钢筋混凝土结构设计原理教案

《钢筋混凝土结构设计原理》课程教案设计

授课教师:

课题1.1混凝土结构的一般概念计划学时1学时

基本要

熟悉混凝土的一般概念

求

1、熟悉混凝土结构的类型；

内容重2、掌握钢筋和混凝土能共同工作的主要原因；

点3、熟悉混凝土结构的优缺点。

钢筋和混凝土这两种性质不同的材料能够组合在一起共同工作

内容难的原因。

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

一、混凝土结构的概念

熟练掌握基本概念

钢筋和混凝土这两种材料按照合理的方式结合在一起共同

工作，钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力。二、混凝

透彻理解钢筋和混凝

土结构的分类

土能共同工作的原因

1、素混凝土结构

2、钢筋混凝土结构熟悉钢筋混凝土结构

3、预应力混凝土结构的优缺点

4、其他形式的加筋混凝土结构

图1.1素混凝土梁和钢筋混凝土梁的破坏情况

(a)素混凝土梁；(b＞钢筋混凝土梁

第1页

三、钢筋和混凝土能够有效结合在一起共同工作

的原因

1、钢筋和混凝土之间存在粘结力，使二者之间能传递力和变

形。粘结力是使这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。

2、钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近。当温度变化

时，钢筋和混凝土的粘结力不会因两者之间过大的相对变形而破

坏。

四、钢筋混凝土基本构件的分类

1、受弯构件

2、受压构件

3、受拉构件

4、受扭构件

5、复杂受力构件，如压弯构件、拉弯构件、弯扭构件、拉弯扭

构件等。

五、混凝土结构的优点

1、强度高

2、耐久性好

3、耐火性好

4、可模性好

5、整体性好

6、易于就地取材

六、混凝土结构的缺点

1、结构自重大

2、抗裂性差

3、一旦损坏修复比较困难

4、施工受季节环境影响较大

第2页

1.2混凝土结构的发展简况及其工程应用

课题计划学时1学时

1.3本课程的特点与学习方法

基本要了解混凝土结构的发展简况及其工程应用，

求了解本课程的特点与学习方法

1、混凝土结构的发展简况及其工程应用

内容重2、本课程的特点

点3、学习方法

内容难本课程的特点和学习方法

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

1.2混凝土结构的发展简况及其工程应用

一、混凝土结构发展的几个阶段了解混凝土结构的发

1、第一阶段：展简况及其工程应用

2、第二阶段：

3、第三阶段：二、混凝土结构的工程应用

1、房屋建筑工程

2、桥梁工程

3、特种结构与高耸结构

4、水利及其他工程了解本课程的特点

三、混凝土结构的发展概况熟悉学习方法

1、材料方面

2、结构方面

3、施工技术

四、混凝土结构计算理论的发展概况

1、混凝土结构计算理论的发展概况

目前，包括我国在内的很多国家都采用以概率理论为基础的

极限状态设计方法。

2、我国混凝土结构设计规范的发展概况

现行《混凝土结构设计规范》

1.3本课程的特点与学习方法

一、本课程的特点与学习方法

1、掌握好钢筋和混凝土材料的力学性能

2、钢筋和混凝土两种材料的数量比例和强度搭配问题

3、计算公式

1、学会对多种因素进行综合分析的设计方法

5、学会运用现行的《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)

第3页

2钢筋混凝土材料的力学性能

课题1.1钢筋的形式和品种计划学时1学时

2.2钢筋的力学性能

基本要

掌握钢筋的力学性能，熟悉钢筋的形式和品种

求

1、钢筋的形式和品种

内容重2、掌握钢筋的力学性能

点

钢筋的力学性能

内容难

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

1.1钢筋的形式和品种

了解钢筋的形式和品

一、钢筋的主要化学成分

种

铁（Fe）、碳（C）、钵（Mn）、

硅（Si）、磷（P）、硫（S）

二、钢筋和钢丝的分类

掌握钢筋的力学性能

1、热轧钢筋：HPB235、

HRB335,HRB400,RRB400

2、冷拉钢筋

3、钢丝

4、热处理钢筋

(a)

(b)

图2.1变形钢筋的外形

Ca＞螺纹钢筋,＜b＞月牙纹钢筋

第4页

1.2钢筋的力学性能

一、有明显屈服点的钢筋的应力一应变曲线

热轧钢筋和冷拉钢筋属于有明显屈服点的钢筋。

二、无明显屈服点的钢筋的应力一应变曲线

钢丝和热处理钢筋属于无明显屈服点的钢筋。

一般取残余应变为0.2%的应力为“条件屈服强度

第5页

课题2.3钢筋的冷加工和热处理计划学时1学时

2.4对钢筋质量的要求

2.5钢筋的蠕变、松弛和疲劳

2.6混凝土的强度等级

基本要掌握混凝土的强度等级的划分，熟悉对钢筋片员量的要求及钢筋的蠕

求变、松弛和疲劳的概念，了解钢筋的冷加工和热处理。

1、混凝土的强度等级

内容重2、对钢筋质量的要求，蠕变、松弛和疲劳的概念

点3、冷加工和热处理工艺

混凝土的强度等级的划分，钢筋质量的要求。

内容难

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

2.3钢筋的冷加工和热处理熟悉基本概念

一、冷拉.只能提高钢筋的抗拉强度二、冷拔可以

掌握混凝土的强度等

同时提倡钢筋的抗拉强度和抗压强度

i级的有关内容

CT

C9

冷拉

应力

Oo>,冷拉伸长率

图2.6钢筋冷拉前后的

应力-应变曲线

第6页

2.4对钢筋质量的要求

一、屈服强度

在一般结构的设计中，取屈服强度作为可以利用的应力上限，也

就

是钢筋的强度。

二、强屈比

极限抗拉强度与屈服强度的比值不低于1.25

三、伸长率>4°

四、四项保证

屈服强度、极限抗拉强度、伸长/失一

五、钢筋的接头形式2.5由夕'—Ji

一、蠕变图2.7钢筋的弯转

钢筋在高应力作用下，随时间增长其应变继续增加的现象。

二、松弛

钢筋受力后，若保持长度不变，则其应变随时间增长而降低的现象。

三、钢筋的疲劳

钢筋在承受重复、周期动荷载作用下，经过一定次数后，从塑性破

坏的性质转变成脆性破坏突然断裂的现象。

钢筋在疲劳破坏时的强度低于钢筋在静荷载下的极限强度。

2.6混凝土的强度等级一、混凝土的立方体强度

混凝土的立方体强度，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。用符号feu表示，单位为N/mm%

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℃±30c,相对温度不小于90%)养护28d后在试验

机上试压。试验时，试块表面不涂润滑剂，全截面受力，加荷速度

约为0.15~0.25N/(mm!.s),>

二、混凝土的强度等级

我国现行《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级，是按立

方体强度标准值确定的，用符号C表示，规范中列出14个等级，

即：

C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、

C70、C75、C80o字母C后面的数字表示以N/mm。

为单位的立方体抗压强度标准值。

第7页

2.7混凝土的强度

课题2.8荷载作用下混凝土的变形性能计划学时1学时

2.9混凝土的徐变和收缩

基本要

掌握混凝土强度和变形性能，熟悉混凝土的徐变和收缩

求

1、掌握混凝土的强度和大小如何确定

内容重2、掌握荷载作用下混凝土的变形性能

点3、掌握混凝土的徐变和收缩

立方体抗压强度、复杂受力状态下的强度

内容难混凝土在荷载作用下的应力-应变曲线

点徐变和收缩的概念、分析

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

混凝土的强度

2.7熟练掌握基本概念

一、混凝土的立方体抗压强度

立方体抗压强度是混凝土的基本强度指标。混凝土结构设计

中使用的混凝土其他强度值，都可以根据立方体强度值换算得

出。

透彻理解混凝土的变

二、混凝土的轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc

形性能

标准棱柱体试件：150X150X300

三、混凝土的轴心抗拉强度长

混凝土的抗拉强度远小于其抗压强度，一般只有抗压强度的

1/18~1/9。熟悉混凝土的徐变和

四、复杂受力状态下混凝土的强度收缩的有关内容

混凝土两向受压和三向受压时，各个方向上的抗压

强度都有很大的提高。

2.8荷载作用下混凝土的变形性能

一、混凝土的应力一应变关系

二、混凝土的弹性模量

1、初始弹性模量E0=tan%°y

2、切线模量E,=tana"夕一'

3、割线模量纥=tan%

祝范推荐O|£,e

图2.14混凝土弹性模状及变形模缺

第8页

Ec=(A/'/zwn-)

2.2+山

几

三、泊松比

横向应变与纵向应变的比值称为泊松比。

G—

°2(1+V)

2.9混凝土的徐变和收缩

一、混凝土的徐变

混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变。

徐变会造成结构的内力重分布，会使结构变形增大，会引起预应力

损失，在高应力作用下，还会导致构件破坏。

二、混凝土的收缩和膨胀

混凝土在空气中结硬时体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。

混凝土在水中结硬时体积会膨胀，这种现象称为混凝土的膨胀。

第9页

2.10钢筋与混凝土间的黏结

课题计划学时1学时

2.11钢筋混凝土的一般构造规定

基本要

掌握钢筋混凝土的一般构造规定

求

1、钢筋与混凝土间的黏结

内容重2,钢筋混凝土的一般构造规定

点

钢筋混凝土的构造规定

内容难

八占、、

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

2.10钢筋与混凝土间的粘结

一、钢筋与混凝土之间粘结力

1、钢筋与混凝土接触面上化学吸附作用力，也称胶结力。

2、混凝土的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力，也

称咬合力。熟练掌握钢筋混凝土

4、钢筋端部加弯钩、弯折或在锚固区焊短钢筋、焊角钢等来提的一-般构造规定

供锚固能力。

二、直段光面钢筋的粘结能力来源于胶结力和摩擦力。

三、变形钢筋的粘结能力主要来源于摩擦力和机械咬合

作用力。

2.11钢筋混凝土的一般构造规定

一、混凝土保护层

从钢筋外边缘到混凝土外边缘的距离为混凝土的保护层厚度。

二、钢筋的锚固

三、钢筋的连接

四、纵向钢筋的最小配筋率

翁IF—

(a)

皿"力〃〃力侑化〃⑦徐/例期北〃〃.........

(b)

图2.25钢筋的搭接接头

(a)光面用筋;(b)规律变形用筋

第10页

3混凝土结构基本设计原则

课题计划学时1学时

3.1结构的功能要求

基本要

熟悉结构的功能要求，理解作用、作用效应、抗力和可靠性的概念

求

1、结构的作用、作用效应和抗力

内容重2、结构的功能要求

点3、结构的可靠性与安全等级

结构的作用的分类

内容难结构的功能要求

点安全等级

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

3.1结构的功能要求

熟悉基本概念

一、混凝土结构的组成与作用

结构是由不同受力构件组成的承受各种外部作用的骨架。

二、结构上的作用

结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载（包括永

久

荷载、可变荷载等），以及引起结构外加变形或约束变形的原因，

如基础沉降、温度变化、混凝土收缩、焊接等作用。

施加在结构上的集中荷载或分布荷载称为直接作用。

引起结构外加变形或约束变形的其他作用称为间接作用。

三、结构上的作用的分类㈠、按随时间的变异分类

1、永久作用

2、可变作用

3、偶然作用

㈡、按随空间位置的变异分类

1、固定作用

2、可动作用

㈢、按结构的反映分类

1、静态作用

2、动态作用

四、荷载效应一S

结构上的作用使结构产生的内力和变形（如轴力、弯矩、剪

力扭矩、挠度、转角和裂缝等）称为作用效应，若作用为直接作

用，则其效应称为荷载效应So

五、结构抗力一R

结构或结构构件承受内力和变形的能力（如构件的承载能

力、刚度等）称为结构抗力R。

第11页

六、结构的功能要求

1、安全性

2、实用性

3、耐久性

七、结构的可靠性

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。

八、结构的安全等级

第12页

3.2结构的极限状态

课题计划学时1学时

3.3随机变量的统计特征

基本要

掌握结构的极限状态，了解随机变量的统计特征

求

1、结构的极限状态的概念

内容重2,结构的极限状态的分类

点3、结构极限状态方程

结构的极限状态的分类

内容难结构的极限状态方程

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

3.2结构极限状态

熟练掌握极限状态的

一、极限状态的概念分类、各自的状态内

结构在即将不能满足某项功能要求时的特定状态，称为该功能的容

极

限状态。

二、极限状态的分类

㈠承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或产生了不

适于继续承载的过大变形。

1、整个结构或其中的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、过大的

滑

移）；

2、结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或

因过度的塑性变形而不适于继续承载（如受弯构件中的少筋梁）；

3、结构转变为机动体系（如超静定结构由于某些截面的屈服，使

结

构成为几何可变体系）；

3、结构或构件丧失稳定（如细长柱达到临界荷载发生压屈）。

㈡、正常使用极限状态

结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的极限状

态。1、影响正常使用或外观的变形（如过大的挠度）；

2、影响正常使用或耐久性的局部损坏（如不允许出现裂缝结构的

开

裂，对允许出现裂缝的构件，其裂缝宽度超过了允许限值）；

3、影响正常使用的振动；

4、影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。通常

按承载能力极限状态进行结构构件的设计。再按正常使用极限状

态进行验算。

二、结构极限状态方程

Z=R-S=g（R,S）

当Z>0时，结构处于可靠状态。

当Z<0时，结构处于失效状态。

当z=o时，结构处于极限状态

第13页

随机变量的统计特征

3.3了解随机变量的统

一、随机变量计特征

荷载和材料强度均为非确定的随机变量，基本参数的确定以及可靠

度的计算都要用到随机变量数理统计方面的知识。

对于具有多种可能结果的事件，称为随机事件。

表示随机事件各种可能结果的变量称为随机变量。

二、结构主要荷载与抗力参数的分布

建筑结构设计中遇到的主要基本变量均可借助于统计数学研究。

目前常用两种概率模型：

对于与时间参数无关的永久荷载，一般采用随机变量概率模型；对

于与时间参数有关的可变荷载，一般采用随机过程概率模型。如果

同时考虑荷载随时间、空间变异时，则采用多维随机概率模型更为

合理，但目前处于研究阶段。

第14页

课题3.4概率极限状态设计法计划学时1学时

基本要

掌握概率极限状态设计实用设计表达式

求

1、结构的可靠度的概念

内容重2、掌握实用的设计表达式

点

实用设计表达式

内容难

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

概率极限状态设计法

3.4熟练掌握基本概念

一、结构可靠度

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。

二、结构目标可靠指标

破坏状态有延性破坏和脆性破坏之分。

结构构件发生延性破坏前有预兆可察，可及时采取补救措施，故透彻理解承载力极限

目状态设计表达式

标可靠指标可定得稍低些；

结构发生脆性破坏时，破坏常系突然发生，比较危险，目标可靠

指

标就应定得高些。《建筑结构设计统一标准》根据结构的安全等

级

和破坏类型，规定了按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标

见

表3.3。

三、实用设计表达式

y°S&R（3.11）

It

S=XGCGGK+LCQIQIK+E叽^QiCQiQiK（3.12）

22

R=…）（3.13）

Yo—结构重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结

构构件，可分别取1.1、1.0、0.9；

S——荷载效应设计值；R——结构构件设计抗力；GK——永久

荷载的标准值；QiK——第一个可变荷载的标准值，该可变荷载

标准值的效应大

于其他任意第i个可变荷载标准值的效应；

QiK——其他第i个可变荷载的标准值；YG——永久荷载分项系

数，一般情况下可采用1.2,当其效应

对结构有利时取1.0

第15页

YQ1,丫Qi——第一个和其他第i个可变荷载分项系数，一般情况

下可采用1.4,对于工业建筑楼面，当楼面活荷载

标准值-4kN/m2时,可采用1.3。CG\CQI、CQ—

永久荷载、第1个可变荷载和其他第i个可变荷

载的荷载效应系数；

巾疝——第i个可变荷载的组合值系数，当风荷载与其他可变荷载

组合时，均可采用0.6；当有风荷载参与组合时，均采用

l.Oo

对于一般排架、框架结构，式(3.13)中的荷载效应设计值可

采用下列简化方法计算：

中".合时，可采用

S=/(;G;GK十中〉/%CQQ底用下列极限状

态<=1

S>0

S——倾覆、滑移验算时的荷载效应设计值，按《荷载规范》的规

定进行计算。

第16页

2.4概率极限状态设计法

课题计划学时1学时

3.5混凝土结构设计方法的演变

基本要

掌握概率极限状态设计法的实用设计表达式，了解设计方法的演变。

求

实用设计表达式

内容重

点

实用设计表达式的各项系数的取值

内容难

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

2、正常使用极限状态计算要求

n

---------x=次应熟练掌握基本概念

fl

红C/K，使

£豆期

tCGGK+E%CQ，Q

1=1

透彻理解正常使用极

限状态设计表达式

3、材料强度设计值

混凝土和钢筋的强度设计值为强度标准值除以相应的材料

强度分项系数。

工"

Ye

fs=~

YS

对混凝土，Yc=1.4对钢筋，YS=L24、荷载组合

（1）荷载的标准值一指结构在其使用期间，正常情况下可能出

现的最大荷载值。

（2）荷载准永久值一是可变荷载在正常使用极限状态按长期效

应组合设计时采用的荷载代表值。

第17页

3.5混凝土结构设计方法的演变

一、容许应力设计法二、破损阶段设计法半概率半经验了解混凝土结构设

设计法四、近似概率极限状态设计法计方法的演变

第18页

4受弯构件正截面承载力计算

课题4.1概述计划学时1学时

4.2试验研究分析

基本要

掌握梁的正截面工作的三个阶段

求

1、梁的受力性能

内容重2、梁正截面工作的三个阶段

点

梁的正截面工作的三个阶段

内容难

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.1概述

一、单筋受弯构件仅在受拉区配置受力钢筋的受弯构件。熟练掌握基本概念

二、双筋受弯构件仅在受拉区配置受力钢筋的受弯构件。

4.2试验研究分析

一、梁的受力性能

着重研究梁正截面受力和变形的变化规律，通常采用两点加荷，透彻理解梁正截面工

在作的三个阶段的截面

两个对称集中荷载间的区段，形成纯弯段，可以基本一上排除剪力应力分布

的

影响。

二、梁正截面工作的三个阶段

1.截面应力分布在各个阶段的变化特点

■才一方才才n

O

1二j

in.1T~f>,

图4.4钢筋混凝土梁三个阶段应力

第19页

课题4.2试验研究分析计划学时1学时

基本要

掌握梁的正截面工作的三个阶段

求

1.梁正截面工作的三个阶段

内容重2.配筋率对正截面破坏性质的影响

点

1.梁的正截面工作的三个阶段

内容难2.配筋率对正截面破坏性质的影响

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.2试验研究分析

2.梁正截面工作三个阶段的破坏特征熟练掌握配筋率基本

三、配筋率对正截面破坏性质的影响概念

1.配筋率：

A.s

P

2.梁的破坏类型透彻理解梁正截面工

(1)、适筋梁一一破坏始自受拉区钢筋的屈服。作的三个阶段的破坏

(2)、超筋梁一一配筋率很大，破坏始自受压区混凝土的压碎。特点以及梁的不同破

(3)、少筋梁一一配筋率很低一裂就坏。坏类型的特点

图4.5梁的三种破坏形式

U)透筋梁.<!>>超肪梁少筋糜

第20页

课题4.3受弯构件正截面承载力计算方法计划学时1学时

基本要

掌握基本假设，透彻理解受力分析

求

1.基本假设

内容重2.受力分析

点

1.基本假设

内容难2.受力分析

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.3受弯构件正截面承载力计算

一、基本假设熟练掌握基本假设

1.截面应变保持平面

2.不考虑混凝土的抗拉强度，认为拉力全部有受拉钢筋

承担

3.混凝土受压应力-应变关系

4.钢筋应力-应变关系透彻理解受力分析

二、受力分析

1.单筋矩形截面梁应力及应变分布图

九

T=fA

图4.9单筋矩形梁应力及应变分布图

2.受力分析：

(1)力的平衡方程

(2)力矩的平衡方程

第21页

课题4.3受弯构件正截面承载力计算方法计划学时1学时

基本要

掌握等效矩形应力图的代换原则，透彻理解&、PM1N

求

1.等效矩形应力图

内容重2.g、PMIN

点

1.等效矩形应力图

内容难2.gb、PMIN的确定

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.3受弯构件正截面承载力计算

三、等效矩形应力图形透彻理解等效矩形应

1.代换的原则：保证两图形压应力合力的大小和作用点位置力图代换的原则以及

不变。&b、PMIN的确定

2.Bi、a的取值

四、界限相对受压区高度与最小配筋率

1、相对受压区高度

2、£=£=&乏(4.4)

品=甘=将(4.5)

ho九o

有屈服点的钢筋气=——3

1

十7怎

无屈服点的钢筋：4、

对受弯梁类构件，受拦b--0002八十。，同时不应小

1T----------------------------F

―1—•jri

0.2o

第22页

课题4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算计划学时1学时

基本要

掌握基本公式和适用条件，熟悉截面构造要求

求

1.基本公式

内容重2.适用条件

点

1.基本公式

内容难2.适用条件

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算熟练掌握截面的构造

一、基本公式与适用条件要求

1.基本公式

(1)单筋矩形截面梁的计算简图透彻理解基本公式和

严适用条件

C

十

_I,

图4.12单筋矩形截而梁计算筒图

(2)基本公式

A.力的平衡：&/以=7,4

B.力矩平衡：I2)

2.适用条件

(1)防止超筋破坏

&W&b、XWXb=€bh()

(2)防止少筋破坏

P2PMIN

3.截面构造要求

板的分布钢筋的作用：垂直于板受力钢筋方向上布置的构造钢筋

称为分布钢筋。分布钢筋的作用是将板面上的荷载更均匀地传布

给受力钢筋，同时在施工中可固定受力钢筋位置，而且它也能抵

抗温度和收缩应力。分布钢筋按构造配置，分布钢筋的截面面积

不应小于受力钢筋截面面积的10%,其间距不应大于300mm,当

板所受的

第23页

温度变化较大时，或板上集中荷载较大时，分布钢筋间距不宜大于熟练掌握截面的构

200mm.分布钢筋的直径通常取4〜6mm。造要求

(1)、梁的构造要求：

净距2?0ynm

净距，25mm净保护层

225nlm

图4.13梁钢筋净距、保护层厚度及有效高度

(2)、板的构造要求：

分布钢筋受力钢筋

W300

分布钢筋

受力钢筋

1—1

图4.14板的配筋

第24页

课题4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算计划学时1学时

基本要

熟练掌握基本公式和适用条件，熟悉截面构造要求

求

基本公式的应用

内容重

点

基本公式的应用

内容难

点

课后作

习题4.16、4.17、需要时间1学时

业

讲授内容备注

4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

二、基本公式的应用透彻理解基本公式和

1.基本概念适用条件

控制截面

2.截面设计熟练运用公式计算

在进行截面设计时，通常是已知弯矩设计值M,要求确定构

件的截面尺寸及配筋。对适筋梁正截面受弯承载力起决定作用的

是钢筋的强度，而混凝土强度等级的影响不很明显。

（1）基本公式法

（2）计算表格法

4=71-2as

2

（3）例题讲解

对已经建成的或已完成设计的结构构件，其截面尺寸、配筋量

和材料等均己知，要求计算截面的受弯承载力，或复校截面承受

某个弯矩值是否安全。

截面复核的根本是求截面极限弯矩值。

1.截面复核

例题讲解

第25页

计划学

课题4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算1学时

时

基本要求熟练掌握基本公式和适用条件

1.基本公式的推导

内容重点2.适用条件

1.基本公式

内容难点2.适用条件

需要时

课后作业

间

讲授内容备注

4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

一、基本概念透彻理解基本

1.双筋截面的适用范围公式和适用条

?采用双筋截面1、当截面承受的弯矩较大，而截面尺寸受到使用条件件

的限制，不允许继续加大，混凝土强度等级也不宜提高时，则应采用双

筋截

面，即在受压区配置钢筋以协助棍凝土承担压力，使破坏时受拉钢筋应

力达到屈服强度而受压混凝土尚不致过早被压碎。

2、在某些构件的截面中，不同的荷载作用情况下可能产生变号弯

矩，如在风力或地震力作用下的框架横梁，为了承受正负弯矩分别作用

时截面出现的拉力，需在梁截面的顶部及底部均配置钢筋，则截面便成

为双筋截面。

3,在一般情况下采用受压钢筋来承受截面的部分压力是不经济的，应

避免采用，但双筋梁可以提高截面的延性及减小使用阶段的变形。

2.双筋截面的优缺点

二、受压钢筋的应力

《规范》规定在计算中考虑受压钢筋并取?=人■时，必须满足：

如不满足上式，说明截面破坏时受压钢筋应变不能达到0.002,认

为受压钢筋不屈服。

二、基本公式与适用条件

1、基本公式

+fy-Ak=/yA*

M-j+fyA/h。a.)

2、适用条件

(1)、为防止超筋破坏：

第26页

xWXbYb%、

(2)、为保证受压钢筋达到抗压设计强度：

3)、若“<24,则说明受压钢筋不能达到抗压设计强度，《规范》

规定取x=24则对受压钢筋合力点取矩，得到正截面受弯承载力

计算公式：M&M"=44(%-%)

第27页

课题4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算计划学时1学时

基本要

熟练掌握基本公式和适用条件

求

基本公式的应用

内容重

点

基本公式的应用

内容难

点

课后作

习题4.19、4.22需要时间1学时

业

讲授内容备注

4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

二、基本公式的应用透彻理解基本公式和

1.截面设计适用条件

情况1：已知材料强度等级、截面尺寸及弯矩设计值，求受拉受

压熟练运用公式计算

钢筋面积。

计算步骤：（1）在实际计算中，应使截面的总的钢筋截面面积最

少，应考虑充分利用混凝土的强度。令％=刍4

M-afbxm-：）

=.2

（2）将其代入，解得：

_afbx+f'A

A-

（3）解得：A

情况2：已知材料强度等级、截面尺寸、弯矩设计值及受压钢筋

面

积，求受拉钢筋面积。

充分利用受压钢筋的强度，以使总用钢量为最小。联立求

解两个基本公式，求解混凝土受压区高度和受拉钢筋面积。2、

截面2、截面复核

已知材料强度等级、截面尺寸和受拉受压钢筋面积，

要求复核截面的受弯承载力。

联立求解两个基本公式。

第28页

课题4.6T形截面受弯构件正截面承载力计算计划学时1学时

基本要

熟练掌握基本公式和适用条件

求

1.基本公式的推导

内容重2.适用条件

点

1.基本公式

内容难2.适用条件

点

课后作

需要时间

业

讲授内容备注

4.6T形截面受弯构件正截面承载力计算

一、基本概念透彻理解基本公式和

1.T形截面适用条件

2.T截面的翼缘计算宽度的取值

3.T形截面的运用情况

二、基本计算公式与适用条件

1.T形截面类型的判别

图4.28两类T形截面

2.两类T形截面的界限

图4.29两类T形截面的界限

第29页

3、判别公式：

透彻理解基本公式

ajEM之fvA

和适用条件

..h

彳f)

(1)、第一类T形截面2

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