工程結(jié)構(gòu)項(xiàng)目三教案

1、衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁課程名稱工程結(jié)構(gòu)授課班級(jí)14道橋授課時(shí)間2015 年 3 月 31 日第 4 周 第5、6 節(jié)2015 年 4 月1 日第 4周 第5、6 節(jié) 2015 年 4 月2日第 4 周 第3、4 節(jié)教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目三 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算任務(wù)一 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求任務(wù)二 鋼筋混凝土梁正截面破壞特征任務(wù)三 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問題教學(xué)目的1. 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)2. 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問題教學(xué)重點(diǎn)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問題教學(xué)難點(diǎn)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問

2、題授課方法課堂講解、視頻演示教學(xué)用具多媒體復(fù)習(xí)提問課后作業(yè)課后小結(jié)本次課主要介紹鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求及破壞形態(tài)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問題。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容項(xiàng)目三 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算任務(wù)一 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的構(gòu)造要求分解任務(wù)：1、已知矩形截面梁b×h=250mm×500mm,承受的計(jì)算彎矩Md=180KN.m,C25混凝土，HRB335鋼筋，as=35mm,求受拉鋼筋截面面積As。2、已知T形截面梁翼緣寬度bf=2000mm,hf=150mm,梁肋b=200mm,梁高h(yuǎn)=600mm, C25混凝土，HRB33

3、5鋼筋，所承受最大彎矩Md=28*104N M,as=60mm,求受拉鋼筋截面面積As。相關(guān)知識(shí)：引導(dǎo)：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件最基本形式是什么？一、鋼筋混凝土板的構(gòu)造受彎構(gòu)件的類型 梁和板內(nèi)力特點(diǎn)：截面上有彎矩和剪力，軸力可以忽略不計(jì)。常用的板截面形式：整體式板、裝配式實(shí)心板、裝配式空心板。1.板厚規(guī)定厚度：行車道板：胯間厚度不應(yīng)小于120mm，懸臂端厚道不應(yīng)小于100mm.人行道板：就地澆筑混凝土板不應(yīng)小于80mm,預(yù)制混凝土板不應(yīng)小于60mm.空心板梁：地板和頂板不應(yīng)小于80mm.2.鋼筋板的鋼筋由主鋼筋和分布鋼筋組成衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容行車道板內(nèi)的主鋼筋直徑不應(yīng)小于10mm

4、人行道板的主鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm板內(nèi)主鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm.分布筋設(shè)在鋼筋內(nèi)側(cè)，直徑不應(yīng)小于8mm,間距不應(yīng)大于200mm,截面面積不應(yīng)小于板截面面積的0.1%。3.混凝土保護(hù)層厚度行車道板、人行道板主鋼筋最小保護(hù)層厚度：類環(huán)境條件為30mm，類環(huán)境條件為40mm, 類環(huán)境條件為45mm。分布筋的最小保護(hù)層厚度類環(huán)境條件為15mm，類環(huán)境條件為20mm, 類環(huán)境條件為25mm。二、鋼筋混凝土梁的構(gòu)造1.截面形式及尺寸矩形、箱型、工形、I形。1、矩形梁截面寬度，一般取150mm,180mm,200mm,250mm,以后按50mm為一級(jí)增加。梁高超過800mm時(shí)，以100mm為一級(jí)2、截

5、面的高寬比 h/b矩 形 截 面：2.533、梁的高度常用高跨比h/l估算，根據(jù)模數(shù)尺寸取整T 形梁：1/201/104、腹板寬度常用的尺寸采用焊接骨架時(shí)，腹板寬度一般取160mm 220mm 2.鋼筋的構(gòu)造受力鋼筋：布置在梁的受拉區(qū)的縱向受力鋼筋是梁內(nèi)的主要受力鋼筋，一般又稱為主鋼筋，當(dāng)梁的高度受到限制時(shí)，亦可在受壓區(qū)布置縱向受力鋼筋。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容（1）縱向受力筋直徑：1432mm，不得超過40mm，采用兩種直徑，但直徑相差不應(yīng)小于2mm，束筋的單根鋼筋直徑不應(yīng)大于28mm,束筋成束后的等徑。根數(shù)：梁端應(yīng)至少有根并不少于總數(shù)1/5的下層的受拉主鋼筋通過。 排列：梁內(nèi)

6、的縱向受力鋼筋可以單根或23根成束的布置采用單根配筋時(shí)，主鋼筋的層數(shù)不宜多于三層。 間距：綁扎骨架：三層及以下時(shí)凈距不應(yīng)小于30mm并不小于鋼筋直徑；三層以上時(shí)凈距不小于40mm或鋼筋直徑的1.25倍。焊接骨架：疊高一般不超(0.150.20)h，h為梁高，不多于6層。保護(hù)層：主鋼筋的最小保護(hù)層厚度：類環(huán)境條件為30mm，類環(huán)境條件為40mm, 類、類環(huán)境條件為45mm。2）彎起鋼筋彎起鋼筋與梁的縱軸線一般宜成45°角，在特殊情況下，可取不小于30°或不大于60°角彎起。 彎起鋼筋的末端應(yīng)留一定的錨固長度(anchorage length of steel bar

7、s)：受拉區(qū)不應(yīng)小于20d（d為鋼筋直徑）,受壓區(qū)不應(yīng)小于10d，環(huán)氧樹脂涂層鋼筋增加25%，R235鋼筋上應(yīng)設(shè)置半圓彎鉤。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容3）箍筋(stirrups) 直徑：不小于8mm，不小于主筋直徑的1/4。 間距：箍筋間距不應(yīng)大于梁高的1/2且不大于400mm；當(dāng)所箍鋼筋為縱向受壓鋼筋時(shí)，不應(yīng)大于所箍鋼筋直徑的15倍且不應(yīng)大于400mm。在鋼筋綁扎搭接接頭范圍內(nèi)的箍筋間距，當(dāng)綁扎搭接鋼筋受拉時(shí)不應(yīng)大于主鋼筋直徑的5倍且不大100mm；當(dāng)搭接鋼筋受壓時(shí)不應(yīng)大于主鋼筋直徑的10倍且不大于200mm。在支座中心向跨徑方向長度相當(dāng)于不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于1

8、00m。 布置：近梁端第一根箍筋應(yīng)設(shè)置在距端面一個(gè)混凝土保護(hù)層距離處。梁與梁或梁與柱的交接范圍內(nèi)可不設(shè)箍筋；靠近交接面的一根箍筋，其與交接面的距離不宜大于50mm。 形式：開口、閉口，單肢、雙肢。a雙肢、開口 b雙肢、閉口 c四肢、閉口4）架立鋼筋直徑：1014mm，一般采用大值。布置：梁上部兩角。5）縱向水平鋼筋直徑：68mm。間距：在受拉區(qū)不大于腹板寬度，且不大于200mm，在受壓區(qū)不大于300mm。在支點(diǎn)附近和預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)段，縱向鋼筋間距宜為100150mm。布置：骨架的側(cè)面，下密上疏。數(shù)量：每腹板內(nèi)鋼筋截面面積為(0.0010.002)bh，其中b為腹板寬度，h為梁的高度。衡水職業(yè)技術(shù)

9、學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容任務(wù)二 鋼筋混凝土梁正截面破壞特征研究配筋率比較適當(dāng)?shù)倪m筋梁。試驗(yàn)裝置如圖在梁上施加兩個(gè)對(duì)稱的集中荷載，利用應(yīng)變測點(diǎn)，檢測沿梁高的應(yīng)變分布情況。適筋受彎構(gòu)件正截面工作的三個(gè)階段第階段截面開裂前階段當(dāng)開始加載不久，截面內(nèi)產(chǎn)生的彎距很小，梁的彎距撓度關(guān)系、截面應(yīng)變關(guān)系、彎距鋼筋應(yīng)力關(guān)系成直線變化。截面應(yīng)變符合平截面假定。應(yīng)變很小，混凝土處于彈性工作階段，應(yīng)力應(yīng)變成正比，受壓區(qū)和受拉區(qū)混凝土應(yīng)力分布圖形為三角形。a階段截面開裂臨界狀態(tài)隨著荷載增加，受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)塑性變形，受拉區(qū)應(yīng)力圖呈曲線分布，而受壓區(qū)應(yīng)力圖仍為直線。受拉邊緣混凝土達(dá)到其實(shí)際的抗拉強(qiáng)度和極限拉變，截面處于

10、開裂的臨界狀態(tài)。第階段從截面開裂至受拉鋼筋屈服階段荷載增加，截面立即開裂，截面上應(yīng)力發(fā)生重分布。受拉區(qū)混凝土開裂退出工作，鋼筋拉應(yīng)力增加。裂縫出現(xiàn)并具有一定寬度和高度，中和軸位置上移。截面剛度明顯降低，撓度明顯增大，彎距撓度曲線出現(xiàn)第1個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)變?cè)龃笤S多，出現(xiàn)塑性，應(yīng)力圖形呈曲線。開裂截面應(yīng)變不符合平截面假定，但平均應(yīng)變符合平截面假定。a階段受拉鋼筋屈服狀態(tài)荷載繼續(xù)增大，裂縫進(jìn)一步開展，鋼筋和混凝土的應(yīng)力和應(yīng)變不斷增大，撓度增大逐漸加快。受力鋼筋屈服，鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度fy第階段受力鋼筋屈服至破壞階段受拉鋼筋屈服后，荷載可稍許增加，但撓

11、度急劇增長，荷載撓度關(guān)系曲線出現(xiàn)第二個(gè)明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)。受拉鋼筋應(yīng)力保持不變，應(yīng)變持續(xù)增長。裂縫迅速開展，中和軸進(jìn)一步上移，受壓區(qū)高度進(jìn)一步減小。受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力迅速增大。受壓區(qū)混凝土塑性特征更充分，應(yīng)力圖形更豐滿。a階段受壓區(qū)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變狀態(tài)受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變cu ，梁受壓區(qū)兩側(cè)及頂面出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土完全被壓碎，截面發(fā)生破壞。正截面破壞的三種情況（1）適筋梁塑性破壞破壞特點(diǎn)：1、受拉區(qū)縱向受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎；2、破壞有明顯的預(yù)兆，延性破壞；3、鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都得到了充分利用。pp衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容（2）超筋梁脆性破壞特點(diǎn)：1、梁

12、破壞時(shí)受壓區(qū)混凝土被壓碎而受拉區(qū)縱向受拉鋼筋沒有達(dá)到屈服，仍處于彈性階段；2、受拉區(qū)裂縫寬度小，沒有形成主裂縫，破壞沒有明顯預(yù)兆，脆性破壞；3、破壞時(shí)混凝土的強(qiáng)度得到了充分利用，鋼筋強(qiáng)度沒有得到充分利用。pp（3）少筋梁脆性破壞特點(diǎn)：1、梁一裂即壞。2、鋼筋應(yīng)力立即屈服甚至被拉斷；裂縫只有一條，寬度很大且沿梁高延伸較高；3、鋼筋和混凝土的抗拉強(qiáng)度得到了充分利用，但破壞無明顯預(yù)兆，呈脆性性質(zhì)。pp衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容任務(wù)三 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)計(jì)算的一般問題一、基本假設(shè)（1）構(gòu)件變形符合平面假設(shè)，即砼和鋼筋的應(yīng)變沿截面高度符合線性分布；（2）截面受壓混凝土的應(yīng)力圖簡

13、化為矩形，其壓力強(qiáng)度值取混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd，不考慮截面受拉混凝土的抗拉強(qiáng)度。（3）極限狀態(tài)時(shí),受拉鋼筋應(yīng)力取其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd，受壓區(qū)取其抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f'sd。二、正截面承載能力計(jì)算圖式及基本方程三、最小配筋率和最大配筋率限制（1）最小配筋率的限制=As/bho min =0.45ftd/fsd且不小于0.2%（2）最大配筋率的限制xbho 適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率1.適筋梁與超筋梁的界限 平衡配筋梁 即在受拉縱筋屈服的同時(shí)，混凝土受壓邊緣纖維也達(dá)到其極限壓應(yīng)變值cu（s =y，ccu），截面破壞。設(shè)鋼筋開始屈服時(shí)的應(yīng)變?yōu)閥，則y = fy / Es。此處

14、Es 為鋼筋的彈性模量。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案首頁課程名稱工程結(jié)構(gòu)授課班級(jí)14道橋授課時(shí)間2015 年 4 月 7 日第 5 周 第5、6 節(jié)2015 年 4 月 8 日第 5周 第5、6 節(jié) 2015 年4月 9日第 5 周 第3、4 節(jié)教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目三 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載量計(jì)算任務(wù)四 單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算任務(wù)五 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算任務(wù)六 T形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算教學(xué)目的單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算及T形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)T形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)T形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)

15、算授課方法課堂講解、視頻演示教學(xué)用具多媒體復(fù)習(xí)提問課后作業(yè)課后小結(jié)主要介紹單筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算、雙筋矩形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算及T形截面受彎構(gòu)件承載力計(jì)算的計(jì)算方法。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容任務(wù)四 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算一、基本公式與適用條件基本公式適用條件（1）=As/bhomin=0.45ftd/fsd且不小于0.2%（2）xh0 二、實(shí)用計(jì)算方法1、截面設(shè)計(jì)2、承載力復(fù)核案例（看教材）任務(wù)五 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算雙筋矩形梁1. 雙筋截面概念 單筋矩形截面梁通常是這樣配筋的：在正截面的受拉區(qū)配置縱向受拉鋼筋，在受壓區(qū)配置縱向架立筋，再用

16、箍筋把它們一起綁扎成鋼筋骨架。其中，受壓區(qū)的縱向架立鋼筋雖然受壓，但對(duì)正截面受彎承載力的貢獻(xiàn)很小，所以只在構(gòu)造上起架立鋼筋的作用，在計(jì)算中是不考慮的。衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容如果在受壓區(qū)配置的縱向受壓鋼筋數(shù)量比較多，不僅起架立鋼筋的作用，而且在正截面受彎承載力的計(jì)算中必須考慮它的作用，則這樣配筋的截面稱為雙筋截面。2適用情況結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受壓應(yīng)力作用時(shí)；彎矩設(shè)計(jì)值大于單筋截面的最大抵抗彎矩值而截面尺寸等因素又不宜改變時(shí)；受壓區(qū)由于某種原因已布置受力鋼筋時(shí)候。雙筋截面不經(jīng)濟(jì)，盡量少用。二、計(jì)算圖式及基本方程雙筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎基本假定及破壞形態(tài)與單筋相類似, 以IIIa階段作

17、為承載力計(jì)算模式,受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力仍可按等效矩形應(yīng)力圖方法考慮。三、實(shí)用計(jì)算方法（略）衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容第六節(jié)T形截面正截面承載力T形截面由翼緣和腹板兩部分組成。受彎構(gòu)件在破壞時(shí)，大部分受拉區(qū)混凝土早已退出工作，故可將受拉區(qū)混凝土的一部分挖去，見圖3一20。只要把原有的縱向受拉鋼筋集中布置在梁肋中，截面的承載力計(jì)算值與原矩形截面完全相同，這樣做不僅可以節(jié)約混凝土且可減輕自重。剩下的梁就成為由梁肋（b×h ）及挑出翼緣（bf- b）×h f兩部分所組成的T形截面。 受拉鋼筋較多，可將截面底部適當(dāng)增大，形成工形截面。工形截面的受彎承載力的計(jì)算與T形截面相同

18、。(2) T形截面梁在工程中應(yīng)用 在現(xiàn)澆肋梁樓蓋中，樓板與梁澆注在一起形成T形截面梁。在預(yù)制構(gòu)件中，有時(shí)由于構(gòu)造的要求，做成獨(dú)立的T形梁，如T形檁條及T形吊車梁等。形、箱形、工形（便于布置縱向受拉鋼筋）等截面，在承載力計(jì)算時(shí)均可按T形截面考慮。工程實(shí)例：整體式肋梁樓蓋、槽形板、空心板1、T形梁的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省材料，減輕自重。2、T形梁翼緣上的壓應(yīng)力分布：如圖。3、翼緣的計(jì)算寬度取下列三者之最小者：如圖。（1）簡支梁，取計(jì)算跨徑的1/3。對(duì)連續(xù)梁，各中間跨和邊跨正彎矩區(qū)段分別取該跨計(jì)算跨徑的0.2倍和0.27倍，各中間支點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)段取該支點(diǎn)相鄰兩跨計(jì)算跨徑之和的0.07倍； （2）當(dāng)承托底坡 l/3時(shí)，取( )；當(dāng) l/3時(shí)，?。ǎ?；（3）中梁為兩腹板間中距，邊梁為腹板與相鄰中梁腹板間中距的一半加邊梁腹板寬度的一半再加6倍懸臂板平均厚度，但不大于邊梁翼緣全寬。 衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案附頁教 案 內(nèi) 容二、基本圖式與基本方程（1）第一種類型中性軸位于翼緣內(nèi)，即xhf,混凝土受壓區(qū)為矩形，中性軸以下部分的受拉混凝土不起作用，故這種類型的T形截面與寬度為hf的矩