下载文档原格式
建筑力学与结构教案教案标题：建筑力学与结构教案目标：1. 了解建筑力学与结构的基本概念和原理。
2. 掌握建筑力学与结构的基本计算方法。
3. 能够应用建筑力学与结构的知识解决实际问题。
4. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
教学内容：1. 建筑力学与结构的概述a. 建筑力学的定义和作用b. 结构的分类和特点c. 结构的力学基本原理2. 结构的力学分析a. 静力学基本原理和公式b. 结构的受力分析方法c. 结构的平衡条件和限制条件3. 结构的计算方法a. 结构的荷载计算b. 结构的内力计算c. 结构的变形计算4. 结构的设计原则a. 结构的安全性设计b. 结构的经济性设计c. 结构的美观性设计教学步骤：第一课时：1. 引入建筑力学与结构的概念和重要性，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解建筑力学的基本定义和作用，引导学生思考建筑结构的分类和特点。
3. 介绍结构的力学基本原理，包括受力分析、平衡条件和限制条件。
第二课时：1. 复习上节课的内容，解答学生提出的问题。
2. 讲解结构的力学分析方法，包括静力学基本原理和公式的应用。
3. 引导学生进行一些简单的结构受力分析练习。
第三课时：1. 复习上节课的内容，检查学生的学习情况。
2. 讲解结构的计算方法，包括荷载计算、内力计算和变形计算。
3. 引导学生进行一些结构计算的实例演练。
第四课时：1. 复习上节课的内容，解答学生提出的问题。
2. 讲解结构的设计原则，包括安全性设计、经济性设计和美观性设计。
3. 引导学生思考并讨论一些实际建筑结构的设计案例。
教学方法：1. 讲授法：通过讲解建筑力学与结构的概念和原理，帮助学生建立起基本的知识框架。
2. 实践操作法：通过实例演练和设计案例分析，培养学生的解决问题的能力。
3. 互动讨论法：通过提问、讨论和解答问题，激发学生的思考和学习兴趣。
评估方法：1. 课堂练习：每节课结束时进行一些小练习，检查学生对所学知识的掌握情况。
2. 作业布置：布置一些与课堂内容相关的作业，让学生进行巩固和拓展。
教案教案中震可修，大震不倒"。
（3）建筑抗震设防分类:规范将建筑按其使用功能的重要程度不同，分为以下四类：甲类建筑——重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，（如核电站、核设施、水库、大坝、堤防、贮油、贮气、贮存易燃易爆、剧毒、强腐蚀物质的设施等）；乙类建筑——地震时功能不能中断或需尽快恢复的建筑,即生命线工程建筑，（如消防、急救、供水、供电、通讯等）;丙类建筑——甲、乙、丁类以外的一般建筑，(如一般的公共建筑、住宅、旅馆、厂房等）；丁类建筑—-抗震次要建筑,（如储存物品价值低的一般仓库,人员活动少的辅助建筑等）。
（4）抗震设防标准：甲类建筑——地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，当抗震设防烈度为6~8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时，应符合比9度更高的要求；乙类建筑——地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施，当设防烈度为6～8度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时，应符合比9度更高的要求；丙类建筑—-地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度要求丁类建筑——地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求，抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度适当降低,但设防烈度为6度时，不应降低.1。
2。
4抗震设计的基本要求所谓建筑抗震概念设计指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。
建筑抗震概念设计的基本内容和要求如下：(1)选择对抗震有利的场地和地基（2)选择对抗震有利的建筑平面和立面（3）选择技术上、经济上合理的抗震结构体系教案教案况，结构选用材料的类型、规格、强度等级，构造要求，施工注意事项，选用标准图集情况等.2.2。
2.2基础图（1)基础结构平面图①基础结构平面图的组成基础结构平面图主要表示基础、地沟等的平面布置和做法。
一般由基础平面图和基础详图组成。
②基础平面图的形成和作用基础平面图是假想用一水平剖切平面，沿房屋底层室内地面把整栋房屋剖开,移去剖切平面以上的房屋和基础回填土后，向下做正投影所得到的水平投影图。
4•按照承重结构所用的材料不同， 建筑结构可分为混凝土结构、 砌体结构、钢结构、 木结构和混合结构五种类型。
1.1.2建筑结构的功能
（1 ）结构的安全等级
安全等级 破坏后果 建筑物类型
一级 很严重 重要的房屋（影剧院、体育馆和高层建筑等） 二级 严重 一般的房屋 三级
不严重 次要的房屋
类另U 设计使用年限（年）
示例
1 5 临时性结构
2 25 易于替换的结构构件
3 50 普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑结构
建筑结构在规定的设计使用年限内应满足安全性、适用性和耐久性三项功能要 求。
（4）结构功能的极限状态
构上的集中力或分布力系，如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等。
间接作用是指 引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础沉降、温度变化等。
举例讲解
举例讲解
图1.10地震示意图。
课程教案课程名称：建筑力学与结构课程类型：专业课2 学分64 学时授课教师：***授课专业：造价授课学期： 3选用教材：建筑力学与结构参考资料：钢筋混凝土楼（屋）盖课程教案第页熟记受力钢筋和构造钢筋的种类和伸入支座的要求图7.6 墙边和角部附加负筋7.123次梁的构造次梁的截面高度一般为跨度的1/15～1/20，梁宽为梁高的1/3～1/2。
纵向钢筋的配筋率一般为0.6％～1.5％。
位于次梁下部的纵向钢筋除弯起外应全部伸入支座次梁的一般构造要求与第3章受弯构件的配筋构造相同7.124主梁的构造主梁的截面高度一般为跨度的1/8～1/12，梁宽为梁高的1/3～1/2。
主梁的一般构造要求与次梁相同。
次梁与主梁相交处，次梁传来的集中荷载有可能在主梁上产生斜裂缝而引起局部破坏，所以，在主梁与次梁的交接处应设置附加横向钢筋。
图7.9 附加横向钢筋布置7.1.3双向板肋形楼盖（1）双向板的受力特点：双向板沿两个方向弯曲和传递荷载，即两个方向共同受力，所以两个方向均需配置受力钢筋（2）板底板面裂缝形状：板底中部裂缝沿45°角向板的四角扩展，板顶面四角产生环状裂缝（3）厚度：双向板的板厚不宜小于80mm。
为满足板的刚度要求，简支板板厚应≥l01/45，连续板应≥l01/50（4）支撑梁的受力特点：沿短跨方向的支承梁承受板面传来的三角形荷载，沿长跨方向的支承梁承受板面传来的梯形荷载。
7.2 装配式楼盖多层及高层钢筋混凝土房屋课程教案第页目的与要求：了解钢筋混凝土多层及高层房屋的常用结构体系的特点及适用高度；理解框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构的受力特点、构造要求框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构抗震设计的一般规定和抗震构造措施。
重点与难点：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构的受力特点、构造要求和抗震措施。
建筑力学与结构教案一、课程概述本课程是建筑学专业的基础课程之一，旨在使学生全面了解建筑力学与结构的基本原理和设计方法，掌握建筑结构的受力、稳定和变形性能，培养学生的结构思维和设计能力。
二、教学目标1.理解建筑力学与结构的基本概念和基本原理；2.学会应用静力学方法分析建筑结构的受力、稳定和变形性能；3.掌握建筑结构的设计方法和计算原理；4.培养学生的结构思维和设计能力。
三、教学内容1.建筑力学基础知识1.1力的基本概念和法则1.2受力分析方法1.3平衡条件1.4物体静力学平衡条件1.5力的合成与分解2.杆件与杆系2.1杆件的基本性质2.2杆件的变形与位移2.3质点力系和杆系的受力分析2.4共线力与力的平衡2.5不共线力与力的分解3.梁3.1悬臂梁和简支梁的受力分析3.2梁的受力图3.3梁的内力和切线方程3.4梁的受力计算和设计4.柱与墙4.1柱和墙的基本概念4.2柱和墙的受力分析4.3柱和墙的设计计算5.桁架和组合结构5.1桁架的基本概念和分类5.2桁架的受力分析和设计5.3组合结构的受力分析和设计四、教学方法1.授课方法：理论讲授和案例分析相结合，注重理论与实践的结合，教师通过讲解基本概念和原理，引导学生思考和分析解决实际问题。
2.实践环节：通过实验室实验和实际建筑结构的观察，让学生亲自感受结构的受力和变形过程，加深对理论知识的理解。
3.讨论研究：鼓励学生在小组中进行课程内容的讨论和学术交流，培养学生的团队合作和问题解决的能力。
五、教学评估方式1.平时表现：对学生的课堂参与情况、作业完成情况、实验报告等进行评估。
2.期中考试：针对学生掌握教材基本知识和理解能力进行考核。
§1-1 建筑结构概述一、建筑结构概念结构构件相互连接能承受荷载和其他间接作用的体系，起骨架支撑作用。
二、建筑结构分类1、按材料不同分为：混凝土结构、砌体结构、钢结构和木结构。
1）混凝土结构：钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、素混凝土结构。
优点：强度高、耐久性好、抗震性好、可塑性强缺点：自重大、抗裂性差、现浇耗费模板多、工期长2）砌体结构：各种块材通过砂浆砌筑而成的结构，砖结构、石结构优点：就地取材、造价低、耐火性强、工艺简单、施工方便缺点：自重大、强度低、抗震差砌体结构3）钢结构：用钢材制作的结构优点：强度高、自重轻缺点：易腐蚀、耐火性差、造价高钢结构厂房4）木结构：用木材制作的结构优点：就地取材、造价低缺点：易燃、易腐、易变形木结构建筑2、按受力分类：1）混合结构：由砌体结构构件和其他材料构件组成的结构特点：就地取材、施工方便、造价低2）框架结构：梁和柱刚性连接形成骨架特点：强度高、自重轻、整体性好、抗震好3）剪力墙结构：由纵、横钢筋混凝土墙组成特点：侧向刚度大，对房屋起到围护作用4）框架——剪力墙结构：在框架纵、横方向适当位置，柱与柱之间设置剪力墙特点：框架承担竖向荷载，剪力墙承担横向荷载5）筒体结构：用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体造价上：砌体结构˂钢筋混凝土结构˂钢结构抗震上：钢结构˃钢筋混凝土结构˃砌体结构综合考虑三、建筑结构功能1、功能要求1）安全性：正常和发生偶然事件，可承受各种作用仍保持稳定性，即不发生倒塌。
2）适用性：正常使用不发生大的变形，具有良好工作性能。
3）耐久性：正常维护下有足够耐久性能。
2.可靠性：规定时间内，规定条件下完成预定功能的能力。
即安全性、适用性、耐久性总称。
3.极限状态承载力极限状态：超过这一极限状态后，结构或构件就不能满足安全性要求，发生破坏。
正常使用极限状态：超过这一极限状态后，结构或构件就不能满足适用性或耐久性要求，发生变形影响正常使用。
4、结构设计年限：一类（临时性建筑）：结构设计年限5年二类（易于替换的结构构件）：结构使用年限25年三类（普通房屋）：结构设计使用年限50年四类（纪念性和特别重要的建筑物）：结构设计使用年限100年5、结构极限状态方程Z=R-SR--结构抗力；S--结构所承受荷载效应Z˃0可靠状态Z=0极限状态Z˂0失效状态§1.1 混凝土的强度指标混凝土强度是混凝土受力性能的一个基本标志。
在工程中常用的混凝土强度 有立方抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度等。
一、混凝土的立方抗压强度f cu 及强度等级： 立方抗压强度，是衡量混凝土强度大小的基本指标，是评价混凝土等级的标准。
《混凝土规范》规定，用边长为150mm 的标准立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度不小于90%）养护28天后，按照标准试验方法（试件的承压面不涂润滑剂，加荷速度约每秒0.15～0.3N/mm 2）测得的具有95%保证率的抗压强度，作为混凝土的立方抗压强度标准值，用符号f cu,k 表示。
根据立方体抗压强度标准值f cu,k 的大小，混凝土强度等级分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14级。
其中，C60~ C80属高强混凝土。
《混凝土规范》规定，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。
二、混凝土的轴心抗压强度fc ： 实际工程中，受压构件并非立方体而是棱柱体，工作条件与立方体试块的工作条件也有很大差别，采用棱柱体试件更能反映混凝土的实际抗压能力。
所以我国采用150×150×300mm 棱柱体试件测得的强度作为混凝土的轴心抗压强度。
《混凝土规范》中混凝土的轴心抗压强度标准值按下式计算： 12,0.88c k c ccu kf f αα= 式中—棱柱强度与立方强度之比，对C50及以下取=0.76，对C80取=0.82，中间按线性变化；—考虑C40以上混凝土脆性的折减系数，对C40取=1.0，对C80取=0.87，中间按线性变化。
轴心抗压强度是构件承载力计算的强度指标。
三、轴心抗拉强度ft混凝土的抗拉强度远小于抗压强度，只有抗压强度的1/10～1/18。
混凝土的抗拉强度可采用图3.2a 所示的试验方法来测定，即采用尺寸为 100×100×500mm 的柱体试件进行直接轴心受拉试验，但其准确性较差。
故国内外多采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测定（图3.2b ）。
图3.2 混凝土抗拉强度试验 a ）轴心受拉试件 b ）劈拉试验《混凝土规范》中混凝土轴心抗拉强度标准值按下式计算：0.550.45,,20.880.395(1 1.645)t k cu k c f f δα=⨯- 式中δ—混凝土立方强度变异系数，当f cu,k ＞60N/mm 2时，取δ=0.1。
§1.2 混凝土的变形性能一、混凝土的变形：混凝土的变形有两类。
一类是受力变形。
混凝土在一次短期荷载、多次重荷 载和长期荷载作用下都将产生变形。
另一类是体积变形，包括收缩、膨胀和温度变形。
这里只介绍混凝土的徐变和收缩。
二、混凝土的弹性模量、变形模量混凝土的弹性模量指混凝土的原点切线模量。
但是，混凝土不是弹性材料其 应力和应变不呈线性关系，在不同应力阶段的变形模量（应力与应变之比）不同，原点切线很难准确地作出。
实用中，采用应力上限为（0.4~0.5）f c 循环5~10次后的应力-应变曲线，应力为（0.4~0.5）f c 时的割线模量作为混凝土的弹性模量的近似值。
按照上述方法，《混凝土规范》经统计分析得到混凝土的受拉或受压弹性模量（N/mm 2）的经验计算公式：式中f cu,k —混凝土的立方抗压强度标准值（N/mm 2）。
三、混凝土在长期荷载作用下的变形——徐变 混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象，叫做混凝土的徐变。
产生徐变的原因目前研究得尚不够充分。
徐变特性主要与时间有关。
徐变始 时增长较快，以后逐渐减慢，经过较长时间趋于稳定。
混凝土的徐变对结构构件产生的不利影响主要是，增大混凝土构件的变形；在预应力混凝土构件中引起预应力损失等。
混凝土的徐变除与构件截面的应力大小和时间长短有关外，还与混凝土所处环境条件和砼的组成有关。
养护条件越好，周围环境的湿度越大，构件加载前混凝土的强度愈高，水泥用量愈少，混凝土越密实，集料含量越大，集料刚度越大，则徐变越小。
四、混凝土的收缩混凝土在空气中结硬过程中体积减小的现象称为收缩。
混凝土的收缩变形可延续2年以上，但主要发生在初期：2周可完成全部收缩量的25%，1个月约完成50%。
由于混凝土的收缩，当构件受到约束时，混凝土的收缩就会使构件中产生收缩应力，收缩应力过大，就会使构件产生裂缝，以致影响结构的正常使用；在预应力混凝土构件中混凝土收缩将引起钢筋预应力值损失，等等。
混凝土的收缩主要与下列因素有关：水泥用量愈多，水灰比愈大，收缩愈大；强度等级越高的水泥制成的混凝土收缩越大；集料的弹性模量大，收缩小；在结硬过程中，周围温度、湿度大，收缩小；混凝土越密实，收缩越小；使用环境温度、湿度大，收缩小。
§1.3 钢筋一、分类钢筋常用的分类钢筋种类很多，通常按化学成分、生产工艺、轧制外形、供应形式、直径大小，以及在结构中的用途进行分类：（一）按轧制外形分（1）光面钢筋：I级钢筋（Q235钢钢筋）均轧制为光面圆形截面，供应形式有盘圆，直径不大于10mm，长度为6m~12m。
（2）带肋钢筋：有螺旋形、人字形和月牙形三种，一般Ⅱ、Ⅲ级钢筋轧制成人字形，Ⅳ级钢筋轧制成螺旋形及月牙形。
（3）钢线（分低碳钢丝和碳素钢丝两种）及钢绞线。
（4）冷轧扭钢筋：经冷轧并冷扭成型。
（二）按生产工艺分热轧、冷轧、冷拉的钢筋，还有以Ⅳ级钢筋经热处理而成的热处理钢筋，强度比前者更高。
（三）按力学性能分Ⅰ级钢筋（235级）；Ⅱ级钢筋（335级）；Ⅲ级钢筋（400）（四）按在结构中的作用分：受压钢筋、受拉钢筋、架立钢筋、分布钢筋、箍筋等钢材含碳量越高强度越高二、钢筋力学性能钢材在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
（1）钢筋应力应变曲线延伸率小，塑性差，破坏有无预兆，脆性破坏Oa弹性阶段，bd屈服阶段，所对应屈服强度；de强化阶段，在e点达到极限抗拉强度，ef破坏阶段，延伸率大，塑性好，破坏有明显预兆，预警结构破坏三、钢筋的冷作硬化经过冷加工，使钢筋塑性变形后，能显著提高钢筋屈服极限和抗拉极限强度，塑性和弹性模量降低，称为冷作硬化。
冷加工后随时间延长而逐渐硬化称为时效，人工加热出现时效为人工时效，冷加工钢筋经过人工时效不但能显著提高钢筋屈服极限和抗拉极限强度，而且塑性和弹性模量也恢复冷加工以前数值。
冷加工方法冷拉、冷拔四、钢筋强度标准值和设计值强度设计值=强度标准值/材料强度分项系数钢筋质量检验指标屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。
§1.4 钢筋与混凝土的黏结一、钢筋混凝土粘结钢筋与混凝土两种不同性质的材料能有效地共同工作，是由于混凝土硬化后混凝土与钢筋之间产生了粘结力。
它由分子力（胶合力）、摩阻力和机械咬合力三部分组成。
其中起决定性作用的是机械咬合力，约占总粘结力的一半以上。
将光面钢筋的端部作成弯钩，及将钢筋焊接成钢筋骨架和网片，均可增强钢筋与混凝土之间的粘结力。
为保证钢筋与混凝土之间的可靠粘结和防止钢筋被锈蚀，钢筋周围须具有15～30毫米厚的混凝土保护层。
若结构处于有侵蚀性介质的环境，保护层厚度还要加大。
钢筋混凝土粘结锚固能力可以由四种途径得到：①钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。
②混凝土收缩，将钢筋紧紧握固而产生摩擦力。
③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用，也称咬合力。
④钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢来提供锚固能力。
绪论中已述及，结构上的作用可分为直接作用和间接作用。
其中直接作用即习惯上所说的荷载，它是指施加在结构上的集中力或分布力系。
一、荷载分类：按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类：（一）永久荷载（恒荷载）永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。
（二）可变荷载（活荷载）可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
