矩形截面弯剪扭构件承载力计算教学教材
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《Structural Design:reinforced concrete》课程教学大纲一、教师或教学团队信息二、课程基本信息课程名称(中文):钢筋混凝土结构基本理论课程名称(英文):Structural Design:Reinforced concrete课程类别:□通识必修课□通识选修课■专业必修课□专业方向课□专业拓展课□实践性环节课程性质*:■学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性课程代码:2410515周学时:8 总学时:64+2周学分: 4先修课程:建筑材料、材料力学、Structural Mechanics I授课对象:土木工程(中英合作项目)本科学生三、课程简介该课程是第5学期开设的专业主干课程。
本课程主要介绍混凝土基本构件的设计原理,具体学习以概率论为基础的极限状态设计方法,学习拉、压、弯、剪、扭基本构件的极限承载力的设计计算方法,学习裂缝宽度、变形的计算方法,学习梁板结构的设计计算方法。
与后续课程《结构设计》有密切的联系,《结构设计》包括钢筋混凝土结构设计和砌体结构设计,属专业课。
通过本课程的学习,学生要了解中国、欧洲相关混凝土结构设计规范,熟悉基本设计方法,结合后续课程《结构设计》的学习,经过工程师基本训练,能够从事钢筋混凝土建筑结构设计,进一步提高外语水平,提高国际视野。
该课程包括中方授课和英方授课两部分内容,其中中方授课内容包括:钢筋和混凝土的力学性能,共同工作的原理和条件;中国现行结构设计方法;钢筋混凝土构件拉、压、弯、剪、扭极限承载力的计算方法;钢筋混凝土的变形和裂缝宽度计算方法;梁板结构设计。
英方授课内容包括:设计原理及欧洲规范简介;设计荷载(Eurocode 1);混凝土结构设计规范(Eurocode 2);钢筋混凝土板、梁、平板、柱的设计;结构整体稳定。
四、课程目标本课程旨在让学生理解和掌握钢筋混凝土设计的基础知识和基本原理,掌握以概率论为基础的极限状态设计方法,掌握钢筋混凝土拉、压、弯、剪、扭基本构件的极限承载力的设计计算方法,掌握钢筋混凝土构件裂缝宽度、变形的计算方法,掌握钢筋混凝土梁板结构的设计计算方法。
《混凝土结构设计原理》课程教学大纲课程编号:20311011总学时数:72(理论68、实验4) 总学分数:4.5课程性质:必修课程 适用专业:土木工程一、课程的任务和基本要求: 课程任务:通过本课程的学习,使学生掌握混凝土结构的基本理论和基本知识,为继续学习《混凝土结构设计》等后续课程以及毕业后从事混凝土结构的科研、设计和施工等打下基础。
课程基本要求:掌握混凝土结构的一般概念及特点;掌握混凝土结构材料的物理、力学性能;掌握混凝土基本构件的力学性能、计算方法及构造要求;能正确应用《混凝土结构设计规范》GB50010-2002(建工方向)或《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004(道桥方向)进行混凝土基本构件的设计。
二、基本内容和要求: (一)绪论 内容:1、混凝土结构的一般概念 (1)混凝土结构的分类;(2)配筋的作用与要求;(3)混凝土结构的主要优、缺点2、混凝土结构的发展与应用概况 (1)发展概况;(2)在土木工程中的应用;(3)展望3、学习本课程要注意的问题及其本课程的学习方法。
基本要求: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。
重点:1、配筋的作用与要求。
2、混凝土与钢筋共同工作的条件。
(二)混凝土结构材料的物理力学性能 内容: 1、钢筋(1)钢筋的品种与级别;(2)钢筋的强度与变形;(3)钢筋的应力与应变关系的数学模型;(4)钢筋的疲劳性能;(5)混凝土结构对钢筋的要求。
2、混凝土(1)混凝土的基本强度指标('cu f 、c f 、t f )、单轴向受压时的应力与应变关系、混凝土的变形模量、轴向受拉时的应力与应变关系; (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 3、混凝土与钢筋的粘结 (1)粘结的定义与重要性;(2)粘结力的组成;(3)保证可靠粘结的构造措施基本要求:1、钢筋(1)熟悉钢筋的品种和级别。
结构设计原理第5章受扭构件承载力计算(Chapter 5 Calculation to Carrying Capacity of Torsional Members)本章目录5.1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算5.2 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计算5.3 T形和工字形截面受扭构件5.4 箱形截面受扭构件5.5 构造要求教学要求了解矩形截面纯扭构件破坏特征。
理解变角度空间桁架模型和扭曲破坏面极限平衡理论。
掌握矩形截面弯扭构件的承载力计算方法,了解T 形和箱形截面受扭构件计算特点。
掌握受扭构件的构造要求。
第5章受扭构件承载力计算5.1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算5.2 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计算5.3 T形和工字形截面受扭构件5.4 箱形截面受扭构件5.5 构造要求学习内容材料特性 受弯构件受剪构件受扭构件桥梁工程基础知识结构设计,后续课程设计方法 偏压、偏拉构件 轴拉构件轴压构件变形、裂缝预应力混凝土结构构件设计简介工程中常见受扭构件1、曲线梁(弯梁桥)、斜梁(板)2、支撑悬臂板的梁曲线梁示意图3、偏心荷载作用下的梁4、螺旋楼梯板螺旋楼梯中扭矩也较大雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。
工程中只承受纯扭作用的结构很少,大多数情况下结构都处于弯矩、剪力、扭矩等内力共同作用下的复杂受力状态。
由于扭矩、弯矩和剪力的共同作用,构件的截面上将产生相应的主拉应力。
图5-1 曲线梁截面内力示意图当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时,构件便会开裂。
因此,必须配置适量的钢筋(纵筋和箍筋)来限制裂缝的开展和提高钢筋混凝土构件的承载能力。
5.1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算图5-2为配置箍筋和纵筋的钢筋混凝土受扭构件,从加载直到破坏全过程的扭矩T和扭转角θ的关系曲线。
图5-2 钢筋混凝土受扭构件的T-θ曲线图5-3 扭转裂缝分布图钢筋混凝土构件抗扭性能的两个重要衡量指标是:(1)构件的开裂扭矩;(2)构件的破坏扭矩。