混凝土结构设计原理授课教案

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1、河南城建学院交通工程系宋帅奇的教案课程名称混凝土结构设计原理（第三版）教学目的：了解混凝土结构和及有关设计规范教学目的教学要求：与1．熟悉混凝土结构的分类教学要求2．了解混凝土结构的发展3．熟悉本课程的任务和特点0绪论0.1混凝土结构的基本概念１.混凝土结构的分类：素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构２．钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，但能够共同工作，其主要原因是：（1）钢筋与混凝土之间存在有良好的粘结力，能牢固地形成整体，保证在荷载作用下，钢筋和外围混凝土能够协调变形，共同受力。（2）钢筋和混凝土两种材料的温

2、度线膨胀系数接近。３.混凝土结构与其它结构相比，主要有如下优点：（1）合理用材。（2）耐久性好，维护费用低。板（3）耐火性好。（4）可模性好。书（5）整体性好。（6）易于就地取材。设４.混凝土结构缺点主要有：（1）自重大。计（2）抗裂性差。（3）施工比较复杂，工序多。（4）新老混凝土不易形成整体。0.2混凝土结构的发展简况0.2.1材料与施工技术方面的发展1．混凝土材料2．配筋材料3．模板材料0.2.２结构型式方面的发展0.2.3设计计算理论方面的发展0.2.4加固技术方面的发展10.3本课程的任务和特点1.本课程是研究钢筋混凝土材

3、料的力学理论课程2.钢筋和混凝土两种材料的力学性能及两种材料间的相互作用3.配筋及其构造知识和构造规定具有重要地位4.学会运用设计规范至关重要《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）【简称《统一标准》】《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）【简称《荷载规范》】《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）【简称《结构规范》】《公路桥涵通用设计规范》。5.学习本课程的目的是能够进行混凝土结构的设计重点：钢筋与混凝土能协调工作的原理重点与难点难点：本课程的特点教学方法课堂教学以讲授为主，学生和教师讨论为辅。

4、手段（教具）课后作业与思考题2河南城建学院交通工程系宋帅奇的教案课程名称混凝土结构设计原理（第三版）教学目的：认识土木工程中如何选用钢筋教学目的教学要求：与1．熟悉土木工程用钢筋的品种、级别及其性能教学要求2．掌握土木工程对钢筋性能的要求及选用原则3．熟悉混凝土在各种受力状态下的强度1混凝土结构的材料1.1钢筋1.1.1钢筋的品种(1)热轧钢筋：HPB235、HRB335、HRB400和RRB400(2)热处理钢筋、钢丝和钢绞线1.1.2钢筋的力学性能板书设图1.3有明显流幅钢筋的应力—应变曲线图1.4无明显流幅钢筋应力—应变曲线计

5、（1）有明显屈服点钢筋单向拉伸的应力-应变曲线曲线由三个阶段组成：弹性阶段、屈服阶段和强化阶段。oa阶段称弹性阶段，a点称比例极限点。blc阶段为流幅阶段，曲线接近水平线，应力不增加而应变持续增加。bh点和bl点分别称为上屈服点和下屈服点。下屈服点对应的应力做为有明显流幅钢筋的屈服强度。cd此阶段为强化阶段，最大点d对应的应力称为钢筋的极限强度。在e点钢筋被拉断。钢筋强度越高，屈服台阶的长度越短，塑性越差。3（2）无明显屈服点钢筋单向拉伸的应力-应变曲线《结构规范》规定以极限抗拉强度的85%（0.85σb）作为名义屈服点，用σ0.2

6、表示。此点的残余应变为0.002。（3）冷加工对钢筋应力-应变曲线的影响在常温下采用冷拉、冷拔、冷轧和冷轧扭等方法对热轧钢筋进行加工处理，称为钢筋的冷加工。得到的钢筋分别称为冷拉钢筋、冷拔钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。钢筋经冷加工处理后强度会提高，但是，钢筋的变形性能显著降低。（4）钢筋的力学性能指标1）屈服强度与极限强度2）延伸率与冷弯性能（5）钢筋应力-应变关系的理论模型1)理想弹塑性应力~应变关系弹性阶段：σ=Eε（ε≤ε时）（1-1）ssssy塑性阶段：σ=f（ε≤ε≤ε时）（1-2）syyss,h2）三折线应力~应变关系

7、三折线应力-应变关系的数学表达式为弹性阶段：σ=Eε（ε≤ε时）(1-3)ssssy塑性流幅阶段：σ=f（ε≤ε≤ε时）(1-4)syyss,h应力强化阶段：f=f+(ε−ε)tgθ′（ε≤ε≤ε时）(1-5)syss,hs,hss,u式中tgθ′=E′=0.01E(1-6)ss3）双直线应力~应变关系上述两种类型的应力~应变关系均描述有明显屈服点钢筋的本构关系。对于没有明显屈服点的钢筋，可采用图2.10所示的双直线模型描述，其数学表达式为弹性阶段：σ=Eε（ε≤ε时）(1-7)ssssy弹塑性阶段：σ=f+（ε−ε)tgθ′′(ε

8、≤ε≤ε时)(1-8)sysyyss,u1.1.2钢筋的选用原则（1）混凝土结构对钢筋性能的要求1)强度高2）变形性能好3）可焊性好4）与混凝土有良好的粘结性能5）经济性（2）钢筋的选用原则41.2混凝土1.1.2混凝土的强度（1）混