu)件與靜荷載作用下的構(gòu)件反應(yīng)有什么差別？)

①實(shí)例：廠房里面的吊車梁；道路；橋梁

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，變形大。從重復(fù)荷載作用

下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖上可以看出，一開始加載，再卸載，會(huì)產(chǎn)生殘

余變形，即塑性變形，反復(fù)加載卸載之后構(gòu)件會(huì)因裂縫過寬或變形

過大而破壞。

2.混凝土的體積變形：

(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；③骨料的性質(zhì)；④養(yǎng)護(hù)條件；⑤磴

制作方法；⑥使用環(huán)境；⑦構(gòu)件體積與表面積比值

講課過程中需注意的問題：混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線比較難以理解，注意放慢速度，結(jié)合圖片、實(shí)驗(yàn)

講解。

下課前需提醒內(nèi)容：預(yù)習(xí)下次課，第二章的剩余內(nèi)容；注意對(duì)混凝土的強(qiáng)度以及應(yīng)力應(yīng)變曲線的理解。

第3次課學(xué)時(shí)

上次課復(fù)習(xí)：混凝土的物理力學(xué)性能

1.混凝土的組成：(1)宏觀：多相復(fù)合材料f非勻質(zhì)非完全彈性材料

(2)微觀：骨架、水泥結(jié)晶體一彈性變形的基礎(chǔ)

水泥凝膠體一塑性變形的基礎(chǔ)

2.混凝土的強(qiáng)度：(1)單向應(yīng)力狀態(tài)：①力”.一確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)

②力kf混凝土抗壓強(qiáng)度

③7;“一混凝土抗拉強(qiáng)度

(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

②長(zhǎng)期荷載作用下：徐變

③重復(fù)荷載作用下：疲勞破壞

(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；了解混凝土與鋼筋的粘結(jié)的意義和原理

重點(diǎn)：鋼筋的力學(xué)性能

難點(diǎn)：混凝土與鋼筋的粘結(jié)

教學(xué)手段及教具：多媒體、板書

講授內(nèi)容及時(shí)間分配：

1、導(dǎo)入：5分鐘；

2、講授：73分鐘；

3、本章小結(jié)：10分鐘；

4、布置作業(yè)和布置課下內(nèi)容：2分鐘。

課后作業(yè)第二章課后思考題；預(yù)習(xí)第十章的內(nèi)容

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010—2002)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

參考資料(GB50068)

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》顧祥林主編同濟(jì)大學(xué)出版社

§2.2鋼筋的物理力學(xué)性能

引入：上次課已經(jīng)學(xué)過了混凝土的物理力學(xué)性能，這次課我們就主要來學(xué)習(xí)鋼筋混凝土構(gòu)件中另外一

種材料的物理力學(xué)性能，以及二者是如何共同工作的。

本次課內(nèi)容：

(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)過程中需要注意的問題：鋼筋的物理力學(xué)性能分析的思路與混凝土的物理力學(xué)性能分析思路完

全一樣。

一、鋼筋常見的種類和符號(hào)說明：(提問：生活中同學(xué)們都見到哪些鋼筋)

1.鋼筋按化學(xué)成分的不同分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼。

2.鋼筋按生產(chǎn)加工工藝的不同分為：

(1)熱軋鋼筋：注意圖片(包括HPB235、HRB335,HRB400,RRB400)

(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)度的鋼筋通過加熱、淬火和

回火等調(diào)質(zhì)工藝處理，使鋼筋強(qiáng)度大大提高，而延伸率降低不多得到的鋼筋。

(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)

定化得到。有光面、刻痕和螺旋肋三種形式。

(4)鋼較線：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。

3.鋼筋按其外形的不同分為：(注意各字母的含義)

(1)光面鋼筋：如HPB235(此處鋼筋強(qiáng)度較低，多作為樓板的受力鋼筋、分布鋼筋以便其它構(gòu)件

的箍筋使用)

(2)變形鋼筋：如HRB335、HRB400、RRB400(變形鋼筋，多作為鋼筋混凝土構(gòu)件受力鋼筋使用)

生產(chǎn)工藝：hotrolledremainedheattreatment

ribbed

bar

RRB400

4.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)

二、強(qiáng)度與變形

1.強(qiáng)度：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：具有不小于95%保證率的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)鋼筋種類的

不同，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按上值確定。

(1)熱軋鋼筋：屈服強(qiáng)度一&

(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：抗拉強(qiáng)度一fplk

2.應(yīng)力-應(yīng)變曲線：

(1)熱軋鋼筋：有明顯流幅的鋼筋

A：比例極限點(diǎn)；B:屈服上限，不穩(wěn)定；B：屈服卜限，穩(wěn)定。

AB：基本位于彈性階段，發(fā)生的是彈性變形。

BC：過B點(diǎn)之后，開始塑流，BC：屈服平臺(tái)，此時(shí)鋼筋應(yīng)力基本不增加，應(yīng)變急劇增長(zhǎng)。

CD：強(qiáng)化階段，應(yīng)力逐漸上升，D：鋼筋應(yīng)力達(dá)到最大值，即為極限抗拉強(qiáng)度。

DE：破壞階段，過D點(diǎn)之后，開始頸縮，E：拉斷，到達(dá)極限拉應(yīng)變。

分析：過B點(diǎn)以后，構(gòu)件出現(xiàn)過大的變形或者裂縫，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4“，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)：0.85x0/以耳0.85X%或者殘余應(yīng)變的0.2%->fplk（由極限抗拉強(qiáng)度得到）

—附表2-7

三.簡(jiǎn)化模型：

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），&定值一附表2-10

2.三段線性模型：適用于流幅較短的鋼材

3.雙斜線模型：沒有明顯流幅的鋼材

四、疲勞破壞

1.特性：在重復(fù)荷載作用下，鋼筋的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于靜載作用下的強(qiáng)度

2.試驗(yàn)方法：?jiǎn)胃摻畹妮S拉疲勞；鋼筋埋入混凝土上重復(fù)受拉或受彎

五、對(duì)鋼筋的要求

1.鋼筋的強(qiáng)度：

2.塑性：

3.可焊性：

4.鋼筋與混凝土的粘結(jié)：

§2.3混凝土與鋼筋的粘結(jié)

引入：由前面分析,二者共同組成構(gòu)件，共同受力的前提是二者之間連接，既粘結(jié)和錨固的構(gòu)造措施。

一、粘結(jié)：粘結(jié)是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。

1.定義：鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的沿鋼筋縱向有剪應(yīng)力。

2.粘結(jié)強(qiáng)度：

（1）定義：粘結(jié)失效時(shí)的最大（平均）粘結(jié)應(yīng)力

（2）測(cè)試方法：如圖所示，由平衡條件可以得到。粘結(jié)強(qiáng)度粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定通常采用拔出試驗(yàn)

方法；粘結(jié)應(yīng)力等于鋼筋的拉力與鋼筋表面積的比。

3.分布情況：

（1）開裂前：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）開裂后：錨步粘結(jié)力+裂縫間的局部粘合力一使鋼筋與混凝土共同變形，共同受力（注意引

導(dǎo)學(xué)生分析原因）

二、粘結(jié)力的組成：

L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程中水泥晶體的生長(zhǎng)和硬化，化學(xué)膠

結(jié)力比較小，當(dāng)鋼筋發(fā)生滑移時(shí)，此力消失。

2.摩阻力：混凝土在凝結(jié)硬化過程中，發(fā)生收縮，從而對(duì)鋼筋表面產(chǎn)生壓力。當(dāng)在受力過程中，

鋼筋相對(duì)混凝土發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，從而在鋼筋表面產(chǎn)生限制其滑動(dòng)的靜摩擦力。

3.機(jī)械咬合力：變形鋼筋的原理，（注意對(duì)照PPT上圖片進(jìn)行講解）

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)力由以上三部

分組成。

三、粘結(jié)力的影響因素

1.混凝土強(qiáng)度：粘結(jié)力隨著混凝土強(qiáng)度的提高而逐漸增大，但實(shí)驗(yàn)證明，二者的增長(zhǎng)并不成正

比。

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)力增大了機(jī)械咬合力，相對(duì)光面鋼筋

而言，粘結(jié)應(yīng)力較大，但注意因此而產(chǎn)生的劈裂裂縫。

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)鋼筋

根數(shù)越多，凈間距越小,粘結(jié)強(qiáng)度越低。

4.橫向鋼筋:可限制構(gòu)件的橫向變形，從而限制裂縫的開展，從而提高混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)

力。

5.橫向壓力：原理等同于上者

6.澆注時(shí)鋼筋所處位置：

四、鋼筋的錨固與搭接

1.指導(dǎo)思想：保證混凝土與鋼筋共同工作，共同變形，采用粘結(jié)力和構(gòu)造措施共同執(zhí)行的方式。

在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：對(duì)構(gòu)件不進(jìn)行粘結(jié)力計(jì)算，只通過構(gòu)造措施來進(jìn)行保證。

2.保證混凝土和鋼筋粘結(jié)力的構(gòu)造措施：此處采用引導(dǎo)的方式講解，不用記憶，僅需理解

(1)保證鋼筋的最小錨固長(zhǎng)度與搭接長(zhǎng)度：

①最小搭接長(zhǎng)度的定義：

②最小搭接長(zhǎng)度的計(jì)算公式：P102,公式(4-25)

③常見鋼筋的搭接方式：綁扎連接；焊接連接；機(jī)械連接

④搭接的構(gòu)造要求：搭接百分率限制；搭接長(zhǎng)度限制；具體參看《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》

f

⑤最小錨固長(zhǎng)度：意義；計(jì)算公式：./；,/“=

(2)滿足鋼筋最小間距和碎最小保護(hù)層厚度的要求:原因同前面。

(3)在鋼筋搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋:提高混凝土與鋼筋的粘結(jié)力，使連接處，二者能夠共同受

力，共同變形。同時(shí)應(yīng)注意搭接位置，由于接頭處，構(gòu)件整體性相對(duì)于其余位置較差，因此應(yīng)盡可能

選擇受力較小區(qū)域進(jìn)行鋼筋的搭接。

(4)鋼筋端部設(shè)置彎鉤：

本章內(nèi)容小結(jié)：

一、混凝土的物理力學(xué)性能

1.混凝土的組成：(1)宏觀：多相復(fù)合材料一非勻質(zhì)非完全彈性材料

(2)微觀：骨架、水泥結(jié)晶體一彈性變形的基礎(chǔ)

水泥凝膠體一塑性變形的基礎(chǔ)

2.混凝土的強(qiáng)度：(1)單向應(yīng)力狀態(tài)(本章重點(diǎn))：①￡“"一確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)

②人*一混凝土抗壓強(qiáng)度一人一附表2-1、2-2

③/?一混凝土抗拉強(qiáng)度一力一附表2-1、2-2

(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2-3

②長(zhǎng)期荷載作用下：徐變

③重復(fù)荷載作用下：疲勞破壞

二、鋼筋的物理力學(xué)性能

1.鋼筋的種類及符號(hào)說明：著重掌握熱軋鋼筋

2.鋼筋的強(qiáng)度與變形：(1)熱軋鋼筋：有明顯流幅一屈服平臺(tái)一屈服強(qiáng)度一＜*―/,-附表2-6

(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：無(wú)明顯流幅一無(wú)屈服平臺(tái)一極限抗拉強(qiáng)度-fplk-力“f附

(3)鋼筋的彈性模量：

3.鋼筋的疲勞破壞：特性

4.對(duì)鋼筋的要求

三、粘結(jié)

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。

第4次課2學(xué)時(shí)

上次課復(fù)習(xí)：

一、鋼筋的物理力學(xué)性能

1.鋼筋的種類及符號(hào)說明：著重掌握熱軋鋼筋

2.鋼筋的強(qiáng)度與變形：重點(diǎn)

(1)熱軋鋼筋：有血顯域詞一屈服平臺(tái)一屈服強(qiáng)度-￡*一￡-附表2-6

(2)預(yù)應(yīng)力鋼筋：無(wú)明顯流幅一無(wú)屈服平臺(tái)一極限抗拉強(qiáng)度―/““f￡”一附表2-6

(3)鋼筋的彈性模量：

3.鋼筋的疲勞破壞：特性

4.對(duì)鋼筋的要求

二、粘結(jié)

意義；2.組成；3.影響因素；4.構(gòu)造要求

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10.1；10.2

教學(xué)要求：1掌握結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)；2掌握按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

重點(diǎn)：近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

難點(diǎn)：近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

教學(xué)手段及教具：講授

講授內(nèi)容及時(shí)間分配：

1、導(dǎo)入：5分鐘；

2、講授：80分鐘：

3、小結(jié)：3分鐘；

4、布置作業(yè)和課下內(nèi)容安排：2分鐘。

課后作業(yè)課后思考題

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

參考資料(GB50068)

《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》顧祥林主編同濟(jì)大學(xué)出版社

第十章按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

引入：前面講到，總的設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了三個(gè)階段，容許應(yīng)力法f破除階段設(shè)計(jì)方法f近似概率極限狀

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，必須

先學(xué)習(xí)本知識(shí)的內(nèi)容。

1.學(xué)習(xí)本章主要從三個(gè)問題入手

(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？

2.本章的重點(diǎn)：實(shí)用表達(dá)式

3.感性分析：

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)若口=5：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)處于極限情況。

則可以作如下推導(dǎo)：取2=15,

(1)Z>0:R>S則，結(jié)構(gòu)安全；(2)Z<0：R<S,結(jié)構(gòu)不安全；(3)Z=0：R=S,結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)

則Z可表示出來結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)，稱為功能函數(shù)?？梢奪的大小跟R和S相關(guān)。

一、極限狀態(tài)

1.結(jié)構(gòu)上的作用及其效應(yīng)

(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:

①直接作用：又稱為荷載。

荷教根據(jù)作用時(shí)間的長(zhǎng)短和性質(zhì)：

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，包括結(jié)

構(gòu)或構(gòu)件的自重以及恒荷載；

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。主

要是指建筑上面所作用的活荷載；

偶然荷載：指一般情況不會(huì)發(fā)生，一旦發(fā)生便會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重性的后果，比如爆炸力等。

荷載根據(jù)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)：

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等。

動(dòng)荷載：荷載作用的位置隨著時(shí)間而改變的情況，如吊車荷載、風(fēng)荷載、地震等。

永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和永久荷載分項(xiàng)系數(shù)均可以通過《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》查到。

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)外中變形或約束

的原因。

(3)荷載代表值：

①永久荷載的代表值：荷載標(biāo)準(zhǔn)值；荷載設(shè)計(jì)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)X永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

②可變荷載代表值：標(biāo)準(zhǔn)值；設(shè)計(jì)值；組合值；準(zhǔn)永久值：頻遇值。

可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：荷載標(biāo)準(zhǔn)值可由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值最大荷載概率分布的某一分位值確定.

可變荷載設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值=可變荷載分項(xiàng)系數(shù)X可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

可變荷載準(zhǔn)永久值：準(zhǔn)永久值=準(zhǔn)永久系數(shù)X可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值；

可變荷載頻遇值：頻遇值=頻遇值系數(shù)X可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值

可變荷載組合值：組合值=組合值系數(shù)X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)永久值系

數(shù)均可以查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查到)

(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)永久值、

樓面活荷載的頻遇值。樓面的構(gòu)造層次如下圖所示：(補(bǔ)充圖形)

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R

表示。

(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9