《土力学与基础工程》课程实施大纲2.docx

钢筋混凝土课程实施大纲1 .教学理念土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、 保养、维修等技术活动，也指工程建设的对象（即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生 产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞 机场、海洋平台、防护工程等）工程建设对象那么主要是以混凝土结构的材料为主，本课程主要教学是以各类混凝土结 构为材料的工程对象，学习它们的施工、设计和监理的方法和原理。2 .课程介绍课程的性质钢筋混凝土是土木工程专业房屋建筑方向的主干专业课之一，它是在学生完成了数学课程和力学课程的基 础上，分析研究钢筋混凝土结构的计算原理和设计方法。通过这门课程的学习，学生能进行一般工业与民用建筑中 钢筋混凝土结构的设计，并具有进一步研讨钢筋混凝土结构理论的基础和从事工程实践的能力,成为一名合格的土木 工程师。2. 2课程目的本课程是土木工程专业的一门的必修专业课程。课程的研究对象是以混凝土为材料的各类实际工程。主要研究 内容包括钢筋混凝土的原理和钢筋混凝土结构的设计。课程的主要目的是学生通过课程学习，能掌握钢筋混凝土的 基本理论、设计基本方法，对理论和设计有一个系统的把握，有一定进行工程设计的能力。通过培养学生的专业素 质，了解混凝土结构的设计方法，熟悉现行的钢筋混凝土结构设计规范，并初步掌握对实际工程的设计原理和方法, 其H标是将培养学生成为高级工程技术人才。2. 3课程的前沿及开展趋势混凝土结构有以下新的开展趋势；（1）预应力技术的完善与普及，使建筑结构（梁板）、桥梁的跨度普遍增大。（2）钢管混凝土在建筑上，特别是高层、超高层建筑上应用越来越多。钢管内浇筑高强混凝土，可以使柱的承载 力大幅度提高，从而降低柱的截面尺寸。（3）混凝土-型钢复合结构（即型钢外包裹混凝土）越来越多地在建筑结构上使用，大幅度提高结构强度和建筑的 耐火平安性。（4）高强混凝土在超高层建筑、摩天大楼的抗压结构上使用。（5）超高性能混凝土和超高性能钢筋混凝土出现，并开始在一些防暴结构、薄壳结构、大跨度结构和高耐久性结 构上应用。2. 4学习本课程的必要性本课程是土木工程专业的一门非常重要的专业课。作为一名土木工程技术人员，不仅要精通专业技术，具有解 决实际工程问题的能力，而且还应有强烈的对于钢筋混凝土规范的学习和应用能力，能够进行工程结构的设计和施 工。4.本课程与相关课程的关系先导课程：理论力学、材料力学、结构力学、建筑制图、土木工程材料、结构荷载分析后续课程：结构抗震设计、高层建筑结构设计、钢结构论，集思广益来加快学习速度并提高学习效果。小组教学法，能充分表达“以学生为主体，以教师为主导”的现代 教育理念；它注重教学过程的集体合作性，认为学生之间的互动、合作是教学过程中十分重要的组成局部；它提倡 团队合作、机会均等，激励学生发挥主观能动性和创新精神，通过小组合作活动完成教学目标。8.4演示法为了顺利完成钢筋混凝土课程设计的任务，在理论教学中还应尽量使讲授内容与PKPM软件应用相结合，有时 在习题课讲一些例题、图表、计算方法等都可以直接利用PKPM软件完成，形象生动、清晰，并重点演示课程设计 中能用到的方法、过程与技巧，使学生熟悉PKPM软件的知识和功能。9 .课程考核方式及评分规程本门功课采取平时成绩+考试卷面成绩综合评分的形式，课程实行闭卷考试的形式，依据四川理工学院相关规 定进行，具体成绩计算方式如下：1平时成绩（30%）：出勤（迟到，早退，缺席等）、作业、课堂讨论及回答以下问题表现等2卷面成绩（70%）：以试卷分数的70%记入总成绩（补考成绩另算）10 .学术诚信规定根据学校规定：学校的学生必须按照学校教师、系、学院的标准完成课程学习任务：作弊和剽窃行为构成欺诈 的行为将取消课程学分并给与适当的制裁。因此，任何形式的作弊和剽窃将导致成绩不合格，学生将会被提交给合 适的学院和学校有关部门采取行动。10.1 考试违规与作弊（1）学生必须持本人身份证或学生证参加考试，无本人学生证或身份证者不能参加考试。（2）学生必须按规定的考场与座位参加考试，否那么，按考试违纪处理。（3）学生不得将除考试必需品以外的其它物品（如书箱、纸张、资料、手机等）带入考场，如不小心带入考 场，也必须放到指定地点。（4）学生必须遵守考试纪律，严禁考试违纪或考试作弊。以下考试作弊行为之一者，这门课程最终考核成绩 按“0”处理：请人代考或替他人代考的双方当事者、组织作弊者；使用通讯设备（如手机）作弊及其他作弊行为严重者；偷窃考试试卷者；10.2 学术剽窃等课程希望学生提交的报告、论文、作业等有原创性。除非教师有特别要求，否那么所有的作业、论文、报告等 都应学生自己完成。不允许将递交给其他课程的论文作为该课程论文递交。11 .课堂规范课堂教学是人才培养的重要环节，课堂是大学生接受教育的神圣殿堂。良好的课堂行为规范，是大学生素质的 重要表达，是大学生良好精神风貌的重要表达，是高校学风建设的关键。（1）学生应认真完成每一堂课的各个教学环节，至少提前十分钟到达上课地点；（2）学生应自觉遵守和维护课堂纪律，上课期间应关闭手机、MP3等通讯和娱乐设备；禁止在教室内及附近大 声喧哗；（3）为保证一个清新的课堂教学环境，不得携带食物、饮料等进入课堂食用，不得在教学楼和教室内吸烟；（4）学生在课堂上应举止言行得体，不得有不文明的言语和举动；男女同学之间交往应得体，不得在课堂内表 现出不雅言行；（5）学生在课堂上应尊重老师，未经老师许可，不得随意进出教室或做出其他不雅举止，课间值日生应主动为 老师擦黑板；（6）为保持清洁的教学环境，学生应自觉维护教室内及走廊卫生，不得在课桌、教室墙壁等处涂抹刻画，不得 在教室及走廊随地吐痰或乱扔杂物；（7）学生应保持良好的个人形象，自觉遵守作息时间，保证上课精力充分、精神饱满，禁止上课睡觉；课堂着 装应得体，不得穿拖鞋、背心上课，不宜过度暴露。（8）学生应根据课程教学安排认真完成课前预习、课堂笔记、课后作业。课堂上应积极参与讨论，认真回答问 题，不做与课堂教学无关的事情。（9）严格按课程表出勤，不迟到，不早退。认真对待教师课堂考勤，答到时应举手示意，声音响亮，不得替他 人答到。（10）不得旷课，因病因事不能正常出勤者应履行有关请假手续。12 .课程资源教材与参考书（1）推荐教材：混凝土结构（吴培明、彭少民主编武汉理工大学出版社）.（2）主要参考书目：混凝土结构（上册）-混凝土结构设计原理（第四版），混凝土结构（中册）-混凝土结构与砌体结构设计（第四版），东南大学，同济大学，天津大学合编，中国建筑工业出版社。混凝土结构基本原理（最新版）顾祥林主编，同济大学出版社12.1 课外阅读资源混凝土结构设计规范建筑工业出版社.教学合约12.2 本人郑重承诺：教育工作是良心工程，在教学过程中恪尽职守认真负责教学，虚心听取学生意见与建议，不断 改进教学方式方法。12.3 请同学们课前一定认真阅读课程实施大纲，理解其内容。12.4 本人绝对同意遵守本课程实施大纲中阐述的标准和期望。13 .学术合作备忘录（契约）阅读课程实施大纲，理解其内容13.1 同意遵守课程实施大纲中阐述的标准和期望附列：课程实题安排前 百钢筋混凝土，是从工程济的角度来研究工程技术问题，主要研究如何利用各种知识和手段，进行 钢筋混凝土结构设计，根据工程技术的平安性、适用性、耐久性，恰当地进行设计，求得最好的设计 方案，对钢筋混凝土结构的原理和设计方法进行研究的一门课程。课程的性质和任务钢筋混凝土是土木工程专业房屋建筑方向的主干专业课之一，它是在学生完成了数学课程和 力学课程的基础上，分析研究钢筋混凝土结构的计算原理和结构设计的方法。通过这门课程的学习， 学生能进行一般工业与民用建筑中钢筋混凝土结构的分析、设计，并具有进一步研讨钢筋混凝土结构 理论的基础和从事工程实践的能力。教学目的和要求本课程是土木工程专业的一门的必修专业课程。课程的研究对象是以混凝土为材料的各类实际工 程。主要研究内容包括钢筋混凝土的原理和钢筋混凝土结构的设计。课程的主要目的是学生通过课程 学习，能掌握钢筋混凝土的基本理论、设计基本方法，对理论和设计有一个系统的把握，有一定进行 工程设计的能力。通过培养学生的专业素质，了解混凝土结构的设计方法，熟悉现行的钢筋混凝土结 构设计规范，并初步掌握对实际工程的设计原理和方法，其目标是将培养学生成为高级工程技术人才。§1绪论（2学时）§1.1建筑结构的一般概念建筑结构是指建筑物中用来承受各种作用的受力体系。结构上的作用是指能使结构产生效应（内力、变形）的各种原因的总称。主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨，钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土 结构（Concrete Structure） o分类 按材料混凝土结构砌体结构钢结构木结构按受力和构造特点分：多层与高层建筑：混合结构体系框架结构体系剪力墙结构体系（包括框一剪、全剪、筒体结构）单层大跨度建筑（屋盖结构）：平面结构体系:门式刚架、薄腹梁结构、绐架结构、拱结构。空间结构体系：壳体结构、网架结构、悬索结构。 建筑结构设计的任务常见规范GB50068-2010GB50009-2010GB50007-2010GB50011-2010GB50010 2010GB50003-2010GB50017 2010§1.2砌体结构、常见规范GB50068-2010GB50009-2010GB50007-2010GB50011-2010GB50010 2010GB50003-2010GB50017 2010§1.2砌体结构、是选择适用、经济的结构方案，并通过计算和构造处理，使结构能可靠地承受各种作用。建筑结构可靠度设计统一标准 建筑结构荷载规范建筑地基基础设计规范建筑抗震设计规范混凝土结构设计规范砌体结构设计规范钢结构和混凝土结构的概念及优缺点钢结构设计规范 一、砌体结构的概念及优缺点 定义：用砂浆把砌块连结而成的整体材料称为砌体，以砌体为材料的结构称为砌体结构。常见砌体：砖砌体、石砌体、砌块砌体、配筋砌体优点：容易就地取材，造价低廉。 耐火性良好，耐久性较好。 隔热、保温性能较好。缺点：（1）承载力低。（2）自重大。（3）抗震性能差。三、混凝土（碎）结构的概念及优缺点概念：仅仅或主要以混凝土为材料的结构称为混凝土结构。分类：素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、钢骨混凝土结构钢管混凝土结构、FRP筋混凝土、钢-混凝土混合结构、纤维混凝土混凝土与钢筋的配合混凝土 （Concrete）：抗压强度高，而抗拉强度却很低High compressive strength, but lower tensile strength一般抗拉强度只有抗压强度的1/81/20破坏时具有明显的脆性性质（Brittle）_钢材（Steel）：抗拉和抗压强度都很高具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性Ductile但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件钢筋混凝土Reinforced Concrete除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式可以在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋当构件受力很大时，可以直接配置钢骨还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以到达提高因此，两种（或两种以上）材料的有机组合，可充分发挥各自的长处，创造出多种形式的复合材料，适应各种不同 受力的要求，取得很好的综合经济效益（1）混凝土与钢筋配合能发挥各自的性能特点（图1 1）（2）能配合的原因 a：钢筋与混凝土有良好的粘结性能。b：钢筋与混凝土的线膨胀系数。相近，as=1.2X 10-5/,ac = （1.0-1.5）X 10-5/ o（3）预应力混凝土的概念(o)混凝土结构的优点：气 材料利用合理：钢筋和混凝土的GOr 结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。 可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。 耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长； 混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。（4）现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和 防辐射性能较好，适用于防护结构。刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。（6）易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，己有利用工业废料来制造人工骨料，或作 为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。混凝土结构的缺点：自重大：不适用于大跨、高层结构。Q轻质、高强和预应力） 抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差（露天、沿海、化学侵蚀）时会影响耐久性； 也限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。（预应力混凝土） 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。Q高强、钢骨、钢管混凝土）（4）施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。Q钢模、飞模、 滑模等,泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比拟困难。（混凝土结构加固技术不断得到开展,如最近研究开发 的采用碳纤维布加固混凝土结构技术,快速简便。）§ 1.3建筑结构的开展简况本节自学思考题：教材 P51、4、51.4混凝土结构课程学习中应注意的问题截面的基本受力形态有：正截面受力、斜截面受剪、扭曲截面受扭问题不是单一的、解答是不唯一的1、构件和结构设计是一个综合性问题设计过程包括结构方案、构件选型、材料选择、配筋构造、施工方案等还需要考虑平安适用和经济合理。设计中许多数据可能有多种选择方案，因此设计结果不是唯一的。最终设计结果应经过各种方案的比拟，综合考虑使用、材料、造价、施工等各项指标的可行性，才能确定较为合适 的一个设计结果。2、工程工程的建设是国家的重要工作，必须依照国家公布的法规进行设计人员必须遵照各种结构类型的设计规范或规程进行设计。各种设计规范或规程是具有约束性和立法性的文件，其目的是使工程结构的设计在符合国家经济政策的条件下，保证设计的质量和工程工程的平安可靠。注意在学习中，有关基本理论的应用最终都要落实到规范的具体规定。由于工程结构类型很多，不同的结构类型有不同的设计规范或规程，但混凝土结构的基本理论是一致的，应重点学 好基本理论。本学期以基本理论为主，并结合主要用于建筑结构的混凝土结构设计规范GB500010）学习。后续课程将结合各 种结构类型，介绍有关的设计方法和设计规范。3、设计工作是一项创造性工作一方面在设计工作中必须按照规范进行另一方面只有深刻理解规范的理论依据，才能更好地应用规范，充分发挥设计者的主动性和创造性。规范是给傻瓜 设计师编写的，注意学习中的创造性。本学科还在不断的开展和更新，因此设计工作不应被规范束缚,在经过各方面的可靠性论证后，应积极采用先进的 理论和技术。规范一般十年左右修订一次，就是为了反映学科最新开展的成果。第二章钢筋和混凝土的力学性能（4学时）混凝土结构主要用钢筋和混凝土材料制作而成。为了合理地进行混凝土结构设计，需要深入地了解混凝土和钢 筋的受力性能。对混凝土和钢筋力学性能、相互作用和共同工作的了解.，是掌握混凝土结构构件性能并对其进行分 析与设计的基础。§2.1钢筋的力学性能钢筋的分类1、化学成分：碳素钢筋（低、中、高）、合金钢筋（低、中、高）2、外形：光圆钢筋、带肋钢筋、刻痕钢筋、钢绞线（图21）3、加工方法4、热轧钢筋（HPB235、HRB335、HRB400、RRB400）冷拉钢筋、冷轧钢筋、热处理钢筋5、供货形式直条钢筋、盘圆钢筋HPB235级（I级）钢筋多为光面钢筋（Plain Bar）,多作为现浇楼板的受力钢筋和箍筋HRB335级（II级）和HRB400级（HI级）钢筋强度较高，多作为钢筋混凝土构件的受力钢筋，尺寸较大的构件，也 有用II级钢筋作箍筋的为增强与混凝土的粘结（Bond）,外形制作成月牙肋或等高肋的变形钢筋（Deformed Bar）。 IV级钢筋强度太高，不适宜作为钢筋混凝土构件中的配筋，一般冷拉后作预应力筋 延伸率（Percentage of elongation） ： d5=25、16、14、10%,直径 840。钢丝 Wire：中强钢丝的强度为8001200MPa,高强钢丝、钢绞线（Strand or Tendon）的为14701860MPa；延伸率 dlO=6%,。100=3.54%；钢丝的直径39mm；外形有光面、刻痕和螺旋肋三种，另有二股、三股和七股钢绞线， 外接圆直径9.5-15.2 mm。中高强钢丝和钢绞线均用于预应力混凝土结构。冷加工钢筋Cold working rebar：是由热轧钢筋和盘条经冷拉、冷拔、冷轧、冷扭加工后而成。冷加工的目的是为了 提高钢筋的强度，节约钢材。但经冷加工后，钢筋的延伸率降低。近年来，冷加工钢筋的品种很多，应根据专门规 程使用。热处理钢筋Heat treatment ：是将W级钢筋通过加热、淬火和回火等调质工艺处理，使强度得到较大幅度的提高， 而延伸率降低不多。用于预应力混凝土结构。二、钢筋的强度和变形结构材料的力学性能，主要是指材料的强度和变形能力，以及材料的本构关系（即6-£关系），了解结构构件所用 材料的力学性能，是掌握结构构件的受力性能的基础。1.钢材的力学性能:、颈缩阶段。:、颈缩阶段。（1）应力-应变曲线:无明显屈服点的钢筋的应力-应变曲线：（2）屈服强度。s 钢筋强度设计计算的依据对于有明显屈服点的钢材，由于钢材的屈服将产生明显的，不可恢复的塑性变形，从而导致构件可能在钢材尚未进 入强化阶段就发生破坏或产生过大的变形和裂缝，因此在正常使用情况下，构件中的钢材应力小于其屈服强度。故 屈服强度是钢筋关键性的强度指标。（3）伸长率和冷弯性能钢材的塑性性能指标=/_/0屈强比：反映钢筋的强度储藏，力/坨二0.60.7。5。1。一丁有明显屈服点钢筋的应力-应变关系一般可采用双线性的理想弹塑性关系o = EW£</jy（4）混凝土对钢筋性能的要求：强度高，适当的屈强比；塑性好；可焊性好；与混凝土有较好的粘结力。普通钢筋强度标准值（N/mn?）种类符号执 /、 轧 钢 筋HPB235(Q235)力235HRB335(20MnSi)335HRB400(20MnSiV> 20MnSiNb、20MnTi)RRB400(20MnSi)400§2.2混凝土的力学性能一、混凝土的强度1、立方体抗压强度fcu,k（普通硅力学性能试验方法（GBJ8185）以边长为150mm的立方体在20±3的温度和相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28天，依照标准试验方 法测得的具有95%保证率的抗压强度（以N/mm2计）作为混凝土的强度等级，并用符号2、轴心抗压强度fc,k采用150mmxl50mmx300mm棱柱体作为轴心抗压强度的标准试件fck - Q.SSaa2fcll k3、轴心抗拉强度ft,k1、立方体抗压强度fcu,k普通碎力学性能试验方法（GBJ8185）标准试件:尺寸150X 150X 150,温度20±3oC,相对湿度90%,28天龄期，保证率95%,加荷速度每秒0.30.5N/mm2 验强度等级划分：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 14 个级 C50-C80高强碎硅结构设计规范规定，钢筋混凝土结构的混凝土强度等级应大于C15；当采用HRB335时，不宜低于C20,预 应力混凝土不应低于C30,当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土等级不宜低于C40。套箍作用标准试件：H/b23fc,k与fcu,k的关系:fc,k=0.88 a 1 . a 2 fcu,k国外采用圆柱体试件确定3、轴心抗拉强度ft,k(the direct tensile strength) 试验方法：劈拉试验标准试件：H/b23fc,k与fcu,k的关系:fc,k=0.88 a 1 . a 2 fcu,k国外采用圆柱体试件确定3、轴心抗拉强度ft,k(the direct tensile strength) 试验方法：劈拉试验fuk=0.88X0.395 fcu，k0-55( 1-0.645 8 )0.45 X a 2混凝土的抗拉强度比抗压强度低 得多，一般只图2T9混凝土的变形模髭(a)原点切线模盘；(b)割线模量，(c)切线模量图210 混凝土保史依联阳发时间(月)0,k与fcu,k关系有抗压强度的5%10%混凝土的双向受力强度混凝土在正应力和剪应力作用下的复合强度三向受压时，混凝土的抗压强度和极限变形都有较大提高二、混凝土的变形混凝土的变形分为两类：混凝土的受力变形混凝土的非受力变形1、混凝土在一次短期加荷时的变形1)应力一应变曲线(图2 8、9)4，2)混凝土的横向变形系数 Uc=023)混凝土的弹性模量、变形模量和剪圆1 ()5Er =(N/mm2)2.2 + 34.7/Gc=0.4Ec2、混凝土在屡次重复加荷时的变形疲劳现象强度值和弹性模量均有下降。3、徐变：在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形A、徐变的应变与时间关系曲线B、徐变的影响因素1）水灰比、和水泥用量；2）骨料的级配与刚度；3）混凝土的密实性；4）构件养护温度、湿度；5）构件使用时的温度、湿度；6）构件比外表积；7）构件加荷时的龄期；8）持续应力的大小。4、收缩：不受应力、体积减小。A、影响收缩因素：内在因素、外部环境B、减少收缩的措施：混凝土的收缩与膨胀混凝土在水中或处于饱和湿度情况下硬结时体积增大的现象称为膨胀混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩混凝土的选用原那么建筑工程中，钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C15当采用HRB335级钢筋时，不宜低于C20当采用HRB400和RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件，不得低于C20预应力混凝土结构不应低于C30采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，不宜低于C40§ 2.1钢筋与混凝土的粘结力一、粘结力组成: 粘结力的定义及组成粘结力的定义 假设钢筋和混凝土有相对变形（滑移），就会在钢筋和混凝土交界面上产生沿钢筋轴线方向的 相互作用力，这种力称为钢筋与混凝土的粘结力粘结力的组成1化学胶结力：混凝土凝结时，由于水泥的水化作用在钢筋与混凝土接触面上产生的化学吸附作用力2摩擦力：混凝土收缩后将钢筋紧紧地握裹住而产生的力3机械咬合力：钢筋外表凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力4钢筋端部的锚固力：采取锚固措施后所造成的机械锚固力二、影响粘结强度的因素砂强度，保护层厚度，钢筋净距，横向配筋及侧向压应力，浇筑碎时钢筋的位置，钢筋外表形状。图213与钢筋平行的劈裂裂缝Q）劈裂,3）水平劈裂国瞰丰.图2-11钢筋的拔出试验粘结强度：钢筋与混凝土的粘结强度通常采用拔出试验来测定。设拔出力为F,那么以粘结破坏（钢筋拔ndl出或混凝土劈裂）时钢筋与混凝土截面上的最大平均粘结应力作为粘结强度f=ft：平均剪应力T：拉拔力的极限值d：钢筋直径1：钢筋植入深度进行拔出试验时，受拉钢筋到达屈服的同时发生粘结破坏，该临界情况的锚固长度称为基本锚固长度，用la表示I. =d - cc d保证可靠粘结的构造措施 %向 4 % ft钢筋的间距和混凝土的保护层不能太小、优先采用小直径的变形钢筋，光面钢筋末端应设弯钩、钢筋伸入支 座应有足够的锚固长度、钢筋不宜在混凝土的拉区截断、在大直径钢筋的搭接和锚固区域内宜设置横向钢筋本章小结为了学习钢筋混凝土结构的设计与构造，必须对钢筋和混凝土两种材料的力学性能及其相互作用有较深入的了解。 混凝土的强度等级，系指标准试件（边长为150mm）在标准条件下养护28后，用标准方法加压测得的具有95% 保证率的抗压强度作为立方强度的标准值，亦称混凝土的强度等级。对于非标准试件（如边长为200mm或边长为 100mm）须将其抗压强度实测值乘以尺寸效应系数，才能得出标准试件的强度等级。 混凝土的变形分两类，即受力变形和体积变形荷载作用下的变形分为一次短期荷载下的变形（从中得出的。-£关系曲线以及拉、压应变值），长期荷载下的变形 以及重复荷载下的变形。在应力不太大的重复荷载作用下，每重复一次其塑性变形将衰减一次，同此，可根据不太 大的重复应力作用下的。-£关系曲线得到混凝土的弹性模量。在荷载长期作用下，即使应力保持不变，混凝土的变形也会随时间的增长而增长，这种变形称为混凝土的徐变。徐 变对构件基本上是有害的，应尽量减小混凝土的徐变。 掌握钢筋的品种、级别、形式和应用范围，了解钢筋的力学性能及其强度标准值，为结构计算打下基础。（4）根据钢筋与混凝土的粘结作用，确定钢筋的最小锚固长度，掌握钢筋在构件中的合理构造。思考题：Pagel5162、 5、 7、 10、 15、 17、 20第三章钢筋混凝土结构的基本设计原那么（4学时）本章教学目的要求1 .掌握结构可靠度理论.掌握极限状态设计法及其实用表达式2 .掌握荷载的代表值和材料强度的取值. 了解结构构件设计的一般内容教学内容.设计基准期和设计使用年限1 .结构的功能要求、作用和抗力2 .结构可靠度理论和极限状态设计法3 .结构构件设计的一般内容4 .荷载取值、材料强度的取值结构设计方法的开展1、容许应力设计法：a<a = 存在的问题：K（1）、钢筋混凝土结构的受力性能是非弹性的；（2）、结构中一点到达容许应力，结构并未失效；（3）、容许应力分别受控于钢筋和混凝土两种材料，无法得出截面和构件承载力的平安度究竟是多少；5.课程目标5.1 培养学生知识、能力和素质协调开展的高质量应用型人才5. 2加强学生知识、能力和素质协调开展（1）与注册工程师执业能力知识的衔接建筑行业注册工程师作为专业人才，除具备工程技术能力外，还应具备工程设计能力，包括工程工程的设计、 施工、监理等。工程领域涉及的这些实际工程问题都是通过钢筋混凝土这门课程的学习解决的。钢筋混凝土都 是一门注册工程师执业能力考试必考的专业课程（见下表）。因此，通过与注册工程师执业能力知识的衔接学习， 为合格的工程工程设计人员履职搭建一个较为完整的知识体系。序号名称管理部门实施时间1注册结构工程师建设部1997.092一级建造师建设部2003. 013注册监理工程师建设部1992.074注册房地产估价师建设部1995. 035资产评估师财政部1996. 086注册造价工程师建设部1996. 087注册咨询工程师国家开展和改革委员会2001.128设备监理师国家质量监督检验检疫总局2003. 109投资建设工程管理师国家开展和改革委员会2005.02（2）与硕士研究生考试综合能力知识的衔接钢筋混凝土是土木工程专业研究生考试的重要科目之一。而考试的局部内容涉及综合能力的分析。比拟重视 理论联系实际，具有一定的工程技术和工程经验背景，要求土木工程专业的学生能根据复杂的实际问题特点，从大 纲所要求的知识点中找到有效的解决问题的模型或方法，进行相应的计算和分析，并给出解答过程。因此，在学习 钢筋混凝土这门课程过程中，引入各高校研究生入学考试局部典型案例，来提高学生综合分析能力。5. 3构建“三位一体”教学模式（4）、没有考虑结构功能的多样性；（5）、平安系数凭经验确定，缺乏科学依据。2、破损阶段设计法： M / Mi（M <- K存在的问题：（1）、平安系数凭经验确定；（2）、没有考虑结构功能的多样性。3、极限状态设计法：fsk .UK 、 M（Z &纵）（/（*，*，A 也% ）4、以概率理论为基础的极限状态设计法：'； 写斗号§ 3.1建筑结构的功能要求和极限状态一、建筑结构的功能要求1）平安性：建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发 生后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。2）适用性：建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等 性能均不超过规定的限度等。（3）耐久性：建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起 钢筋锈蚀等。结构的可靠性：是指结构在规定的时间内（即设计使用年限），在规定的条件下（结构正常的设计、施工、使用和维修 条件），完成预定功能（如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等）的能力。结构可靠度：是指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，即结构可靠度是结构可靠性的概 率度量。设计基准期和设计使用年限设计基准期：结构设计所使用的何载统计参数，与时间有关的材料性能取值，都需要选定一个时间参数，它就是设 计基准期。我国所采用的设计基准期为50年。设计使用年限：设计使用年限式设计规定的一个时期，在这规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使 用和维护下不需要进行大修，就能按照预定目的使用，结构设计使用年限应按F表确定虽然，设计使用年限不同与设计基准期的概念，普通房屋和构件物，设计使用年限和设计基准期均为50年。建筑 结构的平安等级在进行建筑结构的设计时，应根据结构破坏可能产生的各种后果（危及人的生命、造成经济损失、产 生社会影响等）的严重性，采用不同的平安等级。二、极限或W°09定义：整个结构或结构的一局部超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的 极限状态1、承载能力极限状态（图31）结构或结构构件到达最大承载能力或不适于继续承载的变形。（1）整个结构或结构的一局部作为刚体失去平衡，如雨篷压重缺乏而倾覆、烟囱抗风缺乏而倾倒、挡土墙抗滑 缺乏在土压力作用下而整体滑移等。（2）结构构件或其连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏）,如轴心受压构件中混凝土到达了轴心抗压强度、 构件的钢筋因锚固长度缺乏而被拔出等；或因变形过大而不适于继续承受荷载。（3）结构转变为机动体系，如构件发生三较共线而形成机动体系，丧失承载能力。（4）结构或构件丧失稳定，如细长柱到达临界荷载后压屈失稳而破坏。2、正常使用极限状态结构或结构构件到达正常使用或耐久性能的某项规定限值。(1)影响正常使用或外观的变形，如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。(3)影响正常使用的振动，如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。(4)影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。§ 3.2 限状态设计方法一、影响结构可靠性的因素结构上的作用F、作用效应S、结构抗力R结构上的作用施加在结构上的集中力或分布力(直接作用，也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原 因(间接作用)。1、作用效应作用效应：由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、 扭矩、挠度、转角和裂缝等)。直接作用：各种荷载。间接作用：地震作用，温度效应，不均匀沉降效应等。一般只考虑荷载效应结构上的作用分类按随时间的变异分类：永久作用一在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。可变作用一在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。偶然作用一在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。.按随空间位置的变异分类固定作用一在结构空间位置上具有固定分布的作用。可动作用一在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作用。按结构的反响分类静态作用一使结构产生的加速度可忽略不计的作用。动态作用一使结构产生的加速度不可忽略的作用。结构上的荷载可分成三类：永久荷载一在结构使用期内，其值随时间因素的变化不大，或其变化与其平均值相比可以忽略的荷载。可变荷载一在结构使用期内，其值随时间变化，且其变化与其平均值相比不可以忽略的荷载。偶然荷载一在设计使用期内不一定出现，一旦出现其值很大且持续时间很短的荷载。建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的设计值。对永久荷载应采用标准值作为代表值；Qk = 2对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。1 .荷载标准值荷载的基本代表值，是指结构在其使用期间，正常情况下可能出现的最大荷载值。2 .荷载频遇值是正常使用极限状态按频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值。3 .荷载准永久值 是正常使用极限状态按准永久组合和频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值。4 .荷载组合值 是当结构承受两种或两种以上可变荷载时，承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限 状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值。2、结构抗力结构抗力：结构或构件承受作用效应的能力，影响结构抗力的主要因素是结构的几何参数和所用材料的性能 R=f（fc，fs，Q 片）材料强度的取值：材料强度是确定抗力的重要参数，材料强度标准值fk是材料强度的代表值，一般取概率分布的0.05分位值，即具 有95%的保证率。1.钢材的强度标准值规范将热轧钢筋的强度标准值取为冶金部门公布的屈服强度废品限值， 其保证率为 97.73 %。fK = fm + aaf2.混凝土的强度标准值取保证率为95%的强度值为混凝土强度标准值在进行承载能力计算时，采用材料强度设计值，它是在标准值的基础上，除以大于1的材料分项系数得出的（如钢筋混凝土材料分项系数Yc =14,钢筋材料分项 系数Ys=12）