混凝土结构设计原理教案

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《混凝土结构设计原理》 教案大纲

《混凝土结构设计原理》 教案大纲

一、教案概述教案名称:《混凝土结构设计原理》教案大纲课时安排:共计15 课时教学目标:1. 让学生了解混凝土结构的基本概念和特点。

2. 让学生掌握混凝土的力学性能和耐久性。

3. 让学生熟悉混凝土结构的设计原理和设计方法。

4. 让学生能够运用所学知识进行简单的混凝土结构设计。

教学方法:1. 讲授:讲解混凝土结构的基本概念、力学性能、设计原理等。

2. 案例分析:分析实际工程案例,让学生更好地理解混凝土结构设计的方法和步骤。

3. 互动讨论:鼓励学生提问和发表观点,提高学生的参与度和积极性。

二、教学内容第一课时:混凝土结构的基本概念和特点1. 混凝土结构的定义和分类2. 混凝土结构的特点和优势第二课时:混凝土的力学性能1. 混凝土的抗压性能2. 混凝土的抗拉性能3. 混凝土的抗弯性能4. 混凝土的抗剪性能第三课时:混凝土的耐久性1. 混凝土的抗渗性能2. 混凝土的抗碳化性能3. 混凝土的抗碱侵蚀性能4. 混凝土的抗冻性能第四课时:混凝土结构的设计原理1. 极限状态设计原则2. 分级设计方法3. 结构安全系数第五课时:混凝土结构的设计方法1. 混凝土结构设计的步骤和流程2. 混凝土梁的设计3. 混凝土板的设计4. 混凝土柱的设计三、教学评价1. 课后作业:布置相关的课后练习题,巩固所学知识。

2. 课堂互动:评估学生在课堂上的参与度和积极性。

3. 案例分析报告:评估学生在案例分析中的表现和理解程度。

四、教学资源1. 教材:《混凝土结构设计原理》2. 课件:相关教学PPT3. 案例资料:实际工程案例及相关图片五、教学进度安排第一周:第一课时,混凝土结构的基本概念和特点第二周:第二课时,混凝土的力学性能第三周:第三课时,混凝土的耐久性第四周:第四课时,混凝土结构的设计原理第五周:第五课时,混凝土结构的设计方法六、教学内容第六课时:混凝土梁的设计(续)1. 混凝土梁的抗弯设计2. 混凝土梁的抗剪设计3. 混凝土梁的扭曲设计第七课时:混凝土板的设计1. 混凝土板的基本概念和分类2. 混凝土板的荷载分析3. 混凝土板的抗弯和抗剪设计第八课时:混凝土柱的设计1. 混凝土柱的分类和特点2. 混凝土柱的承载力计算3. 混凝土柱的设计要求第九课时:混凝土结构的施工要点1. 混凝土的浇筑和养护2. 混凝土结构的施工质量控制3. 混凝土结构的施工安全注意事项十、教学总结与反馈1. 复习课程内容,总结混凝土结构设计原理和方法。

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破坏有预兆;
➢ Fmax≈36kN
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混凝土结构设计原理
绪论
由此可见,素混凝土结构中加入少量钢筋以后:
➢ 承载力有很大提高; ➢ 受力性能和破坏特征有明显改善。
❖ 注意:钢筋的主要作用是抗拉和抗剪,也可以抗
压。不同结构构件的配筋情况见教科书上 第2页各图。
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构设计原理
➢ 优点多,缺点少;缺点可克服。
帮助
混凝土结构设计原理
绪论
§0.5 混凝土结构的发展简况如何?
❖ 1824年,英国人J.Aspdin发明水泥;
主页
❖ 1850年,法国人mbot制成铁丝网水泥船;
目录
❖ 1859年,转炉炼钢成功;
上一章
❖ 1861年,法国人J.Monier取得钢筋混凝土板、管道、
普通钢筋
HPB300 10.0
HRB335、HRBF335、 HRB400、HRBF400、 HRB500、HRBF500
7.5
预应力钢筋 RRB400
5.0
3.5
钢筋的弹性模量
牌号或种类
HPB300 HRB335、HRB400、HRB500、HRBF335、 HRBF400、HRBF500、RRB400、预应力螺
绪论
混凝土结构设计原理
绪论
§0.1 什么是混凝土结构?
结 构:指各种工程实体的承重骨架。
主页
混凝土结构:以混凝土为主要材料制作的结构。如: 目 录
➢ 素混凝土结构:无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。 ➢ 钢筋混凝土结构:配置受力普通钢筋的混凝土结构。 上一章
➢ 预应力混凝土结构:配置受力的预应力钢筋,通过张 下一章 拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。

混凝土结构设计原理》电子教案

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混凝土结构设计原理电子教案一、课程介绍1.1 课程背景随着我国经济的快速发展,城乡建设日益繁荣,混凝土结构在建筑领域中的应用越来越广泛。

掌握混凝土结构设计原理,对于建筑工程师和相关技术人员来说具有重要意义。

1.2 课程目标通过本课程的学习,使学生了解混凝土结构的基本概念、设计原则和计算方法,掌握混凝土材料的力学性能,熟悉钢筋混凝土梁、板、柱等基本构件的设计计算,为从事建筑工程设计、施工和管理等工作奠定基础。

1.3 课程内容(1)混凝土结构的基本概念及分类;(2)混凝土材料的力学性能;(3)钢筋混凝土梁、板、柱等基本构件的设计计算;(4)混凝土结构的设计原则与方法;(5)混凝土结构实例分析。

二、教学方法2.1 理论教学采用PPT、视频等多媒体教学手段,结合生动的案例,讲解混凝土结构设计原理的相关知识。

2.2 实践教学组织学生进行混凝土结构设计软件的操作实践,使学生更好地理解和掌握设计方法。

2.3 互动教学鼓励学生提问、讨论,提高学生的参与度和积极性。

三、教学安排3.1 学时安排本课程共安排48个学时,其中理论教学40学时,实践教学8学时。

3.2 教学进度按照教材和教学大纲的要求,合理安排每个章节课时的分配,确保课程内容的系统性和连贯性。

四、考核方式4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况等,占总成绩的30%。

4.2 考试成绩包括期末考试和课程设计,占总成绩的70%。

五、教学资源5.1 教材《混凝土结构设计原理》,作者:张某某。

5.2 辅助教材《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)、《钢筋混凝土结构设计手册》等。

5.3 网络资源利用校园网,提供相关课件、案例、设计软件等技术支持。

六、教学实践与案例分析6.1 实践教学内容组织学生参观混凝土结构施工现场,了解混凝土结构的施工工艺和质量控制措施。

6.2 案例分析选取具有代表性的混凝土结构设计案例,分析其设计原理、计算方法和施工技术,提高学生的实际工程能力。

混凝土结构原理电子教案

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混凝土结构原理电子教案一、教案概述1.1 课程背景混凝土结构原理是土木工程专业的核心课程之一,旨在让学生了解混凝土的基本性质、结构设计和施工技术。

通过本课程的学习,学生将掌握混凝土的组成、强度、耐久性及其在工程中的应用。

1.2 教学目标(1)了解混凝土的基本组成和性质;(2)掌握混凝土的配合比设计方法;(3)熟悉混凝土结构的受力分析及设计原则;(4)了解混凝土施工技术及质量控制。

二、教学内容2.1 混凝土的基本组成和性质(1)水泥、砂、石子、水等材料的性质及作用;(2)混凝土的强度、变形、耐久性等基本性质。

2.2 混凝土的配合比设计(1)配合比设计原则;(2)配合比设计方法及步骤;(3)常用混凝土配合比实例。

三、教学方法3.1 讲授法通过讲解混凝土的基本组成、性质、配合比设计和结构受力分析等内容,使学生掌握混凝土结构的基本原理。

3.2 案例分析法分析实际工程案例,使学生更好地理解混凝土结构的设计和施工过程。

3.3 互动教学法鼓励学生提问、讨论,提高学生的参与度和积极性。

四、教学资源4.1 教材:《混凝土结构原理》4.2 课件:PowerPoint4.3 网络资源:相关论文、工程案例、施工规范等。

五、教学评价5.1 课堂提问:检查学生对混凝土基本知识和配合比设计的掌握情况。

5.2 课后作业:巩固学生对课堂内容的理解和应用。

5.3 课程设计:培养学生解决实际工程问题的能力。

5.4 期末考试:全面评估学生对本课程的掌握程度。

六、混凝土结构的受力分析6.1 基本概念(1)混凝土结构的基本受力构件;(2)混凝土结构的受力特点;(3)混凝土结构的基本受力状态。

6.2 受力分析方法(1)弹性理论;(2)塑性理论;(3)极限状态设计方法。

六、教学方法6.3 讲授法通过讲解混凝土结构的基本受力构件、受力特点和受力状态等内容,使学生掌握混凝土结构的受力分析方法。

6.4 案例分析法分析实际工程案例,使学生更好地理解混凝土结构的受力分析过程。

《混凝土结构设计原理》教案设计(第一讲)

《混凝土结构设计原理》教案设计(第一讲)

XXX大学教案课程名称:混凝土结构设计原理绪论:混凝土结构的基本概念,钢筋混凝土结构的发展情况,学习本课程的目的及其特点钢筋混凝土结构的优点:①就地取材。

②节约钢材。

③耐久、耐火。

④可模性好。

⑤现浇式或装配整体式钢筋混凝土结构的整体性好,刚度大。

钢筋混凝土结构的缺点:①自重大②抗裂性差。

③施工的周期较长.④补强维修较难。

第一章材料的力学性能§1.1钢筋1.1.1 钢筋的品种和性能1.热轧钢筋(1)常用种类(2)热轧钢筋的力学性能①应力——应变曲线的一般特征s弹性变形e ee残余变形e热轧钢筋具有明显的屈服点和屈服台阶。

②塑性性能③强度及弹性模量2.中、高强钢丝和钢绞线 (1)类型(2)中、高强钢丝和钢绞线力学性能(3)热处理钢筋 3.冷加工钢筋1.1.2 混凝土结构对钢筋性能的要求 1.强度高2.塑性好3.可焊性好1.1.3 钢筋的选用原则1. 纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500 钢筋,也可采用HRB335、HRBF335、HPB300、RRB400 钢筋;2.箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500 钢筋,也可采用HRB335、HRBF335 钢筋;3.预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋 。

§1.2混凝土1.2.1混凝土的强度混凝土强度1.混凝土的抗压强度(1)立方体抗压强度f cu,k -混凝土强度的基本代表值《规范》规定混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。

立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作、养护的边长为150mm 的立方体试件,在28d 或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。

用符号f cu,k 表示。

, 1.645cu k f f f μs =- (2)轴心抗压强度f ck⎩⎨⎧复合应力状态下的强度单向应力状态下的强度。

混凝土结构设计原理授课教案

混凝土结构设计原理授课教案

期荷载作用下抗压强度的依据;BC 段为裂缝快速不稳定发展阶段,其中 C 点的应力最
大,即为混凝土极限抗压强度,与之对应的应变 ε0≈0.002 为峰值应变;CD 段应力快速
下降,应变仍在增长,混凝土中裂缝迅速发展且贯通,出现了主裂缝,内部结构破坏

严重;DE 段,应力下降变慢,应力较快增长,混凝土内部结构处于磨合和调整阶段,
作的构造要求。
1.2.2 混凝土的变形
混凝土的变形包括受力变形和体积变形两种。
1.单轴受压应力~应变曲线
(1)全曲线包括上升段和下降段两部分;
(2)图中各关键点分别表示为:A―比例极限点,B―临界点,C―峰点,D―拐
点,E―收敛点,F―曲线末梢;
(3)各小段的含义为:
0A 段为弹性变形;AB 段为裂缝稳定扩展阶段,其中 B 点的应力是确定混凝土长
河南城建学院交通工程系宋帅奇的教案
课程名称 教学目的
与 教学要求
板 书 设 计
混凝土结构设计原理(第三版)
教学目的:了解混凝土结构和及有关设计规范 教学要求: 1.熟悉混凝土结构的分类 2.了解混凝土结构的发展 3.熟悉本课程的任务和特点
0绪 论
0.1 混凝土结构的基本概念
1.混凝土结构的分类:素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构 2.钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同,但能够共同工作,其主要原因 是:
2 混凝土结构设计方法
2.1. 结构的功能要求和极限状态
2.1.1 结构的功能要求 1.安全性 2.适用性 3.耐久性
2.1.2 结构的极限状态 1.承载能力极限状态 2.正常使用极限状态
2.1.3 结构的设计状况 1.持久状况 2.短暂状况 3.偶然状况

混凝土结构设计原理教案

混凝土结构设计原理教案

混凝土结构设计原理教案教案标题:混凝土结构设计原理教案目标:通过本节课的学习,学生能够了解混凝土结构设计的基本原理,掌握混凝土结构设计的基本步骤和注意事项。

教学重点:混凝土结构设计原理、基本步骤和注意事项。

教学难点:掌握混凝土结构设计的基本原理,能够在实际工程中应用。

教学方法:讲授法、讨论法、实例分析法教学准备:教学课件、混凝土结构设计相关资料、案例分析资料、白板、黑板、彩笔教学过程:Step 1:导入(5分钟)引导学生回顾上节课所学的混凝土结构基础知识,包括混凝土的组成成分和性能、常用混凝土材料等。

Step 2:讲授混凝土结构设计原理(20分钟)2.1讲解混凝土结构设计的基本原理,包括荷载和变形的计算方法、构件等效矩形截面假设等。

2.2介绍混凝土结构设计的基本步骤,包括构件布置和尺寸确定、荷载计算和变形计算、构件截面设计等。

2.3讲解混凝土结构设计中的注意事项,包括受力合理、构件之间协调、剪力的考虑等。

Step 3:案例分析(30分钟)以实际工程为例,分析混凝土结构设计的过程和方法,引导学生进行设计计算和截面设计,通过实例加深对混凝土结构设计原理的理解和应用。

Step 4:讨论与总结(15分钟)让学生对案例进行讨论,分享设计思路和方法,提出自己的见解和疑问。

总结本节课所学的混凝土结构设计原理,强调重要的概念和方法。

Step 5:作业布置(5分钟)布置混凝土结构设计的相关作业,要求学生按照本节课所学的原理和方法,完成设计计算和截面设计。

教学辅助资料:1.混凝土结构设计手册2.混凝土结构设计案例分析资料3.混凝土结构设计相关的课堂教学课件教学反思:通过本节课的讲授和案例分析,学生对混凝土结构的设计原理有了更深入的了解,能够应用所学知识进行实际工程的设计计算和截面设计。

在教学中,引导学生参与案例分析和讨论,能够能够更好地掌握混凝土结构设计的原理和方法。

另外,通过布置作业,可以进一步巩固学生对混凝土结构设计原理的掌握。

《混凝土结构设计原理》电子教案

《混凝土结构设计原理》电子教案

《混凝土结构设计原理》电子教案第一章:混凝土结构的基本概念1.1 混凝土结构的定义1.2 混凝土结构的分类1.3 混凝土结构的受力分析1.4 混凝土结构的材料特性第二章:混凝土的设计强度2.1 混凝土抗压强度2.2 混凝土抗拉强度2.3 混凝土抗剪强度2.4 混凝土的耐久性第三章:混凝土结构的设计方法3.1 极限状态设计方法3.2 安全系数设计方法3.3 荷载组合与内力计算3.4 结构可靠度与极限状态方程第四章:梁和板的设计4.1 梁的设计4.2 板的Design4.3 受弯构件的设计4.4 受剪构件的设计第五章:柱和墙的设计5.1 柱的设计5.2 墙的设计5.3 轴心受压构件的设计5.4 偏心受压构件的设计第六章:混凝土结构构件的连接设计6.1 连接的基本要求6.2 钢筋的锚固与焊接6.3 钢筋的连接方式6.4 混凝土构件的拼接设计第七章:钢筋混凝土构件的抗震设计7.1 抗震设计的基本概念7.2 地震作用及其效应7.3 抗震设防要求与抗震等级7.4 钢筋混凝土构件的抗震设计方法第八章:钢筋混凝土结构的经济设计8.1 结构经济性的概念8.2 结构设计中的成本分析8.3 结构优化设计方法8.4 钢筋混凝土结构的经济设计案例分析第九章:混凝土结构的施工图绘制9.1 施工图的基本知识9.2 混凝土结构施工图的绘制步骤9.3 常用施工图的符号与表示方法9.4 施工图的审核与修改第十章:混凝土结构设计的案例分析10.1 案例分析的基本方法10.2 框架结构设计案例10.3 剪力墙结构设计案例10.4 筒体结构设计案例重点和难点解析一、混凝土结构的基本概念:理解混凝土结构的定义、分类、受力分析以及材料特性是学习后续章节的基础。

特别是混凝土结构的受力分析,它是理解结构在不同荷载作用下的响应的关键。

二、混凝土的设计强度:掌握混凝土的抗压、抗拉、抗剪强度以及耐久性是进行结构设计的前提。

学生需要理解这些强度参数的测定方法和应用条件。

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《混凝土结构设计原理》电子教案编写人马成松长江大学城市建设学院二00五年八月混凝土结构设计原理教案(部分)(一)绪论要求:1.掌握混凝土结构的一般概念及特点。

2.了解混凝土结构在国内外土木工程中的发展与应用概况。

3.了解本课程的主要内容、要求和学习方法。

内容:1.1混凝土结构的基本概念混凝土是由钢筋和混凝土两种物理力学性能完全不同的材料组成。

是现代主要的人造工程结构材料,把钢筋和混凝土这两种材料结合在一起共同工作,让混凝土承受压力,钢筋承担拉力,以满足工程结构的使用要求。

共同工作条件:1、钢筋与混凝土之间存在着粘结力;使二者结合好,在荷载作用下,协调变形,共同工作,两者不致产生相对滑移。

2、钢筋与混凝土有相近的线膨胀系数;α钢=1.2×10-5 α砼=(1.0-1.5)×10-5.温度变化时,两种材料不致产生较大的相对变形而破坏它们之间的粘结力。

3、混凝土对钢筋的保护作用:可防腐、防锈;结构也不致因火灾,使钢筋很快软化而导致破坏。

混凝土结构优点:1、耐久性好:表现在:①是混凝土的强度在良好环境下,随着时间增加,混凝土强度增大;②是混凝土对钢筋保护作用,不象钢结构需经常保养与维修。

2、耐火性好:混凝土传热性能差,发生火灾时钢筋不会很快达到软化的危险程度,以避免结构倒塌破坏,比钢、木结构耐火性好。

3、整体性好:现浇或装配式,整体性好,有利于抗震、防爆。

4、可模性好:根据需要可浇筑成任何尺寸及形状。

5、易就地取村:混凝土所用原材料为砂、石,可就近、就地取村,运输费用少,降低造价,也可用工业废料(矿渣、粉煤灰等)制成人造骨料用于混凝土结构中。

混凝土结构缺点:1.自重大:对大跨、高层、结构抗震等不利,但可用轻质高强度混凝土来改善.。

2.抗裂性差:正常使用情况下,一般钢筋混凝土结构中存在裂缝,这将导致结构刚度下降,变形增大,影响其耐久性。

3.需用模板:工序多,周期长,且受季节气候条件限制,对已建成的结构,补强、维修工作困难。

1.2混凝土结构的发展简况钢筋混凝土结构只有150多年的历史,与砖木结构、钢结构相比,是一种较新的结构,但发展很快。

1.3本课程的任务和特点1、非单一材料,非均质,弹塑性材料;2、规范的约束,实践性;3、多解性。

(二)混凝土结构材料的物理、力学性能要求:1.钢筋(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。

2.混凝土(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。

(6)了解高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能。

3.钢筋与混凝土的粘结性能(1)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。

(2)掌握基本锚固长度的计算以及保证可靠粘结的构造要求。

内容:2.1钢筋(1)钢筋的品种和级别以钢筋的加工方法,可将其分为热扎钢筋、热处理钢筋、冷加工钢筋、冷轧钢筋等。

热轧钢筋是由低碳钢、普通低合金钢在高温状况下轧制而成,属于软钢,根据强度的高低分为HPB235级(用φ表示)、HRB335级(用Φ表示)、HRB400级(用表示)、RRB400级(用表示)四种。

(2)钢筋的强度与变形(3)钢筋应力一应变关系的数学模型(4)冷加工钢筋的性能(5)钢筋的疲劳性能(6)混凝土结构对钢筋的要求2.2混凝土(1)混凝土的基本强度指标(f cu、f c、f t)、单轴向受压时的应力一应变关系、轴向受压时的变形模量、轴向受拉时的应力一应变关系(2)复合应力状态下混凝土的强度与变形(简述)(3)混凝土的疲劳性能(4)混凝土的徐变(5)混凝土的收缩与膨胀(6)高强度、高性能混凝土的主要物理、力学性能简介2.3钢筋与混凝土的粘结性能(1)粘结的定义与重要性(2)粘结力的组成粘结力由三部分组成:1.化学胶结力:由混凝土中水泥凝胶体和钢筋表面化学变化产生的吸附作用力,这种作用力很弱,一旦钢筋与混凝土接触面上发生相对滑移即消失。

2.摩阻力:混凝土包裹钢筋,混凝土中的粗颗粒和钢筋表面之间阻止滑动的摩檫力,这种摩檫力与压应力及接触界面的粗糙程度有关,随滑移和颗粒的磨碎而衰减。

3.机械咬合力:由于钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的作用力。

(3)保证可靠粘结的构造措施(三)按概率理论的极限状态设计法要求: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。

3.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。

内容:3.1结构的功能要求和极限状态(1)结构上的作用与荷载效应(2)结构的抗力(3)结构的功能要求(4)设计基准期(5)极限状态的概念与分类承载力极限状态。

这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。

结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载力极限状态:1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、过大的滑移等);2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度变形而不适于继续承载(如受弯构件中的少筋梁);3)结构转变为机动体系(如超静定结构由于某些截面的屈服,使结构成为几何可变体系);4)结构或结构构件丧失稳定(如细长柱达到临界荷载发生压屈等);5)地基丧失承载力而破坏(如失稳等);正常使用极限状态。

这种极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载力极限状态:1)影响正常使用或外观的变形(如过大的挠度);2)影响正常使用或耐久性能的局部损失(如不允许出现裂缝结构的开裂;对允许出现裂缝的构件,其裂缝宽度超过了允许限值);3)影响正常使用的振动;4)影响正常使用的其他特定状态。

(6)极限状态方程结构上的作用是指施加在结构或构件上的力、以及引起结构外加变形或约束变形的原因。

结构上的作用分为直接作用和间接作用两种。

直接作用是指施加在结构上的荷载,如恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载等。

间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的其他作用,如地基不均匀沉降、温度变化、混凝土收缩、焊接变形等。

结构上的作用可按下列性质分类:(1)按随时间的变异分类1)永久作用,在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用,如结构自重、土压力、预加应力等。

2)可变作用,在设计基准期内其量值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用,如安装荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载和温度变化等。

3)偶然作用,在设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量很大且持续时间很短的作用,如地震、爆炸、撞击等。

(2)按空间位置的变异分类1)固定作用,在结构上具有固定分布的作用,如工业与民用建筑楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等。

2)自由作用,在结构上一定范围内可以任意分布的作用,如工业与民用建筑楼面上的人员荷载、吊车荷载等。

(3)按结构的反应特点分类1)静态作用,使结构产生的加速度可以忽略不计的作用,如结构自重、住宅和办公楼的楼面活荷载等。

2)动态作用,使结构产生的加速度不可忽略不计的作用,如地震、吊车荷载、设备振动等。

作用效应S 是指由结构上的作用引起的结构或构件的内力(如轴力、剪力、弯矩、扭矩等)和变形(如挠度、侧移、裂缝等)。

当作用为集中力或分布力时,其效应可称为荷载效应。

由于结构上的作用是不确定的随机变量,所以作用效应S 一般说来也是一个随机变量。

以下主要讨论荷载效应,荷载Q 与荷载效应S 之间,可以近似按线性关系考虑,即CQ S =式中,常数C 为荷载效应系数。

例如,集中荷载P 作用在l21处的简支梁,最大弯矩为Pl M 41=,M 就是荷载效应,41就是荷载效应系数,l 为梁的计算跨度。

由于荷载是随机变量,荷载效应也应为随机变量。

结构抗力R 是指结构或构件承受作用效应的能力,如构件的承载力、刚度、抗裂度等。

影响结构抗力的主要因素是材料性能(承载力、变形模量等物理力学性能)、几何参数以及计算模式的精确性等。

考虑到材料性能的变异性、几何参数及计算模式精确性的不确定性,所以由这些因素综合而成的结构抗力也是随机变量。

结构构件完成预定功能的工作状态可以用作用效应S 和结构抗力R 的关系来描述,这种表达式称为结构功能函数,用Z 来表示:),(S R g S R Z =-= 它可以用来表示结构的三种工作状态(图):当0>Z 时,结构能够完成预定的功能,处于可靠状态; 当0<Z 时,结构不能完成预定的功能,处于失效状态;当0=Z 时,即S R =结构处于临界的极限状态,0),(=-==S R S R g Z ,称为极限状态方程。

3.2 概率极限状态设计法 (1)结构的可靠度(2)可靠指标与失效概率 (3)目标可靠指标 3.3 荷载的代表值3.4 材料强度的标准值和设计值3.5 极限状态的实用表达式(1)承载能力极限状态设计表达式 (2)正常使用极限状态设计表达式 3.6 混凝土结构的耐久性设计(四)受弯构件正截面受弯承载力计算要求:1.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。

2.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。

3.熟练掌握单筋、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,配置纵向受拉钢筋的主要构造要求。

内容:4.1受弯构件的主要构造要求(1)梁、板的截面型式与尺寸(2)混凝土强度等级的选择(3)钢筋强度等级及常用直径(4)混凝土最小保护层厚度(5)纵向钢筋在梁截面内的布置(6)纵向受拉钢筋的配筋百分率4.2 正截面受弯三个受力阶段(1)适筋梁正截面受弯的三个受力阶段第一阶段(Ⅰ)开始,M小梁拉区边缘砼拉应变<砼的极限拉应变,砼未裂,整个截面参加工作受力,梁如弹性材料匀质梁,呈现弹性工作阶段M/Mu~f曲线 a点以前 M∝fM/Mu~σs 曲线,a点以前σs 小M/Mu~εc 曲线, εc曲线a点以前εc小此时,拉区和压区的应力分布为三角形且应力与应变成正比截面应变符合平截面假定。

只是由于拉区有钢筋存在,中和轴位置较匀质弹性中和轴位较低。

第一阶段末(Ⅰa)随着M增加,首先在拉区砼表现为塑性,应力图形趋近于矩形压区仍为三角形,当拉区边缘砼ε达到εtm ax时,砼开裂,此时开裂弯矩为Mcr,刚度减小M/Mu~f曲线 f较前增长为快,曲线出现第一个转折点M/Mu~σs (εs),拉区砼退出工作,拉力由钢筋承担, σs (εs)突然增大,截面应变符合平截面假定第二阶段(Ⅱ)M增大截面拉(压)区的应变增大,裂缝截面处由于砼退出工作,拉力由钢筋承担,此时裂缝有一定宽度并向上延伸即裂缝开展的过程截面应变:沿梁长一定范围内平均应变符合平截面假定.此时,压区砼的压力图形为曲线,中和轴位置没有显著变化,一旦σs达到 fy,梁的受力性能发生质的变化。

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