结构设计原理教案.doc

授课时间11月23日月 日月 日月 日十四周星期一周星期周星期周星期班级、节次10道桥一班（1、2）教学课题轴心受压构件的强度计算计划学时1教学目标知识目标：1、熟悉轴心受压构 件的受力特性；2、掌握轴心受压构件的承载力计算方法技能目标：1、能对轴心受压构件进行设计；2、会制作轴心受压构件其它能力目标：能读懂受压构件的设计图和施工图主要教学方法讲授法、举例法教学条件要求多媒体教学教学重点1、普通箍筋柱的破坏特性；2、轴心受压构件承载力计算；3、普通箍筋柱构造要求。教学措施讲授法教学难点普通箍筋柱的破坏特性教学措施讲授法、举例法参考资料结构设计原理学习指导 人民交通出版社教研室主任： 2011年11月23日教 学 过 程 设 计时间分配内 容方 法组织教学1分钟引入3分钟讲授新课6分钟教授新课6分钟组织教学:清点学生上课人数引入:上节课教学重点:受弯构件桥梁的组成（行车道板、人行道板、栏杆、主梁、支座、桥墩、桥台、基础、排水设施等）轴心受压构件：当构件受到位于截面形心的轴向压力时称之为轴心受压构件。偏心受压构件：承受作用不在截面形心处的轴向压力的构件称之为偏心受压构件。项目12:轴心受压构件的强度计算导言:钢筋混凝土轴心受压构件可分为两种基本类型：一种为配有纵向钢筋及普通箍筋的构件，称为普通箍筋柱 另一种为配有纵向钢筋及螺旋箍筋或焊环形箍筋的螺旋箍筋柱，如图：一、普通箍筋柱的破坏特性根据构件长细比的不同，普通箍筋柱分为：短柱（8）和长柱（8）1、短柱破坏（1）在开始加载时，混凝土和钢筋都处于弹性工作阶段，全截面发生压缩变形。（2）随着荷载的继续增加，柱中开始出现微小的纵向裂缝。（3）临近破坏荷载时，柱身出现很多明显的纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，箍筋间的纵向钢筋发生屈曲向外鼓出，混凝土被压碎，短柱宣告破坏。结论:短柱是一种材料破坏。讲授法讲授法讲授法举例法教 学 过 程 设 计时间分配内 容方 法教授新课6分钟2、长柱破坏（1）在开始加载时，混凝土和钢筋都处于弹性工作阶段，全截面发生压缩变形。（2）随着荷载的继续增加，长柱产生横向绕度，柱中出现凹侧和凸侧，凹侧压力比凸侧大，开始出现微小的纵向裂缝。（3）临近破坏荷载时横向绕度迅速增大，凸侧由受压突然变为受拉，构件破坏时，首先在靠近凹边出现大致平行于纵轴方向的纵向裂缝，而在凸边发生水平的横向裂缝，随后受压区混凝土被压溃，纵筋向外鼓出，横向挠度迅速发展，构件失去平衡，最后将凸边的混凝土拉断长柱宣告破坏。结论：长柱是一种失稳破坏。长细比愈大，即柱子愈长细，则稳定系数值愈小，承载能力愈低。相同截面尺寸相同材料相同配筋的短柱比长柱承载力大讲授法举例法教 学 过 程 设 计时间分配内 容方 法教授新课8分钟二、强度计算1、基本公式：如图。2、截面设计截面尺寸已知时，可由下式计算所需钢筋截面面积。3、强度复核首先应根据长细比=Lo/b查出值，由基本公式求得截面所能承受的纵向力所求得的截面承载能力应大于计算纵向力。讲授法教 学 过 程 设 计时间分配内 容方 法教授新课4分钟三、构造要求1、截面形式：正方形、矩形、工字形、圆形2、截面尺寸：截面最小边长不宜小于250mm3、纵向主筋筋：（1）纵向受力钢筋的直径不应小于12mm且不大于32mm，其净距不应小于50mm，也不应大于350mm，根数不少于根。（2）构件的全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。构件的最小配筋率不应小于0.5%。4、箍筋：（1）箍筋应做成封闭式，以保证钢筋骨架的整体刚度。（2）箍筋间距应不大于纵向受力钢筋直径的15倍且不大于构件横截面的较小尺寸且不大于400mm。（3）箍筋直径不小于8mm且不小于纵向钢筋直径的1/4。讲授法教 学 过 程 设 计时间分配内 容方 法教授新课5分钟总结2分钟例题：预制的钢筋砼轴心受压已知构件截面尺寸为：bh=300mm350mm；计算长度lo为4.5m；采用C30砼；HRB335纵向钢筋和R235箍筋；轴向压力组合设计值Nd=800KN；类环境条件；安全二级；试进行截面设计？解：1、计算长细比 =Lo/b=4.5103/300=152、由查稳定系数 由表7-1查的=0.903、求钢筋面积 =1.08001030.90.9013.810500/0.90.90280 =3009.8 mm24、选择钢筋实际面积、直径和根数 现选择1022(=3141 mm2)小结： 轴心受压构件是工程中常见构件，在结构中具有重要作用，一旦产生破坏，往往导致整个结构的损坏，甚至倒塌，因此，在设计、施工过程中必须严格按照公路桥规规范要求，在充分利用材料满足构件承载力的同时满足结构的构造要求。举例法讲授法归纳总结普通箍筋柱的短柱是一种材料破坏，长柱是一种失稳破坏；长细比的存在会导致构件承载力的降低；普通箍筋柱的承载力主要由混凝土和纵向主筋承担；螺旋箍筋柱的承载力比普通箍筋的承载力大。作业布置钢筋混凝土受压构件中为何不应采用过大的配筋率？板书设计项目12:轴心受压构件的强度计算一、普通箍筋柱的破坏特性：1、2、二、强度计算：1、2、3、三、构造要求：1、2、3、4、教后体会实际工程中，