白秉三混凝土结构教案与讲义范文.docx
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白秉三混凝土结构教案与讲义范文
混凝土结构
教案与讲义
(2012年12月修订)
三亚学院
二○一二年十二月
三亚学院《混凝土结构》课程教案首页
课程编号
课程名称
混凝土结构
任课教师
白秉三
职称
教授
所在学院
管理学院
总学时
64
理论学时
64
实践学时
课程学分
4
课程性质
学科专业课
授课地点
多媒体教室
授课班级
土木工程1001,1002
学生人数
160
课程地位与作用
《混凝土结构》是土木专业的技术基础课。
它主要介绍混凝土结构的基本知识,通过本课程的学习,学生将掌握混凝土结构的基本理论、基本概念及其工程应用的基本方法,为学习后续课程奠定基础。
课程总体
目标
课程的教学目标是:
使学生领会必要的混凝土结构概念,掌握简单混凝土结构的计算方法,了解常见结构的计算特点,为进一步学习后继课程打下力学基础。
选用教材、
参考书目及
多媒体课件
教材
混凝土结构郭继武中国建筑工业出版社2011年版
参考书
建筑结构杨鼎久机械工业出版社2006年版
多媒体
自编
课程总体
设计
章序
内容
学时
理论课时
实验课时
绪论
2
第1章
钢筋和混凝土材料力学性能
4
第2章
混凝土结构基本计算原则
6
第3章
受弯构件正截面承载力
10
第4章
受弯构件斜截面承载力
6
第5章
受扭构件承载力
4
第6章
轴向受压构件承载力
10
第7章
轴向受压构件承载力
4
第8章
钢筋混凝土构件变形验算
6
第9章
预应力混凝土构件基本概念
8
第10章
钢筋混凝土现浇楼盖设计
4
总计
64
备注:
选用教材及参考书须注明书名、出版社、出版年月等版本信息。
三亚学院《混凝土结构》课程章节教案首页
章节
绪论
学时
2
班级
土木工程1001,1002
时间
教学目标与
要求
(1)掌握钢筋混凝土的基本概念、优缺点、课程特点
(2)了解本课程的内容、任务和学习方法,了解其在国内外应用和发展情况。
教学重点与
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:
本课程的学习内容、任务及学习方法。
培养学生对该课程的兴趣以及对专业的热爱。
课堂教学方法
讲授
课程改革与
创新
多举例子
作业与思考题
无
授课情况总结
绪论能激发同学学习的兴趣,应引导同学多接触实际工程,进一步增强感性认识,由感性认识的兴趣进一步激发理性学习的兴趣。
注:
1.每次课(2或4学时)填写课程章节教案首页;
2.教案与讲义正文附后,手书打印均可。
§0—1建筑结构的分类及应用概率
一、什么叫建筑结构?
就是由基本构件构成建筑物的承重骨架。
由若干构件连接而成的能承受荷载和其他间接作用的体系,叫做建筑结构。
作用——使结构或构件产生效应(内力、变形、裂缝)的各种原因的总称。
作用直接作用:
指施加在结构上的集中力或分布力系即荷载。
间接作用:
指引起结构外加变形或约束变形的原因。
如混凝土的收缩、温度变化、基础沉降差、地震等
1.建筑物对于结构的基本要求
结构的安全性功能要求
安全是对于结构的基本要求。
结构的实用性功能要求
结构必须实用,不能影响到建筑物功能的发挥。
结构不能产生较大的变形、挠曲、振颤等不良反应。
结构的耐久性功能要求
结构必须保证在建筑物存在的期限内发挥其应有的功能。
结构的稳定性功能要求
稳定性是结构抗倾覆的能力,结构设计时要加以构造处理,防止失稳。
2.结构设计的原理简述
选择结构体系并确定力学计算简化模型
针对建筑物的基本功能要求,选择可以保证建筑空间与功能要求的结构体系。
将结构进行相应的简化,使结构成为可以用力学计算的力学模型。
结构受力与作用的确定
建筑物的功能、地理环境与自然环境,确定建筑物可能承受的作用与变形。
建筑材料、设计理论和施工技术对结构工程的发展起到了关键作用。
每当出现新的优良的建筑材料时,结构工程就会有跨跃式的发展。
二、建筑结构分类
基本(单元)构件
◆板:
提供活动面,直接承受并传递荷载;
◆梁:
板的支撑构件,承受板传来的荷载并传递;
◆柱:
承受楼面体系(梁、板)传来的荷载并传递;
◆墙:
承受楼面体系(梁、板)传来的荷载并传递;
◆基础:
将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基;
◆索:
悬挂构件或结构体系的主要传力单元;
◆杆:
组成空间构件,如屋架等。
1、按材料分:
钢筋混凝土结构,砌体结构,钢结构,木结构
2、按结构受力分:
混合结构,框架结构,排架结构,剪力墙结构,筒体结构。
混凝土结构——
混凝土是人工石材,它由石子、砂粒、水泥、外加剂和水按一定比例拌合而成,简称“砼”。
混凝土材料像天然石材一样,承受压力的能力很强,但抵抗拉力的能力却很弱。
而钢材则不然,其抗压和抗拉的能力都很强。
于是,人们利用两种材料各自的特点,把它们有机地结合在一起共同工作,形成了用于工程实际的以混凝土为主制作的结构(ConcreteStructure)。
土木工程中常用的砼结构主要包括:
1.素混凝土结构、钢筋混凝土结构(ReinforcedConcreteStructure,也可简称RC)、预应力混凝土结构(PrestresedConcrete,也简称PC)和钢管混凝土结构、钢骨混凝土结构、纤维混凝土结构等。
2.砌体结构——
由块体(砖、石材、各种砌块)和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构,包括砖砌体结构、石砌体结构和砌块砌体结构。
3.钢结构——
以钢材为主制作的结构。
4.木结构——
全部或大部分用木材制作的结构。
三、建筑结构的发展简况
1、结构:
木结构,砖石结构,钢筋混凝土结构,高层,超高层,大跨度。
2、计算:
凭经验—近似计算—极限状态设计法—以概率理论为基础的极限状态设计法.
3、本课程特点
是原理课,应突出原理和概念;
基本构件由不同材料组成,在了解共性特点的同时,应注意由于组成材料不同而导致的计算方法的不同;
强调不同材料构件的计算原理和方法;
涉及内容多,系统性差;
公式多、公式的条件多;
简化、近似和经验处理多。
三亚学院《混凝土结构》课程章节教案首页
章节
第一章钢筋与混凝土材料的物理力学性能
§1-1砼的力学性能
学时
2
班级
土木工程1001,1002
时间
教学目标与
要求
(1)熟悉混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。
(2)掌握单轴向受压下混凝土的应力一应变全曲线及其数学模型。
(3)熟悉混凝土弹性模量、变形模量的概念。
(4)了解重复荷载下混凝土的疲劳性能以及复合应力状态下混凝土强度的概念。
(5)熟悉混凝土徐变、收缩与膨胀的概念。
教学重点与
难点
重点:
1.混凝土各种强度指标的区别,划分混凝土强度等级的依据
2.一次加载混凝土应力应变全曲线所反映的混凝土的力学性能
难点:
1.混凝土弹性模量、变形模量。
2. 复合应力状态下混凝土强度。
3. 徐变
课堂教学方法
讲授
课程改革与
创新
多举例子
作业与思考题
1、混凝土的强度等级是怎样确定的?
混凝土的基本强度指标有哪些?
2、混凝土的徐变、收缩以及膨胀的概念?
影响混凝土徐变、收缩的主要因素有哪些?
混凝土的徐变、收缩对结构构件有哪些影响?
3、混凝土的弹性模量、变形模量是如何确定的?
授课情况总结
有条件的话应该让学生参观试验室,演示测量混凝土强度的过程。
弹性模量的测量比较复杂,如果能结合录像资料等可加深同学对知识点的理解。
注:
1.每次课(2或4学时)填写课程章节教案首页;
2.教案与讲义正文附后,手书打印均可。
第一章钢筋混凝土的一般概念及材料的主要力学性能
§1—1结构材料的基本要求
a.结构材料要有足够的、有一定环境适应度的强度;
b.结构材料要有足够的刚度;
c.结构材料要有相应的重度;
d.结构材料要有相对低廉的价格;
e.结构材料要有良好的环保性能。
以材料的力学性能指标评定
1.1.1材料的基本力学指标
包括:
强度、弹性、塑性、冲击韧性与冷脆性、徐变和松弛
a.强度——材料抵抗破坏能力的指标
包括:
抗压、抗拉、抗剪、抗纽、疲劳强度
oa—弹性阶段bc—屈服阶段cd—硬化阶段de—颈缩阶段
a—弹性极限fpc—屈服强度fyd—极限强度fb
某些无明显屈服点的材料,以残余变形0.2%对应应力作为名义屈服强度。
b.弹性与塑性
材料在外力作用下产生变形,当外力除去后能完全恢复到原始形状的性质,称为弹性。
材料在外力作用下产生变形,当外力除去后,部分变形恢复的性质,称为塑性。
弹性模量:
c.冲击韧性
冲击韧性是指材料抗冲击而不破坏的能力。
d.徐变和应力松弛
混凝土的徐变是指混凝土在长期的、不变的、较高的荷载作用下,其变形随时间的增长而增加的现象,称为徐变。
在恒定温度和应变条件下,构件或材料的应力随时间而见小的现象,称为应力松弛。
容易引起预应力损失。
§1—2钢筋混凝土的一般概念及特点
一、基本概念:
1、RC钢筋混凝土ReinforcedConcrete;PC预应力混凝土
2、混凝土:
是一种人造石料。
Ft=(1/9~1/18)fc
3、举例:
受弯构件{如为素混凝土:
则荷载很小时就破坏;如钢筋混凝土:
则荷载大大提高。
}
4、钢筋混凝土是一钢筋与混凝土二种物理力学性能很不相同的材料所组成的,它们相互共同工作的主要原因是什么?
(1)混凝土硬化后具有很强的粘结力;
(2)钢筋与混凝土的线胀系数非常接近;
(3)混凝土能很好地保护钢筋而不锈蚀。
5、钢筋与混凝土二者结合的原则:
钢筋一般情况下是放在构的受拉区。
6、举例:
(1)简支梁,悬臂梁
(2)外伸梁,连续梁,框架梁。
(3)单向板,双向板,二边支承板,三边支承板。
(4)游泳池壁。
§1—3混凝土的主要力学性能
一.混凝土的强度:
1.混凝土的立方体抗压强度:
fcu,k
定义:
立方体抗压强度是指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件,在28天龄期,用标准试验方法测得的抗压强度。
强度等级:
C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级
C—混凝土
15—立方体抗压强度的标准值为15N/mm2
2.混凝土的轴心抗压强度(棱柱体抗压强度):
fc
定义:
轴心抗压强度是指按照标准方法制作养护的截面为150mm×150mm高300mm的棱柱体,在28天龄期,用标准试验方法测得的抗压强度。
折算:
•
—轴心抗压强度与立方体抗压强度比值0.76-0.82
•
—高强混凝土脆性折减系数1.00-0.87
•0.88—经验折减系数
3.混凝土的轴心抗拉强度:
ft
混凝土的抗拉强度比抗压强度低得多,一般只有抗压强度的5%~10%
4.复合应力下的混凝土强度:
双向受拉:
强度接近单向受拉强度
双向受压:
抗压强度和极限压应变均有所提高
一拉一压:
强度降低
三向受压时,混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高
在有剪应力作用时,混凝土的抗压强度将低于单轴抗压强度
混凝土强度标准值:
fck=μ-1.645δ
混凝土强度设计值fc=fck/rc.
二.混
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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