本文格式為Word版，下載可任意編輯——《建筑結構》教案

一、學期授課計劃編訂依據課程標準名稱、批準單位及時間本學期主要講授的內容（授課內容起止章節）采用教材名稱、、出版社及版本《建筑結構》，教務處，2023年6月。0緒論~12砌體結構《建筑結構》、曹長禮，李萍、XX交通大學出版社、第1版《建筑結構》、魯維、南江大學出版社、第1版《建筑結構基礎與識圖》、周暉、機械工業出版社、第1版《建筑結構》、何益斌、中國建筑工業出版社、2023；《建筑結構》、熊丹安、華南理工大學出版社、2023；《建筑結構設計》、邱洪興、高等教育出版社、2023。主要參考書教學時數本學期教學周數教務處審核看法

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班級本學期授課計劃時本學期周學時數本學期計劃教學時數預計假日缺課時數本學期實際教學時數其中總時數講試驗見習練習復授實訓實習測驗習機動時數數

二、學期教學進度表周日次期授課章節及內容提要第1章緒論1.1建筑結構的組成和分類1.2混凝土結構1.3砌體結構1.4課程特點與學習方法第2章建筑結構設計的基本原則2.1結構設計的基本要求2.2結構上的荷載與荷載效應2.3結構抗力和材料強度2.4概率極限狀態設計法第3章混凝土結構材料的力學性能3.1混凝土3.2鋼筋3.3鋼筋與混凝土的粘結第4章鋼筋混凝土受彎構件4.1板、梁的一般構造4.2受彎構件正截面承載力計算4.3受彎構件斜截面承載力計算4.4受彎構件的變形及裂縫寬度驗算第5章受壓構件的承載力計算5.1概述5.2受壓構件的一般構造要求5.3軸心受壓構件的承載力計算5.4偏心受壓構件正截面承載力計算5.5偏心受壓構件斜截面承載力計算算第6章受拉構件的承載力計算6.1受拉構件的受力特點6.2軸心受拉構件正截面承載力計算6.3偏心受拉構件承載力計算第7章受扭構件的承載力計算7.1概述7.2一般受扭構件承載力計周學時教學形式講授學時試驗實訓見習學時實訓專周作業次數144124423441444254422

678總學時周次第8章預應力混凝土構件8.1預應力混凝土的基本概念8.2預應力混凝土材料及預應力損失8.3預應力混凝土軸心受拉構件8.4預應力混凝土構件的構造要求件第9章鋼筋混凝土梁板結構9.1概述9.2現澆單向板肋梁樓蓋9.3現澆雙向板肋梁樓蓋9.4裝配式樓蓋9.5樓梯9.6懸挑構第10章單層廠房結構10.1概述第11章框架結構11.1框架的結構和布置第12章砌體結構12.1砌體材料及其力學性能合計442441441323212三、學期試驗（實訓）進度表日期試驗實訓內容提要周學時教學形式試驗實訓場地（室）試驗實訓設備總學時3

建筑結構課程教案

授課題目授課時間課次1次緒論建筑結構的概念建筑結構特點及其計算原理第1周周*第*-*節課時安排2課時課型（請打√）理論課（√）探討課（）試驗課（）習題課（）其他（）1、了解建筑結構的分類；教學目的與要求2、了解鋼筋混凝土結構及其它結構的優缺點；3、了解本課程的目的和特點；教學重點與難點教學方法與手段鋼筋混凝土結構的特點及其應用狀況講授法，多媒體與板書相結合一、引入課程5′二、建筑結構概念10′三、建筑結構的分類15′四、建筑結構的發展5′五、建筑結構的特點5′教學內容六、荷載代表值15′荷載標準值、可變荷載準永久值、可變荷載組合值、可變荷載頻遇值七、荷載代表值計算10′八、結構的功能要求10′九、結構功能的極限狀態10′十、小結5′思考題：0.10.2思考題：1.11.2思考題：1.3~1.8思考題與作業4

講稿

一、建筑結構的分類：1、按所用的材料：

（1）混凝土結構：素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構、特別混凝土結構；（2）鋼結構——以鋼材為主制作的結構；

（3）砌體結構——由塊材通過砂漿砌筑而成的結構。2、按承重結構的類型：

（1）框架結構——縱、橫梁及立柱組成框架，作為承重結構。然后在縱、橫梁間鋪上梁板形成樓蓋和屋蓋。墻體作為填充材料設置在立柱之間，不承重。

（2）剪力墻結構——縱向及橫向鋼筋混凝土墻，以及用作樓蓋和屋蓋的梁板組成房屋的承重結構。

（3）框架—剪力墻結構——在框架結構的基礎上，沿框架縱橫、橫方向的某些位置，在柱于柱之間設置數道鋼筋混凝土墻體作為剪力墻，綜合了框架和剪力墻二者的優點。

（4）筒體結構——鋼筋混凝土墻組成一個筒體作為房屋的承重結構；或者由密柱和深梁（高度較大）組成。

（5）殼體結構、網架結構、懸索結構等——大跨度結構。二、各種材料建筑結構的特點及應用狀況：1、鋼筋混凝土結構：

★鋼筋和混凝土為什么能在一起有效地共同工作？

A、混凝土硬化后，鋼筋與混凝土的接觸面能穩固地結合在一起，相互間不能滑動而能整體工作；

B、鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數十分接近，當溫度變化時，不致因各自伸縮不同，使其粘結破壞各自分開；

C、鋼筋買入混凝土中，鋼筋周邊有混凝土形成的保護層，能防止鋼筋銹蝕，使鋼筋和混凝土能長期可靠地共同工作。

（1）鋼筋混凝土結構的優缺點：

優點：a、耐久性；b、耐火性；c、整體性；d、可模性；e、易于就地取材。

缺點：自重大、費工、模板用料多，承載力有限，施工周期長、施工受氣候條件的限制，抗裂性較差，結構隔熱、隔音性能較差，加固和拆修較困難。

★鋼筋混凝土結構的缺點如何戰勝？

a、發展輕質混凝土、高強混凝土和預應力混凝土；

b、發展高強混凝土、鋼骨混凝土和鋼管混凝土等新型材料；

c、利用鋼模、飛模、滑模等先進施工技術，采用泵送混凝土、早強混凝土、高性能混凝土、免振自密實混凝土等，提高施工效率；

d、發展預應力混凝土，利用樹脂涂層鋼筋。

e、發展新型的混凝土加固技術，如碳纖維布加固混凝土結構技術；

（2）鋼筋混凝土結構發展階段：

前提：1824年——英國人阿斯普丁（J.Aspdin）發明硅酸鹽水泥；1850年——法國人朗波（L.Lambot）制造了世界上第一只鋼筋混凝土小船；1872年——紐約建造了世界上第一所鋼筋混凝土房屋。

發展階段：a、第一階段——鋼筋混凝土發明至20世紀初：鋼筋和混凝土的強度比較低；應用領域

——用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構件；設計方法——容許應力設計方法，彈性理論。b、其次階段——從20世紀20年代到其次次世界戰爭前后：出現了預應力混凝土；應用領域——

開始用于大跨度結構；設計方法——破損階段設計法和極限狀態設計法。

c、第三階段——其次次世界戰爭以后至今；出現了裝配式鋼筋混凝土結構、泵送商品混凝土等

工業化生產的結構；應用領域——超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結構等大型結構工程；設計方法——以概率理論為基礎的極限狀態設計法。2、鋼結構優缺點：

優點：強度高、自重小；塑性、韌性好；材質均勻，質量穩定，并且鋼材各向

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同性彈性工作范圍大，工作可靠性高；適于機械化加工，工業化生產程度高，施工現場工程量小，施工周期也最短，主要是干作業，能改善施工環境，有利于文明施工；可大大減少砂、石、灰的用量，減輕對不可再生資源的破壞，拆除后可再生循環利用，減少灰色建筑垃圾，有利于保護環境，儉約資源。

缺點：鋼材耐火性能差，需要有相應的隔熱及防火措施；鋼材易銹蝕，嚴重時會影響結構的使用壽命，必需采取良好的防銹措施。

應用范圍：承重荷載較大的結構，如重型廠房；大跨度結構，如體育館、影劇院、大會堂、大型工業廠房、飛機維修庫等；高層建筑；輕型鋼結構；可以拆卸和搬遷的結構。

3、砌體結構優缺點：

優點：抗壓強度較好；成本低；施工便利，結構的耐久性、耐火性以及保溫隔熱性能都比較好。

缺點：自重大，強度低，整體性差，抗震性能差。三、課程學習中應注意的問題：

1、課程學習的過程：受力性能分析——理論分析——構件設計——結構設計。基本材料的受力性能和理論分析構成了本學科的基本理論，是混凝土結構的基礎知識。

構件設計和結構設計是基本理論的工程應用，二者既緊湊聯系，又在層次上有所不同。

2、在基本理論學習中應注意的問題：

（1）混凝土結構的基本理論是一門特別的材料力學，分析問題依舊以材料的物理關系、變形的幾何關系和受力的平衡關系為出發點。

（2）學習中要注意鋼筋和混凝土的受力性能、二者的相互作用和配比關系對結構構件受力性能的影響。

（3）學習中要注意使鋼筋與混凝土共同工作的基礎——二者之間可靠的粘結力得以充分保證。（4）學習中應重視試驗研究的方法，了解反映試驗中規律性現象的受力性能，注意經驗公式建立的條件和適用范圍。

3、在構件和結構設計的學習過程中應注意的問題：

（1）構件和結構設計是一個綜合性問題，設計結果不惟一，確定方案時要綜合考慮使用、材料、造價、施工等方面的因素。

（2）構件和結構設計必需遵循各種結構類型的設計規范或規程，因此本課程的學習要結合《混凝土結構設計規范》（GB50010－2023）（以下簡稱《規程》來進行。

（3）設計工作是一項創造性工作，不應當被規范所束縛，要充分發揮設計者的主動性和創造性。四、本講小結：

1、混凝土的最基本力學性能：抗壓強度高，但抗拉強度卻很低。一般混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的1/20～1/8。另一方面，混凝土破壞時具有明顯的脆性性質。

2、鋼材的最基本力學性能：抗拉和抗壓強度都很高，且鋼材一般均具有屈服現象，破壞時表現出較好的延性。

3、鋼筋混凝土梁的承載力比素混凝土梁大大提高，鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度均得到充分利用，且破壞過程有明顯預兆。

4、鋼筋和混凝土兩種的物理力學性能很不一致材料之所以可結合在一起共同工作，是由于鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結力，保證兩種材料協調變形、共同受力，且由于鋼筋和混凝土基本一致的溫度膨脹系數，這種粘結力不會因溫度變化喪失。

5、混凝土結構的優點：材料利用合理、易于就地取材、耐久性好、造價和維護費用低、可模性好、耐火性好、整體性好、剛度大。

6、混凝土結構的缺點：自重大、抗裂性差、承載力有限、施工繁雜。戰勝和解決混凝土結構的缺點是混凝土結構的發展方向。

7、鋼筋混凝土基本構件有：受彎構件、受壓構件、受扭構件、受拉構件。

8、基本受力形態有：正截面受力（軸壓、軸拉、受彎、壓彎和拉彎）、斜截面受力（受剪、壓剪和拉剪）、扭曲截面受扭（純扭、彎剪扭、壓彎剪扭）。

9、學習要求：把握鋼筋混凝土和預應力混凝土結構中各種基本構件在不同受力形態狀況下的受力性能和分析方法，注意與材料力學分析方法的區別，了解其繁雜性所在及其影響受力性能變化的配比關系。

6

10、在理解基本理論的基礎上，把握按《混凝土結構設計規范》（GB50010－2023）進行鋼筋混凝土和預應力混凝土結構構件的設計計算方法和配筋構造

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建筑結構課程教案

授課題目授課時間課次2次建筑結構計算基本原則第1周周*第*-*節課時安排2課時課型（請打√）理論課（√）探討課（）試驗課（）習題課（）其他（）教學目的與要求把握極限狀態時用設計表達式意義,在不同荷載組合下構件上的作用效應計算方法；把握按承載能力極限狀態設計的實用表達式荷載作用效應計算。重點：結構的功能及其極限狀態的含義，荷載作用效應、結構抗力的教學重點與難點概念，能正確理解極限狀態時用設計表達式難點：不同荷載作用下荷載效應計算問題教學方法與手段講授法，多媒體與板書相結合一、復習上次課要點5′二、結構的功能函數及有關概念15′（1）作用效應和結構抗力的概念（2）結構的功能函數教學內容三、實用設計表達式20′四、承載能力極限狀態設計的實用表達式荷載作用效應計算25′五、舉例：20′六、小結5′習題1.1~1.2思考題與作業8

講稿

3.結構的功能函數

（1）作用效應和結構抗力的概念

作用效應——結構上的各種作用，在結構內產生的內力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）和變形（如撓度、轉角、裂縫等）的總稱，用S表示。由直接作用產生的效應，尋常稱為荷載效應。

結構抗力——結構或構件承受作用效應的能力，如構件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。結構抗力是結構內部固有的，其大小主要取決于材料性能、構件幾何參數及計算模式的確切性等。

（2）結構的功能函數

Z?g(S,R)?R?S實際工程中，可能出現以下三種狀況

(1

小結：

1.荷載分類、荷載代表值的概念及種類；2.永久荷載、可變荷載的代表值；3.作用效應、結構抗力的概念；4.結構的功能及其極限狀態的含義。

第一章建筑結構計算基本原則

第二講教學目標：

能正確應用極限狀態實用設計表達式。重點

概率極限狀態設計法實用設計表達式。難點

概率極限狀態設計法實用設計表達式。§1.2建筑結構概率極限狀態設計法1.2.2實用設計表達式

（2）荷載效應基本組合設計值S對于基本組合，荷載效應組合的設計值S應從由可變荷載效應控制的組合和由永久荷載效應控制的組合中取最不利值確定。

1）由可變荷載效應控制的組合nS??0(?GSGk??Q1SQ1k??Qi?ciSQik)i?2

?9

r：結構構件的重要性系數，對安全等級為一級或設計使用年限為100年及以上的結構構件，不應小于1.1；對安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件，不應小于1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為5年及以下的結構構件，不應小于0.9；在抗震設計中，不考慮結構構件的重要性系數。nS??0(?GSGk??Q1SQ1k??Qi?ciSQik)i?2γG：永久荷載分項系數，按表1.2.3◆采用；SGk：永久荷載標準值Gk計算的荷載效應值；

γQi：第i個可變荷載的分項系數；按表1.2.3◆采用；SQik：按可變荷載標準值Qi計算的荷載效應值;

ψci：可變荷載Qi的組合值系數，民用建筑樓面均布活荷載、屋面均布活荷載的組合值系數；

表1.2.3荷載分項系數的取值荷載特性荷載分項系數永久荷載效應由可變荷載效應控制的組合1.2對結構不利由永久荷載效應控制的組合1.35永久荷載永久荷載效應對結構有利1.0傾覆、滑移或飄浮驗算0.9一般狀況1.4可變荷載對標準值大于4kN/m2的工業房屋樓面結構的活荷載取1.32）由永久荷載效應控制的組合nS??(?S???S)0GGkQiciQiki?1應用（1.2.3）、式（1.2.4）時應注意以下問題：

當考慮以豎向的永久荷載效應控制的組合時，參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載。

混凝土結構和砌體結構設計采用內力表達式。此時，式（1.2.3）、式（1.2.4）實質上就是永久荷載和可變荷載同時作用時，在結構上產生的內力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）的組合，其目標是求出結構可能的最大內力。例如跨度為l0的簡支梁，在跨中集中荷載F作用下的跨中最大彎矩M=Fl0/4，在均布荷載q作用下的跨中最大彎矩M=ql02/8。彎矩，這也就是式中的計算方法。

鋼結構設計采用應力表達，式（1.2.3）、式（1.2.4）實質上就是永久荷載和可變荷載同時作用時，在構件截面上產生的最大應力。

某辦公樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，安全等級為二級，截面尺寸b×h=200mm×400mm，計算跨度=5m，凈跨度=4.86m。承受均布線荷載：活荷載標準值7kN/m，恒荷載標準值10kN/m（不包括自重）。試計算按承載能力極限狀態設計時的跨中彎矩設計值和支座邊緣截面剪力設計值

由表1.1.1查得活荷載組合值系數=0.7。安全等級為二級，則結構重要性系數=1.0。鋼筋混凝土的重度標準值為25kN/m3，故梁自重標準值為25×0.2×0.4=2kN/m。總恒荷載標準值gk=10+2=12kN/m

恒載產生的跨中彎矩標準值和支座邊緣截面剪力設計值分別為：Mgk=gkl02/8=12×52/8=37.5kN·mVgk=gkln/2=12×4.86/2=29.16kN

活荷載產生的跨中彎矩標準值和支座邊緣截面剪力標準值分別為：Mqk=qkl02/8=7×52/8=21.875kN·mVgk=qkln/2=7×4.86/2=17.01kN本例只有一個活荷載，即為第一可變荷載。故計算由活載彎矩控制的跨中彎矩設計值時，rg=1.2，rq=rq1=1.4。由式（1.2.3）得由活荷載彎矩控制的跨中彎矩設計值和支座邊緣截面剪力標準值分別為：

??10

講稿

第三章鋼筋混凝土受彎構件

第二講教學目標：

1、理解受彎構件的破壞特征；

2、熟練把握單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算公式及適用條件。重點

單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算公式。難點

受彎構件的破壞過程和破壞特征。§3.2正截面承載力計算3.2.1單筋矩形截面

1.單筋截面受彎構件沿正截面的破壞特征

根據梁縱向鋼筋配筋率的不同，鋼筋混凝土梁可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型，不同類型梁的具有不同破壞特征。

①適筋破壞

適筋梁應力變化階段：

第I階段——彈性工作階段。荷載很小時，混凝土的壓應力及拉應力都很小，應力和應變幾乎成直線關系。

截面達到將裂未裂的極限狀態時，即第Ⅰ階段末，用Ⅰa表示。Ⅰa階段的應力狀態是抗裂驗算的依據。

第Ⅱ階段——帶裂縫工作階段。第Ⅱ階段的應力狀態是裂縫寬度和變形驗算的依據。鋼筋應力達到屈服強度fy時，標志截面進入第Ⅱ階段末，以Ⅱa表示。

第Ⅲ階段——破壞階段：到本階段末（即Ⅲa階段），受壓邊緣混凝土壓應變達到極限壓應變，受壓區混凝土產生近乎水平的裂縫，混凝土被壓碎，甚至崩脫，截面宣告破壞，此時截面所承受的彎矩即為破壞彎矩Mu。Ⅲa階段的應力狀態作為構件承載力計算的依據。

破壞特征：延性破壞超筋破壞

破壞特征：受壓區混凝土在鋼筋屈服前即達到極限壓應變被壓碎而破壞。破壞時鋼筋的應力還未達到屈服強度，因而裂縫寬度均較小，且形不成一根開展寬度較大的主裂縫，梁的撓度也較小。

破壞特征：脆性破壞少筋破壞

破壞特征：梁破壞時，裂縫往往集中出現一條，不但開展寬度大，而且沿梁高延伸較高。一旦出現裂縫，鋼筋的應力就會迅速增大并超過屈服強度而進入加強階段，甚至被拉斷。

破壞性質：脆性破壞

結論：適筋梁的材料強度能得到充分發揮，安全經濟，是正截面承載力計算的依據，而少筋梁、

21

超筋梁都應避免。

2.單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算1）計算原則

1）基本假定①平截面假定。②鋼筋的應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積，但不得大于其強度設計值，即?s??sEs?fv

③不考慮截面受拉區混凝土的抗拉強度。

④受壓混凝土采用理想化的應力－應變關系，當混凝土強度等級為C50及以下時，混凝土極限壓應變?cu=0.0033。

2）等效矩形應力圖

簡化原則：受壓區混凝土的合力大小不變；受壓區混凝土的合力作用點不變。

等效矩形應力圖形的混凝土受壓區高x??1xn，等效矩形應力圖形的應力值為?1fc。混凝土應力應變曲線

3）適筋梁與超筋梁的界限相對界限受壓區高度ξb

適筋梁破壞始于受拉鋼筋屈服，超筋梁破壞始于混凝土被壓碎，二者間存在一種界限狀態，即界限破壞。在這種狀態下，受拉鋼筋屈服和受壓區混凝土壓碎是同時發生的。

相對受壓區高度ξ=x/h0

相對界限受壓區高度ξb適筋梁界限破壞時的相對受壓區高度是否超筋破壞的判斷：

若???b，構件破壞時受拉鋼筋不能屈服，說明構件超筋破壞；若???b，構件破壞時受拉鋼筋已經達到屈服強度，說明發生的破壞為適筋破壞或少筋破壞。

4）適筋梁與少筋梁的界限——截面最小配筋率

最小配筋率的確定原則：配筋率?min為的鋼筋混凝土受彎構件，按Ⅲa階段計算的正截面受彎承載力應等于同截面素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（Mcr為按Ⅰa階段計算的開裂彎矩）。

對于受彎構件，?min按下式計算：

?min?max(0.45ft/fy,0.2%)（2）基本公式及其適用條件1）基本公式

（3.（3.

（3.2.

（3.

?1fcbx?fyAsM??1fcbx?h0?x2?或

M?Asfy?h0?x2?22

式中:

M—彎矩設計值；fc—混凝土軸心抗壓強度設計值；fy—鋼筋抗拉強度設計值；x—混凝土受壓區高度。

2）適用條件

l為防止發生超筋破壞，需滿足ξ≤ξb或x≤ξbh0；l防止發生少筋破壞，應滿足ρ≥ρmin或As≥As，min=ρminbh

在式（3.2.3）中，取x=ξbh0，即得到單筋矩形截面所能承受的最大彎矩的表達式：

2Mu,max??1fcbh0?b(1?0.5?b)

第三章鋼筋混凝土受彎構件

第三講教學目標：

把握單筋矩形截面正截面承載力計算方法。重點

單筋矩形截面正截面承載力計算方法。難點

單筋矩形截面正截面承載力計算方法。§3.2正截面承載力計算（3）計算方法1）截面設計

己知：彎矩設計值M，混凝土強度等級，鋼筋級別，構件截面尺寸b、h求：所需受拉鋼筋截面面積As

計算步驟：①確定截面有效高度h0，h0=h-as式中h—梁的截面高度；as—受拉鋼筋合力點到截面受拉邊緣的距離。承載力計算時，室內正常環境下的梁、板，as可近似按表3.2.4取用。

②計算混凝土受壓區高度x，并判斷是否屬超筋梁

若x≤ξbh0，則不屬超筋梁。否則為超筋梁，應加大截面尺寸，或提高混凝土強度等級，或改用雙筋截面。

③計算鋼筋截面面積As，并判斷是否屬少筋梁

若As≥ρminbh，則不屬少筋梁。否則為少筋梁，應As=ρminbh。④選配鋼筋

2）復核己知截面的承載力

己知：構件截面尺寸b、h，鋼筋截面面積As，混凝土強度等級，鋼筋級別，彎矩設計值M求：復核截面是否安全

計算步驟：①確定截面有效高度h0②判斷梁的類型

x?Asfy?1fcb若As??minbh且x??bh0為適筋梁；若x>?bh0為超筋梁

若As＜ρminbh，為少筋梁。③計算截面受彎承載力Mu適筋梁Mu?Asfy?h0?x2?超筋梁Mu,max??1fcbh0?b(1?0.5?b)

對少筋梁，應將其受彎承載力降低使用（已建成工程）或修改設計。④判斷截面是否安全若M≤Mu，則截面安全。

223

某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，跨中彎矩設計值M=80kN·m，梁的截面尺寸b×h=200×450mm，采用C25級混凝土，HRB400級鋼筋。試確定跨中截面縱向受力鋼筋的數量。

查表得fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fy=360N/mm2，α1=1.0，ξb=0.5181.確定截面有效高度h0

假設縱向受力鋼筋為單層，則h0=h-35=450-35=415mm2.計算x，并判斷是否為超筋梁

2M2?80?1062=415?415?=91.0㎜

不屬少筋梁。

受力鋼筋選用φ8@180（As=279mm2），分布鋼筋按構造要求選用φ6@250。

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建筑力學與構配件設計制作課程教案

授課題目授課時間課次1次雙筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算T形截面受彎構件正截面承載力計算第3周周*第*-*節課時安排2課時課型（請打√）理論課（√）探討課（）試驗課（）習題課（√）其他（）教學目的與要求了解單筋T形截面的翼緣計算寬度、T形截面的分類、基本計算公式及其適用條件、雙筋截面受彎構件的概念，把握單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算及截面復核重點：T形截面的分類，基本計算公式及其適用條件，雙筋截面受彎構件的概念難點：T形截面的基本計算公式及其適用條件講授法，多媒體與板書相結合一、評講單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算截面復核習題10′二、單筋T形截面的翼緣計算寬度、T形截面的分類15′三、單筋T形截面的基本計算公式及其適用條件15′四、雙筋截面受彎構件的概念15′五、實例30′六、小結及答疑5′教學重點與難點教學方法與手段教學內容思考題與作業1、試說明軸心受力構件的基本構造要求；2、一般多層房屋的鋼筋混凝土框架柱的計算長度如何確定。27

講稿

第三章鋼筋混凝土受彎構件

第四講教學目標：

1.了解雙筋截面受彎構件的基本概念和應用范圍；

2.把握單筋T形梁正截面承載力計算方法及適用條件。重點

單筋T形截面受彎構件正截面承載力計算的應力簡圖、計算方法及適用條件。難點

單筋T形截面受彎構件正截面承載力計算的應力簡圖、計算方法及適用條件。§3.2正截面承載力計算3.2.2單筋T形截面1.翼緣計算寬度

（1）翼緣計算寬度的概念

試驗說明，T形梁破壞時，其翼緣上混凝土的壓應力是不均勻的，越接近肋部應力越大，超過一定距離時壓應力幾乎為零。在計算中，為簡便起見，假定只在翼緣一定寬度范圍內受有壓應力，且均勻分布，該范圍以外的部分不起作用，這個寬度稱為翼緣計算寬度bf’。

（2）翼緣計算寬度的值

表3.2.5T形、I形及倒L形截面受彎構件翼緣計算寬度bf'T形截面、I形截面倒L形截面項考慮狀況次肋形梁、肋形板獨立梁肋形梁、肋形板1按計算跨度l0考慮l0/3l0/3l0/62按梁（縱肋）凈距sn考慮b+sn—b+sn/2b+hf'/h0≥0.1——12hf'按翼緣高3度hf'考b+0.1＞hf'/h0≥0.05b+12hf'b+5hf'慮6hf'hf'/h0＜0.05b+12hf'bb+5hf'2.Ｔ形截面的分類(中性軸位置不同)第一類Ｔ形截面：中性軸通過翼緣，即x?hf?

其次類Ｔ形截面：中性軸通過肋部，即x＞hf?判斷條件：當符合以下條件時，為第一類Ｔ形截面，否則為其次類Ｔ形截面：fyAs??1fcbf?hf?（3.2.12）或M??1fcbf?hf?(h0?hf?/2)（3.2.13）

式中x—混凝土受壓區高度；hf?—T形截面受壓翼緣的高度。式（3.2.12）用于截面復核；（3.2.13）用于截面設計。

3.基本計算公式及其適用條件（1）基本計算公式

1）第一類Ｔ形截面（圖3.2.9）

第一類Ｔ形截面承載力與截面為的矩形截面完全一致。

2）其次類Ｔ形截面

28

其次類Ｔ形截面的等效矩形應力圖如圖3.2.10。

?1fchf?(bf??b)??1fcbx?fyAs

M??1fchf?(bf??b)(h0?hf?x??)??1fcbx?h0??22??（2）基本公式的適用條件

1）x≤ξbh0。

該條件是為了防止出現超筋梁。但第一類Ｔ形截面一般不會超筋，故計算時可不驗算這個條件。2）As≥ρminbh或ρ≥ρmin。

該條件是為了防止出現少筋梁。其次類Ｔ形截面的配筋較多，一般不會出現少筋狀況，故可不驗算該條件。

注意：由于肋寬為b、高度為h的素混凝土Ｔ形梁的受彎承載力比截面為b×h的矩形截面素混凝土梁的受彎承載力大不了多少，故Ｔ形截面的配筋率按矩形截面的公式計算，即，式中b為肋寬。

4.正截面承載力計算步驟

T形截面受彎構件的正截面承載力計算也可分為截面設計和截面復核兩類問題，這里只介紹截面設計的方法。

（1）已知：彎矩設計值M，混凝土強度等級，鋼筋級別，截面尺寸,求：受拉鋼筋截面面積As

29

某現澆肋形樓蓋次梁，截面尺寸如圖3.2.12所示，梁的計算跨度4.8m，跨中彎矩設計值為95kN·m，采用C25級混凝土和HRB400級鋼筋。試確定縱向鋼筋截面面積。

查表得fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fy=360N/mm2，α1=1.0，ξb=0.518

假定縱向鋼筋排一層，則h0=h-35=400-35=365mm，1.確定翼緣計算寬度根據表3.2.5有：

按梁的計算跨度考慮：bf′=l/3=4800/3=1600mm按梁凈距sn考慮：bf′=b+sn=3000mm

按翼緣厚度hf′考慮：hf′/h0=80/365=0.219＞0.1，故不受此項限制。

取較小值得翼緣計算寬度=1600mm。

2.判別T形截面的類型

?1fcbf?hf?(h0?hf?/2)=11.9×1600×80×（365-80/2）=495.04×106N·mm＞M=95kN·m屬于第一類Ｔ形截面3.計算x

2M2?95?1062x?h0?h??365?365??13.94mm

?1fcb1.0?11.9?1600204.計算As，并驗算是否屬少筋梁

As=1.0×11.9×1600×13.94/360=737mm2

0.45ft/fy=0.45×1.27/360=0.16%＜0.2%，取ρmin=0.2%ρminbh=0.20%×200×400=160mm2＜As=737mm2不屬少筋梁。

選配318（As=763mm2）。某獨立T形梁，截面尺寸如圖3.2.13◆所示，計算跨度7m，承受彎矩設計值695kN·m，采用C25級混凝土和HRB400級鋼筋，試確定縱向鋼筋截面面積。fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fy=360N/mm2，α1=1.0，ξb=0.518

假設縱向鋼筋排兩排，則h0=800-60=740mm1.確定bf'

按計算跨度l0考慮：bf'=l0/3=7000/3=2333.33mm

按翼緣高度考慮：hf′/h0=100/740=0.135>0.1，則bf'=b+12hf'=300+12×100=1500mm上述兩項均大于實際翼緣寬度600mm，故取bf'=600mm

2.判別T形截面的類型?1fcbf?hf?(h0?hf?/2)=1.0×11.9×600×100×（740-100/2）=492.66×106N·mm＜M=695kN·m該梁為其次類T形截面。3.計算x

x?h0?h02?'''2?M??fb?bhh?h/2?????1cff0f???1fcb30

1.0?11.9?300?195.72mm??bh0?0.518?740mm?382.32mm

4.計算As

?740?7402?62?695?10?1.0?11.9??600?300?????100??740?100/2?As??1fcbx/fy??1fc?bf??b?hf?/fy?(1.0?11.9?300?195.72/360?1.0?11.9??600-300??100/360=2932.6mm2

選配6HRB25（As=2945mm2），鋼筋布置如圖3.2.13。

3.2.3雙筋截面受彎構件的概念1.定義

在截面受拉區和受壓區同時按計算配置受力鋼筋的受彎構件。2.特點

采用受壓鋼筋來承受截面的部分壓力，不經濟。3.適用范圍

①構件所承受的彎矩較大，而截面尺寸受到限制，采用單筋梁無法滿足要求；

②構件在不同的荷載組合下，同一截面可能承受變號彎矩作用；③為了提高截面的延性而要求在受壓區配置受力鋼筋。在截面受壓區配置一定數量的受力鋼

筋，有利于提高截面的延性。

31

建筑結構課程教案

授課題目授課時間課次2次受彎構件斜截面承載力計算第3周周*第*-*節課時安排2課時課型（請打√）理論課（√）探討課（）試驗課（）習題課（）其他（）教學目的與要求教學重點與難點教學方法與手段了解受彎構件斜截面受剪破壞形態、基本計算公式及計算位置的選取重點：受彎構件斜截面受剪破壞形態，受彎構件斜截面設計的基本計算公式，受彎構件斜截面設計的計算位置難點：受彎構件斜截面設計的基本計算公式講授法，多媒體與板書相結合一、受彎構件斜截面受剪破壞形態20′二、受彎構件斜截面設計的基本計算公式及適用條件45′三、受彎構件斜截面設計的計算位置10′四、小結及答疑15′教學內容思考題3.103.113.123.13思考題與作業32

講稿

第三章鋼筋混凝土受彎構件

第五講教學目標：

1.理解受彎構件斜截面破壞特征

2.把握受彎構件斜截面承載力計算公式及其適用條件。重點

受彎構件斜截面受剪計算公式及適用條件。難點

彎構件斜截面受剪破壞形態。§3.3斜截面承載力計算1.斜截面承載力計算的原因

一般而言，在荷載作用下，受彎構件不僅在各個截面上引起彎矩Ｍ，同時還產生剪力V。在彎曲正應力和剪應力共同作用下，受彎構件將產生與軸線斜交的主拉應力和主壓應力。由于混凝土抗壓強度較高，受彎構件一般不會因主壓應力而引起破壞。但當主拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土便沿垂直于主拉應力的方向出現斜裂縫。進而可能發生斜截面破壞。斜截面破壞尋常較為突然，具有脆性性質，其危險性更大。

所以，鋼筋混凝土受彎構件除應進行正截面承載力計算外，還須對彎矩和剪力共同作用的區段進行斜截面承載力計算。

2.斜截面承載力計算的內容

梁的斜截面承載能力包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力。在實際工程設計中，斜截面受剪承載力通過計算配置腹筋來保證，而斜截面受彎承載力則通過構造措施來保證。

3.3.1抗彎構件斜截面受剪破壞形態1.斜拉破壞1）產生條件

箍筋配置過少，且剪跨比較大（λ＞3）（2）破壞特征

33

一旦出現斜裂縫，與斜裂縫相交的箍筋應力馬上達到屈服強度，箍筋對斜裂縫發展的約束作用消失，隨后斜裂縫迅速延伸到梁的受壓區邊緣，構件裂為兩部分而破壞。其特點是整個破壞過程急速而突然，破壞荷載比斜裂縫出現時的荷載增加不多。它的破壞狀況與正截面少筋梁的破壞狀況相像。

2.剪壓破壞1）產生條件

箍筋適量，且剪跨比適中（λ＝１～3）。（2）破壞特征

先在剪彎區段出現垂直裂縫和幾條微細的斜裂縫，其中一條將形成臨界斜裂縫，荷載進一步增加，與臨界斜裂縫相交的箍筋應力達到屈服強度，臨界斜裂縫雖向斜上方延伸，但仍保存一定的剪壓區混凝土截面而不裂通，直到斜裂縫頂端壓區的混凝土在剪應力和壓應力共同作用下被壓碎而破壞。其特點是破壞過程比較緩慢，破壞荷載明顯高于斜裂縫出現時的荷載。

3.斜壓破壞（1）產生條件

箍筋配置過多過密，或梁的剪跨比較小(λ＜1）時。（2）破壞特征

靠近支座的構件腹部分首先出現若干條大體平行的斜裂縫，梁腹被分割成幾個傾斜的受壓柱體，隨著荷載的增大，過大的主壓應力將構件腹混凝土壓碎而破壞。破壞時箍筋應力尚未達到屈服強度。

結論：剪壓破壞通過計算避免，斜壓破壞和斜拉破壞分別通過采用截面限制條件與按構造要求配置箍筋來防止。剪壓破壞形態是建立斜截面受剪承載力計算公式的依據。3.3.2.斜截面受剪承載力計算的基本公式1.影響斜截面受剪承載力的主要因素（1）剪跨比λ

當λ≤3時，斜截面受剪承載力隨λ增大而減小。當λ＞3時，其影響不明顯。（2）混凝土強度

34

混凝土強度對斜截面受剪承載力有著重要影響，混凝土強度越高，受剪承載力越大。（3）配箍率ρsv

?sv?AsvnAsv1?bsbs式中Asv──配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積：Asv＝nAsv1，其中n為箍筋肢數，Asv1為單肢箍筋的截面面積；

b──矩形截面的寬度，T形、I形截面的腹板寬度；s──箍筋間距。

梁的斜截面受剪承載力與ρsv呈線性關系，受剪承載力隨ρsv增大而增大。（4）縱向鋼筋配筋率

縱筋受剪產生銷栓力，可以限制斜裂縫的開展。梁的斜截面受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率增大而提高。

除上述因素外，截面形狀、荷載種類和作用方式等對斜截面受剪承載力都有影響。在影響斜截面受剪承載力諸因素中，剪跨比λ、配箍率ρsv是最主要的因素。2.基本公式

鋼混受彎構件斜截面受剪承載力計算以剪壓破壞形態為依據，其受剪承載力可表示為3項相加的形式（圖3.3.3），即Vu=Vc+Vsv+Vsb（3.3.2）

以Vcs=Vc+Vsv來表達混凝土和箍筋總的受剪承載力，

Vu=Vcs+Vsb（3.3.3）《混凝土規范》給出了以下斜截面受剪承載力計算公式。（1）僅配箍筋的受彎構件

①矩形、T形及I形截面一般受彎構件

V?VCS?0.7ftbh0?1.25fyvAsvh0s②集中荷載作用下（包括作用多種荷載，其中集中荷

載對支座截面或節點邊緣所產生的剪力占該截面總剪力值75%以上的狀況）的獨立梁

V?Vcs?A1.75ftbh0?fyvsvh0式中ft──混凝土軸心抗拉強度設計值；

??1.0sAsv──配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積：Asv＝nAsv1，其中n為箍筋肢數，Asv1

為單肢箍筋的截面面積；s──箍筋間距；

fyv──箍筋抗拉強度設計值；

λ──計算截面的剪跨比。當λ＜1.5時，取λ=1.5；當λ＞3時，取λ=3。（2）同時配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構件

同時配置箍筋和彎起鋼筋的受彎構件，其受剪承載力計算基本公式：V≤Vu=Vcs+0.8fyAsbsinαs（3.3.6）式中fy──彎起鋼筋的抗拉強度設計值；

Asb──同一彎起平面內的彎起鋼筋的截面面積。

注意：式（3.3.6）中的系數0.8，是考慮彎起鋼筋與臨界斜裂縫的交點有可能過分靠近混凝土

35

剪壓區時，彎起鋼筋達不到屈服強度而采用的強度降低系數。

（3）基本公式適用條件

１）防止出現斜壓破壞的條件──最小截面尺寸的限制

試驗說明，當箍筋量達到一定程度時，再增加箍筋，斜截面受剪承載力幾乎不再增加，相反，若剪力很大，而截面尺寸過小，即使箍筋配置好多，也不能完全發揮作用，由于箍筋屈服前混凝土已經被壓碎而發生斜壓破壞。為了防止斜壓破壞，必需限制截面最小尺寸。

對矩形、Ｔ形及Ｉ形截面受彎構件，其限制條件為：當hw/h0≤4.0（即一般梁）時V?0.25?cfcbh0（3.3.7）

V?0.2?cfcbh0（3.3.8）

V?0.025?c?14?hw/b?fcbh0（3.3.9）

式中b─矩形截面寬度，T形和I形截面的腹板寬度；hw─截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0βc——混凝土強度影響系數，當混凝土強度等級≤C50

時，βc=1.0；當混凝土強度等級為C80時，βc=0.8；其間按直線內插法取用。

2）防止出現斜拉破壞的條件──最小配箍率的限制。為了避免出現斜拉破壞，構件配箍率應滿足

?sv?AsvnAsv1≥ρsv，min=0.24ft/fyv（3.3.10）?bsbs式中Asv──配置在這一截面內箍筋各肢的截面面積；b──矩形截面的寬度，T形、I形截面的腹板寬度；s──箍筋間距。

第四章鋼筋混凝土受彎構件

第六講教學目標：

把握斜截面受剪承載力計算方法。重點

斜截面受剪承載力計算方法。難點

斜截面受剪承載力計算方法。§3.3斜截面承載力計算3.3.3斜截面受剪承載力計算

1.斜截面受剪承載力的計算位置（1）支座邊緣處的斜截面，如截面1-1：

（2）鋼筋彎起點處的斜截面，截面2-2

（3）受拉區箍筋截面面積或間距改變處的斜截面，截面3-3

36

（4）腹板寬度改變處的斜截面，截面4-42.斜截面受剪承載力計算步驟

已知：剪力設計值V，截面尺寸，混凝土強度等級，箍筋級別，縱向受力鋼筋的級別和數量求：腹筋數量計算步驟：

（1）復核截面尺寸(避免斜壓破壞)

梁的截面尺寸應滿足式（3.3.7）～式（3.3.9）的要求，否則，應加大截面尺寸或提高混凝土強度等級。

（2）確定是否需按計算配置箍筋

當滿足下式條件時，可按構造配置箍筋，否則，需按計算配置箍筋：

V?0.7ftbh0或V?（3）確定腹筋數量僅配箍筋時

1.75ftbh0??1V?AsvV?0.7ftbh0A?或sv?s1.25fyvh0s1.75ftbh0??1fyvh0求出ASV/s的值后，即可根據構造要求選定箍筋肢數n和直徑d，然后求出間距s，或者根據構造要求選定n、s，然后求出d。箍筋的間距和直徑應滿足3.1節的構造要求。同時配置箍筋和彎起鋼筋時，其計算較繁雜，并且抗震結構中不采用彎起鋼筋抗剪，故本書不作介紹。

（4）驗算配箍率（避免出現斜拉破壞）配箍率應滿足式（3.3.10）要求。

某辦公樓矩形截面簡支梁，截面尺寸250×500mm，h0=465mm，承受均布荷載作用，以求得支座邊緣剪力設計值為185.85kN，混凝土為C25級，箍筋采用HPB235級鋼筋，試確定箍筋數量。

查表得fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，fyv=210N/mm2，βc=1.01.復核截面尺寸

hw/b=h0/b=465/250=1.86＜4.0應按式（3.3.7）復核截面尺寸。

0.25?cfcbh0=0.25×1.0×11.9×250×465=345843.75N＞V=185.85kN

截面尺寸滿足要求。

2.確定是否需按計算配置箍筋

0.7ftbh0=0.7×1.27×250×465=103346.25N＜V=185.85kN需按計算配置箍筋。3.確定箍筋數量

AsvV?0.7ftbh0185.85?103?103346.25=0.676mm2/mm??s1.25fyvh01.25?210?465按構造要求，箍筋直徑不宜小于6mm，現選用φ8雙肢箍筋（Asv1=50.3mm2），則箍筋間距

s?AsvnA2?50.3?sv1?=149mm0.6760.6760.67637

查表得smax=200mm，取s=140mm。4.驗算配箍率

?sv?nAsv12?50.3??0.29%bs250?140ρsv，min=0.24ft/fyv=0.24×1.27/210=0.15%＜ρsv=0.29%配箍率滿足要求。

所以箍筋選用8@140，沿梁長均勻布置。

例3.3.2】已知一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸b×h=200×600mm，h0=530mm，計算簡圖和剪力圖如圖3.3.5所示，采用C25級混凝土，箍筋采用HPB235級鋼筋。試配置箍筋。

2.判斷是否可按構造要求配置箍筋

集中荷載在支座邊緣截面產生的剪力為85kN，占支座邊緣截面總剪力98.5kN的86.3%，大于75%，應按集中荷載作用下的獨立梁計算。

??ah0?2000530?3.77＞3，取??3

1.751.75ftbh0??1.27?200?530?59000N

為了保證構件的正截面受彎承載力，彎起鋼筋與梁軸線的交點必需位于該鋼筋的理論截斷點之外。同時，彎起鋼筋的實際起彎點必需伸過其充分利用點一段距離s，以保證縱向受力鋼筋彎起后斜截面的受彎承載力。S的計算很繁雜，《混凝土規范》規定，不管鋼筋的彎起角度為多少，均統一取s≥0.5h0

彎起鋼筋在彎終點外應有一直線段的錨固長度，以保證在斜截面處發揮其強度。《混凝土規范》規定，當直線段位于受拉區時，其長度不小于20d。位于受壓區時不小于10d（d為彎起鋼筋的直徑）。光面鋼筋的末端應設彎鉤。為了防止彎折處混凝土擠壓力過于集中，彎折半徑應不小于10d。

3）鴨筋

當縱向受力鋼筋不能在需要的地方彎起或彎起鋼筋不足以承受剪力時，可單獨為抗剪設置彎起鋼筋。此時，彎起鋼筋應采用“鴨筋〞，阻止采用“浮筋〞，“鴨筋〞構造與彎起鋼筋基本一致。

3）縱向受力鋼筋在支座內的錨固

1）縱向受力鋼筋在支座內的錨固長度

①梁：受力鋼筋的錨固長度與支座邊截面的剪力有關。《混凝土規范》規定，las的數值不應小于表

3.3.2的規定。

②板：鋼筋深入支座的錨固長度las≥5d（d為受力鋼筋的直徑）。表3.3.2簡支支座的鋼筋錨固長度las錨固條件光面鋼筋（帶彎鉤）鋼筋類型帶肋鋼筋C25及以下混凝土，跨邊有集中力作用V≤0.7ftbh0V＞0.7ftbh015d5d12d15d注：①d為縱向受力鋼筋直徑；②跨邊有集中力作用，是指混凝土梁的簡支支座跨邊1.5h范圍內有集中力作用，且其對支座截面所產生的剪力占總剪力值的75%以上。

2）伸入梁支座內錨固的縱筋數量

伸入梁支座范圍內錨固的縱向受力鋼筋的數量不宜少于2根，但梁寬b＜100mm的小梁可為1根。注意：理論上講，簡支支座處彎矩等于零，縱向受力鋼筋的應力也應接近零，為什么下部縱向受力鋼筋在支座內須有足夠的錨固長度呢？（1）支座以外的縱向受力鋼筋存在應力，其向支座內延伸的部份應有一定的錨固長度，才能在支座邊建立起承載所必需的應力；（2）支座處彎矩雖較小，但剪力最大，在彎、剪共同作用下，簡單在支座附近發生斜裂縫。使鋼筋拉應力明顯增大（圖3.3.11）。

41

3）錨固長度不足時的措施

將縱向受力鋼筋的端部彎起，或采取附加錨固措施，如在鋼筋上加焊錨固鋼板或將鋼筋端部焊接在梁端的預埋件上等。

（4）懸臂梁縱筋的彎起與截斷

負彎矩鋼筋可以分批向下彎折并錨固在梁的下邊（其彎起點位置和鋼筋端部構造按前述彎起鋼筋的構造確定），但必需有不少于2根上部鋼筋伸至懸臂梁外端，并向下彎折不小于12d（圖3.3.12）。

42

建筑結構課程教案

授課題目授課時間課次2次第五章受壓構件的承載力計算——受壓構件的基本構造要求第4周周*第*-*節課時安排2課時課型（請打√）理論課（√）探討課（）試驗課（）習題課（√）其他（）1.了解受壓構件的材料選用、截面尺寸的確定；理解縱向受力鋼筋的作用和箍筋的作用；把握縱向受力鋼筋與箍筋的構造要求和繁雜截面的箍筋形式。2.了解軸心受壓構件的破壞特征；把握長柱和短柱的判斷方法、穩定系數的物理意義；理解普通箍筋柱的正截面承截力計算公式的建立。重點：受壓鋼筋的強度取值；縱向受力鋼筋的布置；箍筋的直徑、間距；復合箍筋的布置規定。穩定系數計算方法及要點；普通箍筋柱的計算公式。難點：縱向受力鋼筋的布置，普通箍筋柱的計算公式講授法，多媒體與板書相結合一、材料1)混凝土：2)鋼筋：25′二、截面形狀及尺寸1)形狀：2)尺寸：10′三、配筋45′1)縱向受力鋼筋2）縱向受力鋼筋構造要求：四、小結及答疑10′教學目的與要求教學重點與難點教學方法與手段教學內容思考題4.1思考題與作業43

講稿

第四章鋼筋混凝土縱向受力構件

第一講教學目標

1.了解受壓構件縱向受力鋼筋和箍筋的作用。

2.把握受壓構件的材料、截面形式尺寸，以及配筋構造要求。重點

受壓構件的材料、截面形式尺寸、以及配筋構造要求。難點

受壓構件縱向受力鋼筋和箍筋的作用。鋼筋混凝土受力構件的分類

4.1.1材料強度

混凝土：宜采用較高強度等級的混凝土，一般采用C25及以上等級的混凝土。鋼筋：不宜選用高強度鋼筋，一般采用HRB400和HRB335。4.1.2截面形式及尺寸要求

1.截面形狀：正方形、矩形、圓形、環形。

2.截面尺寸：截面尺寸一般應符合l0/h≤25及l0/b≤30（其中l0為柱的計算長度，h和b分別為截面的高度和寬度）。

對于方形和矩形截面，其尺寸不宜小于250×250mm。為了便于模板尺寸模數化，柱截面邊長在800mm以下者，宜取50mm的倍數；在800mm以上者，取為100mm的倍數。

4.1.3配筋構造（1）縱向受力鋼筋

1）設置縱向受力鋼筋的目的

協助混凝土承受壓力,以減小構件尺寸；承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應力；防止構件突然的脆性破壞。

2）布置方式

軸心受壓柱的縱向受力鋼筋應沿截面四周均勻對稱布置；偏心受壓柱的縱向受力鋼筋放置在彎矩作用方向的兩對邊；圓柱中縱向受力鋼筋宜沿周邊均勻布置。3）構造要求：

縱向受力鋼筋直徑d不宜小于12mm，尋常采用12～32mm。一般宜采用根數較少，直徑較粗的鋼筋，以保證骨架的剛度。

方形和矩形截面柱中縱向受力鋼筋不少于４根，圓柱中不宜少于8根且不應少于6根。

縱向受力鋼筋的凈距不應小于50mm，偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋的中距不宜大于300mm（圖4.1.1）。對水平澆筑的預制柱，其縱向鋼筋的最小凈距距可按梁的有關規定采用。

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受壓構件縱向鋼筋的最小配筋率應符合表3.2.3的規定。從經濟以及施工便利（不使鋼筋太密集）的角度考慮，全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過5％。受壓鋼筋的配筋率一般不超過3％，尋常在0.6％～2％之間。

4）偏心受壓構件的配筋方式：對稱配筋、非對稱配筋

對稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對邊對稱布置一致的縱向受力鋼筋。非對稱配筋：在柱的彎矩作用方向的兩對邊布置不同的縱向受力鋼筋。（2）箍筋1）作用

保證縱向鋼筋的位置正確；

防止縱向鋼筋壓屈，從而提高柱的承載能力。2）構造要求

受壓構件中的周邊箍筋應做成封閉式。箍筋直徑不應小于d/4（d為縱向鋼筋的最大直徑），且不應小于6mm。箍筋間距不應大于400mm及構件截面的短邊尺寸，且不應大于15d（d為縱向受力鋼筋的最小直徑）。

當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3%時，箍筋直徑不應小于8mm，間距不應大于10d(d為縱向受力鋼筋的最小直徑)，且不應大于200mm；箍筋末端應做成135。彎鉤且彎鉤末端平直段長度不應小于直徑的10倍。

在縱筋搭接長度范圍內，箍筋的直徑不宜小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍。箍筋間距，當搭接鋼筋為受拉時，不應大于5d（d為受力鋼筋中最小直徑），且不應大于100mm；當搭接鋼筋為受壓時，不應大于10d，且不應大于200mm；

當搭接受壓鋼筋直徑大于25mm時，應在搭接接頭兩個端面外100mm范圍內各設置2根箍筋。當柱截面短邊尺寸大于400mm且各邊縱向受力鋼筋多于3根時，或當柱截面短邊尺寸不大于400mm但各邊縱向鋼筋多于4根時，應設置復合箍筋，以防止中間鋼筋被壓屈。復合箍筋的直徑、間距與前述箍筋一致。

當偏心受壓柱的截面高度h≥600mm時，在柱的側面上應當設置直徑為10~16mm的縱向構造鋼筋，并相應設置復合箍筋或拉筋。

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對于截面形狀繁雜的構件，不可采用具有內折角的箍筋箍筋（圖4.1.3）。其原因是，內折角處受拉箍筋的合力向外，可能使該處混凝土保護層崩裂。

第四章鋼筋混凝土縱向受力構件

教學目標：

1.了解受壓短柱和長柱的破壞特征；

2.把握軸心受壓構件普通箍筋柱的正截面承載力計算。重點：軸心受壓構件的截面設計和截面復核。難點

1、軸心受壓構件的破壞特征；2、螺旋箍筋柱的受力點。§4.2軸心受壓構件承載力計算4.2.1軸心受壓構件的破壞特征

依照長細比l０／ｂ的大小，軸心受壓柱可分為短柱和長柱兩類。對方形和矩形柱，當l０／ｂ≤8時屬于短柱，否則為長柱。其中l０為柱的計算長度，ｂ為矩形截面的短邊尺寸。

1．軸