混凝土结构原理(叶燕华)第3章
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一课程简介《混凝土结构基本原理》课程属于土木工程专业必修的专业基础课程,也是土木工程专业重要的主干课程。
本课程的主要任务是使学生掌握混凝土结构的材料性能,以及各类构件(拉、压、弯、剪、扭、预应力)的受力性能、计算方法和配筋构造等结构设计的基本知识。
二本课程所支撑的毕业要求本课程所能支撑的毕业要求如下:本课程容与毕业要求指标点的对应关系毕业要求指标点在本课程中的实现路径()课程目标通过本课程的理论教案与课实验,使学生具备基本的知识和能力,课程的具体课程目标如下:课程目标1:具备本课程坚实的基础理论知识及应用能力。
课程目标2:能够运用数学、力学等知识进行基本构件的受力分析及公式推导问题,建立基本公式,并正确求解。
课程目标3:能够运用基本理论进行设计,解决工程中基本构件的截面设计及承载力校核问题。
课程目标4:能够熟练使用专业相关规和图集,结合本课程的知识解决实际工程问题。
课程目标5:通过理论教案并结合课实验,使学生具备研究的基本能力。
课程目标6:通过课实验,使学生具备选择、熟练使用仪器和设备的能力。
课程目标7:通过课实验,使学生具备团队意识并能够在团队中发挥作用。
()课程教案目标与毕业要求指标点的对应关系三教案基本容(一)理论教案基本容(学时)第一章绪论(学时)(支撑毕业要求;支撑课程目标)本章基本要求要求学生掌握混凝土结构的基本概念及特点、了解国外的发展现状及本课程的主要容要求及学习方法。
本章教案容1)混凝土结构的一般概念及特点。
2)混凝土结构在国外土木工程中的发展与应用简况。
3)本课程的主要容、要求及学习方法。
本章的重点和难点重点:混凝土结构的概念及特点、本课程的学习方法。
难点:混凝土结构在学习中应注意的问题。
第二章材料的力学性能(学时)(支撑毕业要求、;支撑课程目标、)本章基本要求要求学生掌握钢筋和混凝土的物理力学性能以及混凝土与钢筋的粘结性能。
本章教案容1)钢筋的品种和级别,钢筋的应力—应变曲线特性及数学模型,钢筋的塑性性能指标,钢筋的冷加工性能,重复荷载作用下钢筋的疲劳性能。
思考题-答案3.1 什么是结构上的作用?按时间的变异,作用分为哪几类?什么是作用效应?答:作用是指施加在结构上的力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间接作用)。
按时间的变异,作用可分为永久作用、可变作用、偶然作用。
作用效应是指由作用在结构上引起的内力(如弯矩、剪力、轴力和扭矩)和变形(如挠度、裂缝和侧移)。
当作用为直接作用时,其效应通常称为荷载效应,用S表示。
3.2 什么是设计基准期?建筑结构和桥涵结构的设计基准期分别是多少?答:设计基准期是确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。
建筑结构的设计基准期为50年,公路桥涵结构的设计基准期为100年。
3.3 什么是设计使用年限?建筑结构的设计使用年限是如何规定的?答:设计使用年限是设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,建筑结构的设计使用年限按下表采用。
建筑结构的设计使用年限3.4 结构有哪些功能要求?结构可靠性的概念是什么?结构可靠性与可靠度的关系如何?答:工程结构在规定的设计使用年限内应满足《统一标准》(GB50068-2001)规定的下述3项功能要求:(1)安全性:在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;在设计规定的偶然事件(如罕遇地震)发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。
(2)适用性:在正常使用时具有良好的工作性能,如不发生影响正常使用的过大变形、过宽裂缝和过大的振幅或频率等。
(3)耐久性:在正常维护下具有足够的耐久性能。
如结构材料的风化、老化和腐蚀等不超过一定的限度。
结构可靠性是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,是结构安全性、适用性和耐久性的总称。
结构可靠度是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
可见,结构可靠度是结构可靠性的概率度量,可靠性是一个定性概念,而可靠度则是一个定量概念。
3.5 什么是结构的极限状态?承载能力极限状态与正常使用极限状态又如何定义?各有哪些标志?答:整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。
《混凝土结构基本原理》教学大纲(理论类)一、课程的基本信息课程编号:09210010 课程性质:必修课学时:64 学分:4开课单位:土木工程系适用专业:土木工程先修课程:现代土木工程制图、工程力学二、课程目的与任务本大纲编写依据是“土木建筑工程结构专业教学计划”,本课程为专业主课。
本课程开设的主要目的是为建筑工程学习工程结构技术方面的有关知识。
通过本课程的学习,使学生掌握工程结构的基本理论、基本知识,并能进行整个房屋的结构设计。
三、课程教学基本要求在本课程的学习中,要求学生结合工程结构专业的特点和培养要求,熟悉工程结构计算基本原则、结构材料的选用;掌握结构设计方案的选择、建立结构设计的模型、结构的内力分析;掌握节点构造处理和基本的构造要求并能进行整个房屋的结构设计。
五、课程教学基本内容第一章绪论教学内容:1.1混凝土结构的一般概念1.2混凝土结构的发展简况及应用1.3本课程的特点与学习方法重点:结构的定义、混凝土结构的特点难点:无第二章混凝土、钢筋的物理力学性能教学内容:混凝土钢筋与混凝土的相互作用重点:钢筋与混凝土的粘结难点:钢筋混凝土的共同受力性能第三章钢筋混凝土结构设计方法教学内容:重点:极限状态设计方法的基本概念及设计的表达式难点:极限状态设计的表达式第四章受弯构件正截面承载能力计算教学内容:受弯构件截面形式及计算内容受弯构件的基本构造要求4.3 受弯构件正截面受力性能受弯构件正截面承载能力计算基本规定4.5 单筋矩形截面受弯构件正截面车载能力计算4.6. 双筋矩形截面受弯构件正截面车载能力计算4.7. T形截面重点:单筋、双筋矩形、T形截面受弯构件正截面承载力计算难点:计算公式理解与应用、条件判断方法、构造要求.第五章受弯构件斜截面承载力计算教学内容:5.1 斜裂缝的形成5.2 无腹筋梁的受剪性能5.3 有腹筋梁的截面受剪性能重点:掌握计算原理,计算步骤难点:受剪箍筋配筋计算第六章受扭构件截面承载力计算教学内容:6.1 概述6.2.构件的开裂扭矩6.3.纯扭构件承载能力计算6.4. 受剪扭构件受扭承载力计算6.5.受扭国家配筋构造要求6.6.压弯剪扭构件的承载能力计算6.7. 拉弯剪扭构件的承载能力计算重点:纯扭构件承载能力计算难点:压弯拉剪扭、拉弯剪扭构件的承载能力计算第七章受压构件截面承载力计算教学内容:7.1受压构件的类型及一般构造要求7.2 轴心受压构件承载力计算7.3 偏心受压构件的受力性能分析7.4 矩形截面偏心受压构件车载能力计算的基本公式7.5 不对称配筋矩形截面偏心受压构件承载力计算方法7.6 对称配筋矩形截面偏心受压构件承载力计算方法对称配筋工形截面偏心受压构件承载力计算双向偏心受压构件承载力计算偏心受压构件截面受剪承载力计算重点:偏心受拉构件承载力计偏心受拉构件承载力计算算难点:大、小偏心受拉计算第八章受拉构件承载力计算教学内容:8.1 轴心受拉构件8.2 偏心受拉构件正截面承载力8.3 偏心受拉构件截面受剪承载力重点:偏心受拉构件正截面承载力难点:偏心受拉构件正截面承载力计算第九章构件混凝土构件的裂缝、变形和耐久性教学内容:9.1概述9.2裂缝宽度验算9.3受弯构件的挠度验算重点:熟悉截面刚度的定义,弯曲刚度B意义,掌握挠度、裂缝宽度计算步骤难点:挠度、裂缝宽度计算第十章预应力混凝土构件教学内容:10.1 概述10.2 预应力混凝土构件的一般规定10.3 预应力损失预应力的传递长度和构件端部锚固区局部受压承载能力计算轴心受拉构件各阶段应力分析预应力混凝土轴心受拉构件计算预应力混凝土受弯构件的计算预应力混凝土构件的构造要求部分预应力混凝土与无粘结预应力混凝土结构重点:预应力混凝土各阶段应力分析、局部受压计算及构造要求难点:掌握计算方法与计算步骤,计算公式正确选用。
混凝土结构基础原理第3章思考题参考答案第3章思考题参考答案3-1 什么是钢筋与商品混凝土之间的粘结作用?有哪些类型?(1)钢筋与商品混凝土这两种材料能够承受由于变形差(相对滑移)沿钢筋与商品混凝土接触面上产生的剪应力,这种剪应力称为粘结应力,通过粘结应力传递二者的应力,使钢筋与商品混凝土共同受力,为粘结作用。
(2)根据受力性质,钢筋与商品混凝土之间的粘结作用分为两类:锚固粘结与裂缝间粘结。
3-2 钢筋与商品混凝土间的粘结力有哪几部分组成?哪一种作用为主要作用?(1)钢筋与商品混凝土间的粘结作用有三部分组成:1商品混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化○学胶着力;○2钢筋与商品混凝土接触面上的摩擦力;○3钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力。
(2)光圆钢筋的粘结力主要由摩擦力和机械咬合作用所组成;带肋钢筋主要表现为机械咬合作用。
3-3 带肋钢筋的粘结破坏形态有哪些?(1)由斜向挤压力径向分量引起的环向拉力增加至一定量时,会在最薄弱的部位沿钢筋的纵轴方向产生劈裂裂缝,出现粘结破坏,引起:○1梁底的纵向裂缝;○2梁侧的纵向裂缝。
(2)由斜向挤压力纵向分量引起:○1会在肋间商品混凝土"悬臂梁'上产生剪应力,使其根部的商品混凝土撕裂;○2钢筋表面的肋与商品混凝土的接触面上会因斜向挤压力的纵向分量产生较大的局部压应力,使商品混凝土局部被挤碎,从而使钢筋有可能沿挤碎后粉末堆积物形成的新的滑移面,产生较大的相对滑移;3当商品混凝土的强度较低时,带肋钢筋有可能被整体拔出,○发生刮出式的相对破坏。
3-4 影响钢筋与商品混凝土之间粘结强度的主要因素有哪些?影响钢筋与商品混凝土之间粘结强度的因素很多,其中主要有:(回答题目可以只写要点)(1)商品混凝土强度。
光圆钢筋及带肋钢筋的粘结强度均随商品混凝土强度等级的提高而提高,且与商品混凝土的劈裂抗拉强度近似成正比。
(2)浇筑商品混凝土时钢筋所处的位置。
浇筑深度超过300mm时的"顶部'水平钢筋,钢筋的底面商品混凝土由于水分、气泡的逸出和商品混凝土泌水下沉,并不与钢筋紧密接触,形成强度较低的疏松空隙层,削弱了钢筋与商品混凝土的粘结作用。
精编资料混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题...答:钢筋混凝土结构中钢筋应具备:(1)有适当的强度;(2)与混凝土黏结良好;(3)可...结构,原理混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同,其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据?答:软钢即有明显屈服点的钢筋,其应力—应变曲线上有明显的屈服点,应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋,其应力—应变曲线上无明显的屈服点,应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
2、钢筋冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?各种方法对强度有何影响?答:冷加工的目的是提高钢筋的强度,减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?答:钢筋混凝土结构中钢筋应具备:(1)有适当的强度;(2)与混凝土黏结良好;(3)可焊性好;(4)有足够的塑性。
5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种?我国热轧钢筋的强度分为几个等级?用什么符号表示?10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝?答:可以通过限制水灰比和水泥浆用量,加强捣振和养护,配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件,要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1.什么是结构可靠性?什么是结构可靠度?答:结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维修),完成预定功能的能力,称为结构可靠性。
结构在规定时间内与规定条件下完成预定功能的概率,称为结构可靠度。
2.结构构件的极限状态是指什么?答:整个结构或构件超过某一特定状态时(如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等)就不能满足设计规定的某一功能要求,这种特定状态就称为该功能的极限状态。