钢筋混凝土教案.doc

钢筋混凝土教案.doc

《钢筋混凝土教案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土教案.doc（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钢筋混凝土

教案

钟小兵

建筑工程系结构教研室

四川理工学院建筑工程系结构教研室教案

授课教师

钟小兵

开课系

建工系

开课学期

07-08-1

课程名称

钢筋混凝土Ⅰ

授课系级

专业

及班

土木051、2

课程类型

必修课（√）选修课（）

考核方式

考试（√）考查（）

课程教学

总学时数

80

学分数

5

学时分配

理论课80学时；实践课学时；

教材名称

混凝土结构（上下）

作者

吴培明、彭少民

出版社及

出版时间

武汉理工

2005

参考书目

书名

作者

出版社及出版时间

《混凝土结构原理》（上、中、下）

丁大钧

东南大学出版社2002

混凝土结构设计原理第2版

沈蒲生

高等教育出版社2005

混凝土结构设计第2版

沈蒲生

高等教育出版社2005

高层建筑结构设计

方鄂华

中国建筑工业出版社2005

建筑结构概念设计及案例

罗福午

清华大学出版社2005

钢－混凝土组合结构

聂建国

2005

高层建筑钢混凝土组合结构设计第2版

BungaleS.Taranath

罗福午译

中国建筑工业出版社1999

章节

名称

绪论

授课

类别

理论课（√）；实验课（）

教学

时数

2

教学目的及要求

使学生对本课程的基本情况有初步的了解与认识;

认识混凝土结构的常见类型

理解钢筋混凝土的一般概念及特点，国内外钢筋混凝土的发展简况及其应用

了解学习本门课程的基本方法

教学内容提要

备注

§1.1建筑结构的一般概念

建筑结构是指建筑物中用来承受各种作用的受力体系。

结构上的作用是指能使结构产生效应（内力、变形）的各种原因的总称。

主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构（ConcreteStructure）。

分类按材料①混凝土结构②砌体结构③钢结构④木结构

按受力和构造特点分：

多层与高层建筑：

混合结构体系框架结构体系剪力墙结构体系（包括框一剪、全剪、筒体结构）

单层大跨度建筑（屋盖结构）：

平面结构体系:

门式刚架、薄腹梁结构、绗架结构、拱结构。

空间结构体系：

壳体结构、网架结构、悬索结构。

§1.2混凝土结构的概念及优缺点

概念：

仅仅或主要以混凝土为材料的结构称为混凝土结构。

分类：

素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢骨混凝土结构

钢管混凝土结构、FRP筋混凝土、钢-混凝土混合结构、纤维混凝土

混凝土与钢筋的配合

混凝土结构的优点：

⑴材料利用合理：

钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。

⑵可模性好：

混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。

⑶耐久性和耐火性较好，维护费用低：

钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。

⑷现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。

⑸刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。

⑹易于就地取材：

混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。

混凝土结构的缺点：

⑴自重大：

不适用于大跨、高层结构。

（轻质、高强和预应力）

⑵抗裂性差：

普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差（露天、沿海、化学侵蚀）时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。

（预应力混凝土）

⑶承载力有限：

在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。

（高强、钢骨、钢管混凝土）

⑷施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。

（钢模、飞模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等）

⑸混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。

（混凝土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。

）

§1.3混凝土结构的发展简况

§1.4混凝土结构课程学习中应注意的问题

1、构件和结构设计是一个综合性问题

设计过程包括结构方案、构件选型、材料选择、配筋构造、施工方案等

还需要考虑安全适用和经济合理。

设计中许多数据可能有多种选择方案，因此设计结果不是唯一的。

最终设计结果应经过各种方案的比较，综合考虑使用、材料、造价、施工等各项指标的可行性，才能确定较为合适的一个设计结果。

2、工程项目的建设是国家的重要工作，必须依照国家颁布的法规进行

设计人员必须遵照各种结构类型的设计规范或规程进行设计。

各种设计规范或规程是具有约束性和立法性的文件，其目的是使工程结构的设计在符合国家经济政策的条件下，保证设计的质量和工程项目的安全可靠。

注意在学习中，有关基本理论的应用最终都要落实到规范的具体规定。

由于工程结构类型很多，不同的结构类型有不同的设计规范或规程，但混凝土结构的基本理论是一致的，应重点学好基本理论。

本学期以基本理论为主，并结合主要用于建筑结构的《混凝土结构设计规范GB500010》学习。

后续课程将结合各种结构类型，介绍有关的设计方法和设计规范。

3、设计工作是一项创造性工作

一方面在设计工作中必须按照规范进行

另一方面只有深刻理解规范的理论依据，才能更好地应用规范，充分发挥设计者的主动性和创造性。

规范是给傻瓜设计师编写的，注意学习中的创造性。

本学科还在不断的发展和更新，因此设计工作不应被规范束缚，在经过各方面的可靠性论证后，应积极采用先进的理论和技术。

规范一般十年左右修订一次，就是为了反映学科最新发展的成果。

4

教学重点

难点

重点：

钢筋混凝土的概念、优缺点，本课程的特点及要解决的问题。

难点：

本课程的特点及要解决的问题。

教学组织与设计

教学过程的组织

1、通过多媒体课件介绍建筑结构的基本概念及其分类；

2、逐一介绍混凝土结构的类型以及用途；

3、介绍混凝土结构的优缺点，特别强调混凝土结构的缺点就是它的发展方向；

4、混凝土结构不同于其他课程的几个方面，就是其学习方法，如没有标准答案，只比较哪个设计更好。

讨论作业习题的安排

讨论题目：

混凝土目前最主要的问题及改进方面

思考题：

5题

教学手段的应用

用多媒体课件展示各种混凝土结构形式

教学实施小结

46

章节

名称

钢筋和混凝土材料的力学性能

授课

类别

理论课（√）；实验课（）

教学

时数

4

教学目的及要求

理解混凝土结构主要用钢筋和混凝土材料制作而成，认识合理地进行混凝土结构设计的必要性，了解混凝土和钢筋的受力性能。

对混凝土和钢筋力学性能、相互作用和共同工作的了解，是掌握混凝土结构构件性能并对其进行分析与设计的基础。

教学内容提要

备注

§2.1钢筋的力学性能

一、钢筋的分类

1、化学成分：

2、外形：

4、供货形式

3、加工方法

二、钢筋的强度和变形

1．钢材的力学性能

（1）应力-应变曲线：

（2）屈服强度σs——钢筋强度设计计算的依据

对于有明显屈服点的钢材，由于钢材的屈服将产生明显的，不可恢复的塑性变形，从而导致构件可能在钢材尚未进入强化阶段就发生破坏或产生过大的变形和裂缝，因此在正常使用情况下，构件中的钢材应力小于其屈服强度。

故屈服强度是钢筋关键性的强度指标。

（4）混凝土对钢筋性能的要求：

（3）伸长率和冷弯性能——钢材的塑性性能指标

§2.2混凝土的力学性能

一、混凝土的强度

1、立方体抗压强度fcu,k（thecubecompressivedstrength）

《普通砼力学性能试验方法》（GBJ81—85）

以边长为150mm的立方体在20±3˚C的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度（以N/mm2计）作为混凝土的强度等级，并用符号

2、轴心抗压强度fc,k（thecompressivedstrength）

采用150mmx150mmx300mm棱柱体作为轴心抗压强度的标准试件

3、轴心抗拉强度ft,k（thedirecttensilestrength）

混凝土的双向受力强度

混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度

三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高

二、混凝土的变形

混凝土的变形分为两类：

混凝土的受力变形混凝土的非受力变形

1、混凝土在一次短期加荷时的变形

应力—应变曲线（图2－8、9）

3）混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量

2）混凝土的横向变形系数

2、混凝土在多次重复加荷时的变形

疲劳现象

强度值和弹性模量均有下降。

3、徐变：

在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形

§2.1钢筋与混凝土的粘结力

一、粘结力组成：

粘结力的定义及组成

粘结力的定义——若钢筋和混凝土有相对变形（滑移），就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力，这种力称为钢筋与混凝土的粘结力

粘结力的组成

1化学胶结力：

混凝土凝结时，由于水泥的水化作用在钢筋与混凝土接触面上产生的化学吸附作用力

2摩擦力：

混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力

3机械咬合力：

钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力

4钢筋端部的锚固力：

采取锚固措施后所造成的机械锚固力

二、影响粘结强度的因素

①砼强度，②保护层厚度，③钢筋净距，④横向配筋及侧向压应力，⑤浇筑砼时钢筋的位置，⑥钢筋表面形状。

教学重点

难点

重点：

混凝土的强度——立方强度、等级，轴心抗压、抗拉、弯曲抗压和疲劳强度。

混凝土的变形——混凝土在短期和长期荷载下的变形，混凝土的弹性模量、徐变、收缩和膨胀。

钢筋的形式、品种和级别，钢筋的强度、变形和弹性模量，钢筋的冷加工、弯钩和接头。

钢筋混凝土的粘结。

难点：

混凝土的强度、混凝土的疲劳强度、钢筋的强度。

教学组织与设计

教学过程的组织

1、重点介绍混凝土的强度等级，系指标准试件（边长为150mm）在标准条件下养护28后，用标准方法加压测得的具有95%保证率的抗压强度作为立方强度的标准值，亦称混凝土的强度等级。

对于非标