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1、毕节学院建筑工程学院教师教案（20122013学年第1学期)课 程 名 称： 钢筋砼及砖石结构 授 课 学 时： 4学时/周 授 课 班 级： 10建专（1，2） 任 课 教 师： 陈昌禄 毕节学院建筑工程学院课程名称钢筋砼及砖石结构授课专业建筑工程技术班级10建专课程编号063112人数78课程类型必修公共课( ) 专业基础课( ) 专业课( ) 实践课( )选修专业限选课 ( ） 跨专业限选课（ ）专业任选课 ( ) 全校任选课 ( ) 授课方式课堂讲授为主（ ） 实验为主（） 自学为主（ ） 专题讨论为主（ ） 其他：是否采用多媒体授课是考核方式及成绩构成考 试( ) 考 查( )成绩构
2、成及比例：平时成绩20%+半期成绩20%+学期考试60%是否采用双语教学学时分配讲授56学时教材名称作者出版社及出版时间混凝土结构（上、下册）（第五版）砌体结构（第四版）沈蒲生施楚贤中国建筑工业出版2011.12中国建筑工业出版2011.02参考书目混凝土结构设计规范GB 50010-2010中国建筑工业出版社2011.5.1混凝土结构（上、中、下册）（第五版）东南大学同济大学天津大学中国建筑工业出版社2008.11.1教学方式、方法与手段1、教学方式：讲授与讨论结合2、教学手段：使用现场实物辅助教学授课时间第1周第14周第一次授课一、授课班级：2010级建筑专科（1,2）班二、授课次序：第1
3、次课三、授课题目：钢筋混凝土偏心受力构件承载力计算四、教学内容：1、偏心受压构件的构造要求2、偏心受压构件的受力性能五、教学目的、要求：1、了解偏心受力的常见构件2、了解偏心受力构件的构造3、掌握偏心受力的区分种类六、教学重点与难点：偏心受力的区分七、教学方法与手段：1、教学方式：讲授与讨论结合2、教学手段：使用教具、图形辅助教学八、教学过程（一）复习旧课上学期讲述的混凝土构件的受压、受弯、受扭承载力计算。（二）引入新课、板书课题和上学期讲述的混凝土受压、受弯、受扭构件一样，偏心受力构件是混凝土构件的另一种常见的建筑构件形式，因此本章主要讲述偏心受力构件的计算方法。（三）新课进行 7.1 概述
4、以承受轴向力为主的构件属于受压构件。轴向力偏离截面形心线的构件属于偏心受压（拉）构件。根据轴向力作用位置分为双向偏心受压构件和单向偏心受压构件。偏心受压状态可以看作是轴心受压和受弯之间的过度状态。轴心受压是偏心受压状态在M=0时的一种极端情况。受弯是偏心受压状态在N=0时的另一种极端情况。工程结构中大多数竖向构件都属于偏心受压构件。常见的偏心构件有：框架柱、桁架、剪力墙等。7.2 构造要求为什么会有构造要求？一般构件的计算通常只考虑荷载的作用，而有些因素是不容易计算的，如：温度、混凝土收缩、徐变等对构件的影响。参考规范了解各个混凝土构件的构造要求。7.3 偏心受压构件的受力性能一、试验研究分析
5、根据大量试验表明，偏心受压构件的最终破坏都是由于混凝土的压碎而造成的。根据其破坏特征的不同，可以把偏心受压构件按破坏特征分为：大偏心受压破坏（受拉破坏）小偏心受压破坏（受压破坏）。1、大偏心受压破坏（受拉破坏）当构件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，发生大偏心受拉破坏。偏心距较大，M的影响较为显著，具有适筋受弯构件的受力特点。远离偏心力一侧截面受拉。随着N增大，受拉边缘混凝土达到极限拉应变，出现垂直于构件轴线的裂缝，裂缝随荷载的增大加宽并向受压一侧发展，裂缝中的拉力全部转由钢筋承担。随着荷载增大，受拉钢筋先屈服。钢筋屈服后塑性伸长，裂缝明显加宽并向受压侧延伸，受压区面积减小
6、，受压区混凝土被压碎而导致构件的最终破坏。破坏时压碎区不太长，受拉区形成一条较宽的主裂缝。只要受压区相对高度不至于过小，混凝土保护层不是太厚，受压钢筋不是过分靠近中和轴，受压钢筋的强度不是太高，则在混凝土压碎时，受压钢筋一般能达到屈服强度。破坏时主要特征：破坏从受拉区开始，受拉钢筋首先屈服，受压钢筋也能达到屈服，而后受压区混凝土被压坏。有明显预兆，塑性破坏。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，或者虽然偏心距较大，但配置的受拉钢筋过多时，构件发生小偏心受压破坏。当偏心距较小或者虽然偏心距较大，但配置的受拉钢筋过多时，截面可能出于大部分受压少部分受拉状态。构件破坏时，钢
7、筋中拉应力较小，受拉钢筋达不到屈服，没有明显的主拉裂缝。受压区钢筋屈服，构件的破坏是受压区混凝土被压碎而导致构件的最终破坏，破坏时压碎区较长。当构件截面中轴向压力的偏心距很小时构件全截面受压，一侧压应变较大，另一侧压应变较小。压应变较小一侧不会出现与构件轴线垂直的裂缝。构件破坏是由压应变较大一侧混凝土被压碎引起的。压应力较大一侧钢筋能够达到屈服强度，而另一侧受压钢筋不屈服，用s表示其应力。小偏心受压破坏共有的关键性破坏特征：构件是由受压区混凝土被压碎所引起的。压应力较大一侧的受压钢筋压应力一般能达到屈服强度。压应力较小一侧钢筋不论是受压还是受拉，应力一般达不到屈服强度。构件破坏前变形不会急剧增
8、长，但受压区垂直裂缝不断发展，破坏时没有明显预兆，属于脆性破坏。工程中不可避免使用小偏心受压柱，规范中计算公式采用较高的可靠指标。二、界限破坏及大小偏心受压的分界1、受拉破坏：相对偏心距较大且受拉筋配置较少2、受压破坏：相对偏心距较小或相对偏心距较大但受拉筋配置较多3、界限破坏：介于“受拉破坏”和“受压破坏”之间4、请同学回忆受弯构件正截面承载力计算的基本假定，即偏压构件承载力计算的基本假定，借助应力图形请同学根据平衡方程列出矩形截面大小偏压构件正截面受压承载力计算公式，并补充适用条件。 (1)长细比对偏压构件承载力的影响(2)大、小偏心受压破坏形态的截面应力计算简图(3)附加偏心距、初始偏心
9、距、偏心距增大系数(4)偏心受压构件正截面受压承载力的一般计算公式及其适用条件 本节后面部分请同学们自己看，了解！（四）复习巩固、习题处理P202思考题1-6（五）作业布置：P202思考题1、3第二次授课一、授课班级：2010级建筑专科（1,2）班二、授课次序：第2次课三、授课题目：矩形截面偏心受压正截面承载力计算四、教学内容：1、矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算五、教学目的、要求：1、掌握矩形截面偏心受压正截面承载力计算六、教学重点与难点：As和As均未知的矩形截面偏心受压正截面承载力计算七、教学方法与手段：1、教学方式：讲授与讨论结合2、教学手段：使用教具、图形辅助教学八、教学过程
10、（一）复习旧课上节课讲述的混凝土偏心受压的类型及大小偏心的区别和判定。（二）引入新课、板书课题上节课讲述了大小偏心受压构件的类型和区别，本节课主要讲述矩形截面偏心受压正截面承载力计算。（三）新课进行eeisAsbAsAsasash0hx图 偏心受压构件的截面受力图上图是混凝土结构上册讲述的双筋矩形截面的配筋简图类似。偏心受压构件也可以类似给出该受力截面简图。1.基本公式根据该截面的力和力矩平衡同样可以得到： （7-1）或将代入上式可得 （7-2）三个方程四个未知数，无解。可根据实际情况添加方程求解。2矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算方法（1）截面设计已知轴向力组合设计值N和相应的弯矩组合设
11、计值M或偏心矩ei，材料的强度等级，截面尺寸bh，以及弯矩作用平面内构件的计算长度，要求确定纵向钢筋数量。大、小偏心受压初步判断 第一种情况：As和As均未知。 同双筋矩形截面受弯正截面计算的方法类似，根据钢筋最小原则，补充条件： b，即x= bh0，得 第二种情况： As已知，As未知。根据基本公式：求得受压区高度：若满足：若满足：例1 某矩形截面钢筋混凝土柱，设计使用年限为50年，环境类别为一类。b=400mm，h=600mm，柱的计算长度l0=7.2m。承受轴向压力设计值N=1000kN，柱弯矩值分别为M=491.57kN.m。该柱采用HRB400级钢筋（fy=fy=360N/mm2），
12、混凝土强度等级为C25（fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2），若采用非对称配筋，试求纵向钢筋截面积。解：As和As均未知1、判别偏心距先按大偏心受压计算2、求根据3、选择钢筋及截面配筋根据钢筋选取可查附表。sfyNe0Ne0fcAs fyh0e0很小 As过少， As过多As As时 第一种情况：As和As均未知。根据 补充条件：若， 第二种情况As已知，As未知或已知As求 As 。 运用基本方程求解，得受压区高度。例2 一截面尺寸bh=400mm500mm的钢筋混凝土柱，设计使用年限为50年，环境类别为一类。柱的计算长度l0=7.5m。承受轴向压力设计值N=2500kN，柱
13、弯矩值为M=232.96kN.m。该柱采用HRB400级钢筋（fy=fy=360N/mm2），混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2），若采用非对称配筋，试求纵向钢筋截面积。解：As和As均未知1、 判别偏心距 先按小偏心受压计算2、 求，3、 按轴心受压验算，二、截面复核 已知偏心受压构件截面尺寸、配筋、材料强度，轴向力组合设计值N和相应的弯矩组合设计值M或偏心矩e0，然后复核偏心压杆截面是否能承受已知的组合设计值。基本步骤： 判断偏心类型 利用基本公式解出N例3 一截面尺寸bh=400mm600mm的钢筋混凝土柱，设计使用年限为50年，环境类别为一类。柱的计算长度l0=5.5m。该柱采用HPB300级钢筋（fy=fy=300N/mm2），混凝土强度等级为C25（fc=11.9N/mm2， ft=1.27N/mm2 ），若已知该柱配筋为：受拉钢筋：422（As=1520mm2）。受压钢筋： 220（As=628mm2），试求e0=350mm时，截面所能承受的轴力N和弯矩M。解：1.判别偏心类型初步按照大偏心受压计算。2.利用大偏心受压计算，确定为大偏心。4 矩形截面偏心受压构件对称配筋的计算方法对称配筋：As = As，as = as ，小结大小偏心的判断方法：1、直接计算判断大小偏心2、使用界限偏心距3、使用经验公式大偏心小偏心三个方程四个未知数图
