结构设计原理教案2012新.doc

湖 南 水 利 水 电 职 业 技 术 学 院
Hunan Hydroelectric Vocational Technology College
结构设计原理
教 案

所属教研室
路桥教研室
课程名称
结构设计原理
课程类型
专业基础课
教材名称
结构设计原理
出版社及出版时间
高等教育出版社；2008
课程教学总学时数
56
考试类型
考试
专 业
道路桥梁技术
年级、班级
10路桥一班
主讲教师、职称
李艳梅

水利建筑工程系编

课题
0.1 钢筋混凝土结构的基本概念
0.2混凝土结构的发展简况及其工程应用
0.3本课程的特点与学习方法
计划学时
1
基本要求
熟悉钢筋砼结构的定义及特点；钢筋与砼共同工作的机理
了解混凝土结构的发展简况及其工程应用，
了解本课程的特点与学习方法

内容重点

1、熟悉混凝土结构的类型；
2、掌握钢筋和混凝土能共同工作的主要原因；
3、熟悉混凝土结构的优缺点。
4、混凝土结构的发展简况及其工程应用
5、本课程的特点
内容难点
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的原因。
讲授内容
备注
一、钢筋混凝土结构的概念
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、混凝土结构的分类
1、素混凝土结构
2、钢筋混凝土结构
3、预应力混凝土结构
4、其他形式的加筋混凝土结构

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

0.2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
1、第一阶段：
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
三、混凝土结构的发展概况
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》
0.3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
4、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）

熟练掌握基本概念

透彻理解钢筋和混凝土能共同工作的原因

熟悉钢筋混凝土结构的优缺点

解混凝土结构的发展简况及其工程应用

了解本课程的特点
熟悉学习方法

课题
1钢筋混凝土结构的基本概念及材料的物理力学性能
1.1钢筋的形式和品种
1.2钢筋的力学性能
1.3钢筋的冷加工和热处理
1.4对钢筋质量的要求
1.5钢筋的蠕变、松弛和疲劳
1.6 混凝土的强度等级
1.7混凝土的强度
1.8荷载作用下混凝土的变形性能
1.9混凝土的徐变和收缩
1.10钢筋与混凝土间的黏结
1.11钢筋混凝土的一般构造规定
计划学时
3
基本要求
掌握钢筋的力学性能，熟悉钢筋的形式和品种
掌握混凝土的强度等级的划分，熟悉对钢筋质量的要求及钢筋的蠕变、松弛和疲劳的概念，了解钢筋的冷加工和热处理
掌握混凝土强度和变形性能，熟悉混凝土的徐变和收缩

内容重点

1、钢筋的形式和品种
2、掌握钢筋的力学性能
3、混凝土的强度等级
4、对钢筋质量的要求，蠕变、松弛和疲劳的概念
5、冷加工和热处理工艺
6、掌握混凝土的强度和大小如何确定
7、掌握荷载作用下混凝土的变形性能
8、掌握混凝土的徐变和收缩
9、钢筋与混凝土间的黏结
10、钢筋混凝土的一般构造规定
内容难点
钢筋的力学性能
混凝土的强度等级的划分，钢筋质量的要求
立方体抗压强度、复杂受力状态下的强度
混凝土在荷载作用下的应力-应变曲线
徐变和收缩的概念、分析
讲授内容
备注
1. 1钢筋的形式和品种
一、钢筋的主要化学成分
铁（Fe）、碳（C）、锰（Mn）、
硅（Si）、磷（P）、硫（S）
二、钢筋和钢丝的分类
1、热轧钢筋：HPB235、
HRB335、HRB400、RRB400
2、冷拉钢筋
3、钢丝
4、热处理钢筋

1.2钢筋的力学性能
一、有明显屈服点的钢筋的应力－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－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
1.3钢筋的冷加工和热处理
一、冷拉只能提高钢筋的抗拉强度
二、冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度

1.4 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

四、四项保证
屈服强度、极限抗拉强度、伸长率、冷弯性能
五、钢筋的接头形式

1.5 钢筋的蠕变、松弛和疲劳
一、蠕变
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。

1.6 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 fcu表示，单位为N/mm2 。
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℃土3℃ ，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/(mm2.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、C80。字母C后面的数字表示以N/mm2
为单位的立方体抗压强度标准值。

1.7混凝土的强度
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。
二、混凝土的轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）fc
标准棱柱体试件：150×150×300
三、混凝土的轴心抗拉强度ft
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 。
四、复杂受力状态下混凝土的强度
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。
1.8荷载作用下混凝土的变形性能
一、混凝土的应力－应变关系
二、混凝土的弹性模量
1、初始弹性模量
2、切线模量
3、割线模量
规范推荐

三、泊松比
横向应变与纵向应变的比值称为泊松比。

1.9 混凝土的徐变和收缩
一、 混凝土的徐变
二、
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。
1.10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。
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。
1.11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

第十节

2.

了解钢筋的形式和品种

掌握钢筋的力学性能

熟悉基本概念

掌握混凝土的强度等级的有关内容

课题
2 结构按极限状态法设计的原则
2.1结构的功能要求
2.2结构的极限状态
计划学时
2
基本要求
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
掌握结构的极限状态

内容重点

1、结构的作用、作用效应和抗力
2、结构的功能要求
3、结构的可靠性与安全等级
4、结构的极限状态的概念
5、结构的极限状态的分类
6、结构极限状态方程
内容难点
结构的作用的分类
结构的功能要求
安全等级
结构的极限状态的分类
结构的极限状态方程
讲授内容
备注
2.1 结构的功能要求
一、混凝土结构的组成
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－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 S。
五、结构抗力－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。
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

2.2 结构极限状态
一、极限状态的概念
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

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＝0时，结构处于极限状态

课题
2.3极限状态设计法
计划学时
4
基本要求
掌握极限状态设计表达式

内容重点

1、结构的可靠度的概念
2、掌握实用的设计表达式
内容难点
实用设计表达式
讲授内容
备注
2.3 极限状态设计法
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，故目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
1、 承载能力极限状态设计表达式

γ0——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；
γG——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

熟练掌握基本概念

透彻理解承载力极限状态设计表达式

讲授+训练

课题
3受弯构件正截面承载力计算
3.1钢筋砼受弯构件的构造要求
3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏特征
计划学时
2
基本要求
掌握梁的正截面工作的三个阶段

内容重点

1、梁的受力性能
2、梁正截面工作的三个阶段
内容难点
梁的正截面工作的三个阶段

讲授内容
备注
3.1钢筋砼受弯构件的构造要求
一、钢筋砼板的构造要求
二、钢筋砼梁的构造要求

3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏特征
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，在
两个对称集中荷载间的区段，形成纯弯段，可以基本上排除剪力的
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

熟练掌握基本构造要求

透彻理解梁正截面工作的三个阶段的截面应力分布

课题
3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏特征
计划学时
2
基本要求
掌握梁的正截面工作的三个阶段

内容重点

1． 梁正截面工作的三个阶段
2． 配筋率对正截面破坏性质的影响
内容难点
1．梁的正截面工作的三个阶段
2．配筋率对正截面破坏性质的影响
讲授内容
备注
3.2受弯构件正截面受力全过程和破坏特征
2．梁正截面工作三个阶段的破坏特征
三、配筋率对正截面破坏性质的影响
1．配筋率：

2．梁的破坏类型
（1）、适筋梁－－破坏始自受拉区钢筋的屈服。
（2）、超筋梁－－配筋率很大，破坏始自受压区混凝土的压碎。
（3）、少筋梁－－配筋率很低一裂就坏。

熟练掌握配筋率基本概念

透彻理解梁正截面工作的三个阶段的破坏特点以及梁的不同破坏类型的特点

课题
3.3受弯构件正截面承载力计算方法
计划学时
2
基本要求
掌握基本假设，透彻理解受力分析
掌握等效矩形应力图的代换原则，透彻理解ξ、ρMIN

内容重点

1．基本假设
2．受力分析
3．等效矩形应力图
4．ξ、ρMIN
内容难点
1．基本假设
2．受力分析
3．等效矩形应力图
4．ξb、ρMIN的确定
讲授内容
备注
3.3受弯构件正截面承载力计算
一、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
二、受力分析
1． 单筋矩形截面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

三、等效矩形应力图形
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不变。
2．β1、α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、相对界限受压区高度

超筋梁破坏ξ＞ξb
适筋梁破坏ξ＜ξb
界限破坏ξ=ξb

3、《规范》规定：
有屈服点的钢筋

无屈服点的钢筋：

4、最小配筋率见表对受弯梁类构件，受拉钢筋百分率不应小于45ft/fy，同时不应小于0.2。

熟练掌握基本假设

透彻理解受力分析

透彻理解等效矩形应力图代换的原则以及ξb、ρMIN的确定

课题
3.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时
2
基本要求
掌握基本公式和适用条件，熟悉截面构造要求

内容重点

1．基本公式
2．适用条件
内容难点
1．基本公式
2．适用条件
讲授内容
备注
3.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
一、基本公式与适用条件
1．基本公式
（1）单筋矩形截面梁的计算简图

（2）基本公式
A．力的平衡：
B．力矩平衡：
2．适用条件
（1）防止超筋破坏
ξ≤ξb、X≤Xb=ξbh0
（2）防止少筋破坏
ρ≥ρMIN
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l0％，其间距不应大于300mm，当板所受的温度变化较大时，或板上集中荷载较大时，分布钢筋间距不宜大于200mm．分布钢筋的直径通常取4～6mm。

（1）、梁的构造要求：

（2）、板的构造要求：

课题
3.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时
2
基本要求
熟练掌握基本公式和适用条件，熟悉截面构造要求

内容重点

基本公式的应用
内容难点
基本公式的应用
讲授内容
备注
3.4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
1．基本概念
控制截面
2．截面设计
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
（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、配筋量和材料等均已知，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

课题
3.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时

基本要求
熟练掌握基本公式和适用条件

内容重点

1．基本公式的推导
2．适用条件
内容难点
1．基本公式
2．适用条件
讲授内容
备注
3.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
一、基本概念
1．双筋截面的适用范围
？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
2、适用条件
（1）、为防止超筋破坏：

（2）、为保证受压钢筋达到抗压设计强度：

3）、若，则说明受压钢筋不能达到抗压设计强度，《规范》规定取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：

课题
3.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时
2
基本要求
熟练掌握基本公式和适用条件

内容重点

基本公式的应用
内容难点
基本公式的应用
讲授内容
备注
3.5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
1．截面设计
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
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
（2）将其代入，解得：
（3）解得：

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。

课题
3.6T形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时
2
基本要求
熟练掌握基本公式和适用条件

内容重点

1．基本公式的推导
2．适用条件
内容难点
1．基本公式
2．适用条件
讲授内容
备注
3.6T形截面受弯构件正截面承载力计算
一、基本概念
1．T形截面
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

2．两类T形截面的界限

3、判别公式：
（1）、第一类T形截面

（2）、第二类T形截面

2．第一类T形截面的基本公式及适用条件

（1）基本公式

（2）适用条件
A．防止超筋破坏：X≤Xb
B．防止少筋破坏：ρ≥ρMIN
注意:配筋率是对于梁肋部计算的.

课题
3.6T形截面受弯构件正截面承载力计算
计划学时
2学时
基本要求
熟练掌握基本公式和适用条件的应用

内容重点

1．基本公式的推导
2．适用条件
3．基本公式的应用
内容难点
1．基本公式
2．适用条件
讲授内容
备注
3．第二类T形截面的基本公式及适用条件

（1） 基本公式

（2）适用条件
A．防止超筋破坏：X≤Xb
B．防止少筋破坏：ρ≥ρMIN
一般能满，可不验算
三、基本公式的应用
1．截面设计
（1）类型判别：
（2）第一类T形截面：
计算方法同bf’×h单筋矩形截面
（3）第二类T形截面：计算步骤
2．截面复核
（1）类型判别：
（2）第一类T形截面：计算方法同bf’×h单筋矩形截面
（3）第二类T形截面：计算步骤
3．例题讲解

课题
4受弯构件斜截面承载力计算
4.1概述
4.2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态
4.3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态
4.4影响斜截面受剪承载力的主要因素
计划学时
2
基本要求
斜裂缝出现前的应力状态，斜裂缝的类型特点
无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
腹筋的组成
理解有腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态，掌握斜截面破坏形态
掌握影响斜截面受剪承载力的主要因素

内容重点

斜裂缝出现后的应力状态
有腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
斜截面破坏的主要形态
影响因素
内容难点
斜裂缝出现前的应力状态，斜裂缝的类型特点
无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
腹筋的组成
剪跨比、配箍率
讲授内容
备注
4.1概述
箍筋和弯起钢筋通称为腹筋。

4.2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态
一、无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态

二、无腹筋梁斜裂缝出现后的应力状态
三、无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态
1、斜压破坏
2、剪压破坏
3、斜拉破坏
4.3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态
一、有腹筋梁斜裂缝出现前后的受力特点
二、有腹筋梁沿斜截面破坏的形态
1、斜压破坏－－腹筋配置过多
2、剪压破坏－－腹筋配置适当
3、斜拉破坏－－腹筋配置过少
4.4 影响斜截面受剪承载力的主要因素
三、 剪跨比
广义剪跨比：
计算剪跨比：
集中荷载作用下简支梁的剪跨比
均布和集中荷载作用下简支梁的剪跨比

剪跨比的影响
二、混凝土强度
四、 配箍率和箍筋强度
配箍率：
五、 纵向钢筋的配筋率
纵向钢筋的配筋量增大时，
梁的受剪承载力也会有一
定的提高。

课题
4.5受弯构件斜截面承载力的计算公式
计划学时
6
基本要求
理解建立计算公式的原则，掌握无腹筋梁受剪承载力的计算公式
掌握有腹筋梁受剪承载力的计算公式

内容重点

建立计算公式的原则
无腹筋梁受剪承载力计算公式
有腹筋梁受剪承载力计算公式
公式的适用范围
计算截面位置
内容难点
建立计算公式的原则
讲授内容
备注
受弯构件斜截面受剪承载力计算公式
一、 建立计算公式的原则

1、配置箍筋和弯起钢筋
2、配置箍筋
二、无腹筋梁受剪承载力计算公式
1、 一般受弯构件：
2、
2、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中荷载
对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的
情况）

注意：

三、有腹筋梁受剪承载力计算公式
1、配置箍筋的梁
（1）一般受弯构件：
（2）、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中
荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的情况）

注意：
2、配置箍筋和弯起钢筋的梁
（1）、一般受弯构件：

（2）、集中荷载作用下的独立梁（包括有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75％以上的情况）

注意：
－斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。
四、公式的适用范围

（1）、上限值－－最小截面尺寸和最大配箍率：

2）、下限值－－最小配箍率和箍筋的构造规定：

梁中箍筋的最大间距见表5.1。
五、计算截面位置
1、支座边缘处的截面1－1
2、受拉区弯起钢筋弯起点处的截面2－2、3－3。
3、箍筋截面面积或间距改变处的截面4－4。
4、腹板宽度改变处的截面。
这些截面都是斜截面承载力比较薄弱的地方，所以都应该进行计算，并应取这些斜截面范围内的最大剪力，即斜截面起始端的剪力作为剪力设计值。

课题
5受压构件截面承载力计算
5.1概述
5.2受压构件的一般应用和基本构造要求
计划学时
2
基本要求
熟悉受压构件的分类，掌握受压构件的基本构造要求

内容重点

材料强度等级、截面形式和尺寸、纵向钢筋、箍筋、柱中钢筋的搭接的构造
内容难点
纵向钢筋和箍筋的构造
讲授内容
备注
5.1概述
轴心受压构件
偏心受压构件— 单向偏心受压构件
双向偏心受压构件

5.2受压构件的一般应用和基本构造要求

一、材料强度等级
宜采用较高强度等级的混凝土，一般为C20～C40。
不宜选用高强度钢筋，一般为HRB335和RRB400级钢筋。
二、截面形式和尺寸
轴心受压构件的截面形式一般为方形、圆形、多边形等。
偏心受压构件的截面形式一般为矩形、工字形等。
钢筋混凝土受压构件截面尺寸一般不小于250mmx250mm。
三、纵向钢筋

矩形截面受压构件中纵向受力钢筋根数不得少于4根。
圆形截面受压构件中纵向受力钢筋一般应沿周边均匀布置，根数不
宜少于8根，且不应少于6根。
轴心受压构件全部受压钢筋的配筋率不得小于0.5%，
全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。
四、箍筋

、上下层柱的接头

课题
5.2偏心受压构件正截面承载力计算
计划学时
4
基本要求
掌握偏心受压构件正截面的破坏形态和机理
掌握偏心受压构件N-M相关曲线的特点，意义

内容重点

大偏心受压破坏，小偏心受压破坏，界限破坏
偏心受压构件的纵向弯曲影响，计算的基本假定，附加偏心距，两种破坏形态的界限，小偏心受压构件中远离纵向偏心力一侧的钢筋应力
对称配筋偏心受压构件的N-M关系曲线，钢筋混凝土柱在偏心受压极限荷载下的应变曲线，N-M关系曲线的特点、意义。
内容难点
大偏心受压破坏，小偏心受压破坏
N-M关系曲线的特点、意义
讲授内容
备注
一、偏心受压构件正截面的破坏形态
第一类—受拉破坏,大偏心受压破坏。
第二类—受压破坏,小偏心受压破坏。
1、大偏心受压破坏（受拉破坏）
当构件截面中轴向压力的偏心距较大，
而且没有配置过多的受拉钢筋时，就会发生
大偏心受压破坏。

2、小偏心受压破坏（受压破坏）
当构件截面中轴向压力的偏心距较小或
很小，或虽然偏心距较大，但配置过多的受
拉钢筋时，构件就会发生小偏心受压破坏。
偏心受压构件截面受力的几种情况。
二、偏心受压构件的纵向弯曲影响
偏心距增大系数的计算公式：

三、偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定
偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定与受弯构件的基本假定相同。
四、附加偏心距

原始偏心距－－e0
附加偏心距－－ea
初始偏心距－－ei

五、两种破坏形态的界限
1、当ξ≤ξb时,属于大偏心受压破坏（受拉破坏）
2、当ξ＞ξb时,属于小偏心受压破坏（受压破坏）
六、小偏心受压构件中远离纵向偏心力一侧的钢筋应力

钢筋应力应符合
对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算
对称配筋:
一、大、小偏心受压构件的判别
1、基本公式

求得
当时，为大偏心受压构件；
当时，为小偏心受压构件

二、截面计算与复核
1、大偏心受压构件

2、小偏心受压构件

偏心受压构件N-M 相关曲线

一、相关曲线的意义
1、该曲线展示了在截面(尺寸、
配筋和材料)一定时，从正截面
轴心受压、偏心受压至受弯间
连续过渡的全过程中截面承载
力的变化规律。
2、曲线上任意一点的坐标
(N，M)代表一组截面承载力。
如果作用于截面上的内力N、M
坐标点位于图中曲线内侧
(如d点)，说明截面在该点对
应的内力作用下未达到承裁
力极限状态，是安全的。

二、相关曲线的特点
1、M＝0时,N最大；N=0时，M不是最大，界限状态时，M最大。
2、小偏心受压情况时，N随M的增大而减小。
3、由于对称配筋方式界限状态时所对应的，故只与材料和截面有关，同配筋无关。
三、注意
作用在结构上的荷载往往有多种，但它们不一定都会同时出现或同时达到最大值，在结构设计时要进行荷载组合。因此在受压构件同一截面上可能会产生多组N、M内力，它们当中存在某一组内力对该截面起控制作用，即它对截面承载力为最不利，而这一组内力不容易凭直观从多组N、M