《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)分析（新形態(tài)活頁式）》 教案 項(xiàng)目3 鋼筋混凝土梁、板

項(xiàng)目三鋼筋混凝土梁、板建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)任務(wù)一彎曲變形的受力特點(diǎn)和內(nèi)力計(jì)算課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握梁彎曲的基本概念；掌握梁彎矩、剪力的正負(fù)號(hào)規(guī)定；掌握梁的內(nèi)力計(jì)算方法。能力目標(biāo)會(huì)計(jì)算靜定梁任意截面上的彎矩、剪力。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)助、團(tuán)隊(duì)互助等意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)彎曲概念；剪力、彎矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定；剪力和彎矩的計(jì)算——截面法。教學(xué)難點(diǎn)剪力和彎矩的計(jì)算教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程彎曲的概念彎曲變形：當(dāng)構(gòu)件受到垂直于桿軸的外力或在桿軸平面內(nèi)受到外力偶作用時(shí)，桿的軸線將由直線變?yōu)榍€，這種變形稱為彎曲變形。垂直于桿件的外力作用在桿軸平面內(nèi)一對(duì)外力偶作用縱向?qū)ΨQ面：梁橫截面的對(duì)稱軸與梁的軸線構(gòu)成的平面稱為縱向?qū)ΨQ面。平面彎曲：若作用在梁上的外力或外力偶都作用在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)，且外力垂直于梁的軸線，則梁在變形時(shí)，其軸線將在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)彎曲成一條平面曲線，這種彎曲變形稱為平面彎曲。剪力和彎矩計(jì)算剪力、彎矩的正負(fù)號(hào)規(guī)定學(xué)生：從實(shí)際生活中感受物體的彎曲變形。老師：舉例并講解彎曲變形的概念。正剪力：截面上的剪力使研究對(duì)象作順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。左上右下剪為正。負(fù)剪力：截面上的剪力使研究對(duì)象作逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。左下右上剪為負(fù)。正彎矩：截面上的彎矩使該截面附近彎成上凹下凸的形狀。左順右逆彎為正。負(fù)彎矩：截面上的彎矩使該截面附近彎成上凸下凹的形狀。左逆右順彎為負(fù)。剪力和彎矩的計(jì)算——截面法計(jì)算支座反力；用假想的截面在欲求內(nèi)力處將梁截成兩段，取其中一段作為研究對(duì)象；畫出研究對(duì)象的受力圖。截面上的剪力和彎矩均按正方向假設(shè)；建立平衡方程，求解剪力和彎矩。舉例1：已知F=60kN，a=230mm，b=100mm和c=1000mm.求C、D點(diǎn)處橫截面上的剪力和彎矩。學(xué)生：通過練習(xí)1掌握梁橫截面上剪力和彎矩的計(jì)算方法。老師：對(duì)學(xué)生的練習(xí)結(jié)果給予評(píng)價(jià)，并就學(xué)生出現(xiàn)的問題給出重點(diǎn)提示。教學(xué)反思學(xué)生對(duì)構(gòu)件內(nèi)力的理解難度較大，比較抽象，結(jié)合支座反力的概念幫助學(xué)生更好的理解桿件內(nèi)力。結(jié)合支座反力的求解過程，更好的理解構(gòu)件內(nèi)力的求解過程。任務(wù)二彎曲內(nèi)力圖繪制課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握剪力、彎矩方程的建立；熟練運(yùn)用剪力、彎矩方程繪制剪力、彎矩圖。能力目標(biāo)能熟練根據(jù)剪力彎矩方程繪制剪力圖和彎矩圖。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣、愛好和能力。教學(xué)重點(diǎn)剪力、彎矩方程的建立；根據(jù)剪力、彎矩方程繪制剪力、彎矩圖。教學(xué)難點(diǎn)剪力、彎矩方程的建立。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程一、剪力、彎矩方程；一般情況下，剪力和彎矩隨截面位置的變化而變化，若以橫坐標(biāo)x表示橫截面的位置，則梁各橫截面的剪力和彎矩皆可表示為坐標(biāo)x的函數(shù)。例1：簡支梁受均布荷載作用，試列出梁的剪力彎矩方程。解答過程：求支座反力：受力圖列平衡方程：，，，2.列剪力方程、彎矩方程剪力圖、彎矩圖剪力方程、彎矩方程為：由剪力方程得出，剪力圖為一直線；由彎矩方程得出，彎矩圖為一拋物線?？刂泣c(diǎn)的剪力、彎矩為：剪力圖彎矩圖例2：簡支梁受集中力作用，試列出梁的剪力彎矩方程。老師：舉例講解簡支梁承受均布線荷載的彎矩、剪力方程的建立。學(xué)生：學(xué)習(xí)剪力、彎矩方程的建立過程。老師：舉例講解根據(jù)彎矩、剪力方程繪制剪力圖、彎矩圖。學(xué)生：學(xué)習(xí)根據(jù)彎矩、剪力方程繪制剪力圖、彎矩圖過程。學(xué)生：通過練習(xí)2掌握彎矩、剪力方程的建立和根據(jù)彎矩、剪力方程繪制剪力圖、彎矩圖。老師：對(duì)學(xué)生的練習(xí)結(jié)果給予評(píng)價(jià)，并就學(xué)生出現(xiàn)的問題給出重點(diǎn)提示。教學(xué)反思從梁截面某一點(diǎn)的內(nèi)力到由內(nèi)力方程表示整個(gè)梁任意截面上的內(nèi)力，需要對(duì)所學(xué)知識(shí)的升華，通過數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)內(nèi)力方程進(jìn)行分析，準(zhǔn)確掌握內(nèi)力方程的特征，正確畫出內(nèi)力圖，正確表達(dá)內(nèi)力圖中關(guān)鍵點(diǎn)的內(nèi)力值。任務(wù)二彎曲內(nèi)力圖繪制課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握彎矩圖、剪力圖的規(guī)律；掌握利用彎矩圖、剪力圖的規(guī)律繪制彎矩圖、剪力圖。能力目標(biāo)能熟練根據(jù)彎矩圖、剪力圖的規(guī)律繪制剪力圖和彎矩圖。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生依法規(guī)范自己行為的意識(shí)和習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)彎矩圖、剪力圖的規(guī)律；利用彎矩圖、剪力圖的規(guī)律繪制彎矩圖、剪力圖。教學(xué)難點(diǎn)利用彎矩圖、剪力圖的規(guī)律繪制彎矩圖、剪力圖。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程彎矩圖、剪力圖的規(guī)律例1：如圖所示外伸梁，試畫出該梁的剪力圖和彎矩圖。求支座反力（2）畫剪力、彎矩圖剪力圖彎矩圖例2：如圖所示簡支梁，試畫出該梁的剪力圖和彎矩圖。老師：逐個(gè)講解剪力圖特征、彎矩圖特征。老師：舉例講解利用規(guī)律法繪制剪力圖和彎矩圖的過程。學(xué)生：通過練習(xí)2掌握利用規(guī)律法繪制剪力圖、彎矩圖。老師：對(duì)學(xué)生的練習(xí)結(jié)果給予評(píng)價(jià)，并就學(xué)生出現(xiàn)的問題給出重點(diǎn)提示。教學(xué)反思通過內(nèi)力圖的特征，快速找出內(nèi)力圖的控制點(diǎn)位置，利用截面法求出控制點(diǎn)處的內(nèi)力，正確畫出內(nèi)力圖。如何一個(gè)不漏的找到內(nèi)力圖的控制點(diǎn)，需要細(xì)致的態(tài)度和對(duì)知識(shí)的扎實(shí)掌握。課前認(rèn)真預(yù)習(xí)，上課認(rèn)真聽講，積極思考，課后加強(qiáng)練習(xí)，一個(gè)都不能少。任務(wù)三梁、板正截面承載力計(jì)算課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握鋼筋混凝土梁受彎破壞形態(tài)；掌握受彎承載力計(jì)算的基本假定。能力目標(biāo)會(huì)根據(jù)梁的受力特點(diǎn)判斷梁受彎破壞的裂縫形態(tài)。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)鋼筋混凝土梁受彎破壞形態(tài)；受彎承載力計(jì)算的基本假定。教學(xué)難點(diǎn)受彎承載力計(jì)算的基本假定。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程鋼筋混凝土梁受彎破壞形態(tài)：隨著縱向受拉鋼筋配筋率的由小到大，鋼筋混凝土梁的破壞形態(tài)分為少筋梁、適筋梁和超筋梁三種。少筋梁當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率較小時(shí)，隨著彎矩的增大，受拉區(qū)混凝土開裂的瞬間，由開裂混凝土傳遞給縱向受拉鋼筋的拉力使得縱向受拉鋼筋應(yīng)力急劇增大，直至拉斷，整個(gè)構(gòu)件折成兩段。屬于“脆性破壞”，破壞前沒有明顯的征兆。破壞時(shí)，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力較小，材料未得到充分利用，不經(jīng)濟(jì)。實(shí)際工程中的常規(guī)構(gòu)件不允許使用少筋梁。適筋梁當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率合適時(shí)，隨著彎矩的增大，受拉區(qū)混凝土開裂，但是受拉鋼筋并未受拉屈服，彎矩繼續(xù)增大，受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服狀態(tài)，鋼筋的變形繼續(xù)增大，梁的撓度、裂縫隨之增大，最終因受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞。梁在完全破壞前具有很好的變形能力，破壞時(shí)有明顯的預(yù)兆，屬于“延性破壞”。超筋梁當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率過大時(shí)，隨著彎矩的增大，受拉區(qū)混凝土開裂，但是受拉鋼筋并未受拉屈服，彎矩繼續(xù)增大，受壓區(qū)混凝土先被壓碎而受拉鋼筋仍未受拉屈服，破壞時(shí)，表現(xiàn)為裂縫寬度較小，撓度較小，延性不高，破壞時(shí)沒有明顯預(yù)兆，屬于“脆性破壞”。當(dāng)梁截面尺寸相等時(shí)，以上三種梁的承載力大小依次為：超筋梁＞適筋梁＞少筋梁。鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1、普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy'對(duì)軸心受壓構(gòu)件，混凝土極限壓應(yīng)變?yōu)?.002，當(dāng)采用HRB500鋼筋時(shí)，鋼筋的彈性模量為2×105N/mm2，鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy'=2×105×0.002=400N/mm2。橫向鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fyv應(yīng)按表中fy的數(shù)值采用；但用作受剪、受扭、受沖切承載力計(jì)算時(shí)，其數(shù)值大于360N/mm2時(shí)應(yīng)取360N/mm2。2、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值fc、軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值ftfcu,k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。數(shù)值等于混凝土強(qiáng)度等級(jí)的數(shù)值。如C15強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，fcu,k=15MPa。三、受彎承載力計(jì)算的基本假定：1、截面應(yīng)變保持平面；2、不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度；3、混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系按下列規(guī)定取用：當(dāng)εc≤ε0時(shí)：當(dāng)ε0≤εc≤εcu時(shí)：σc=fc，σc——混凝土壓應(yīng)變?yōu)棣與時(shí)的混凝土壓應(yīng)力；fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ε0——混凝土壓應(yīng)力達(dá)到fc時(shí)的混凝土壓應(yīng)變，當(dāng)計(jì)算ε0值小于0.002時(shí)，取為0.002；εcu——正截面的混凝土極限壓應(yīng)變，當(dāng)處于非均勻受壓且計(jì)算的值大于0.0033時(shí)，取為0.0033；當(dāng)處于軸心受壓時(shí)取為ε0；fcu,k——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。4、縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01；5、縱向鋼筋的應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但其值應(yīng)符合下列要求：σsi——第i層縱向普通鋼筋的應(yīng)力，正值代表拉應(yīng)力，負(fù)值代表壓應(yīng)力；老師：逐個(gè)講解隨著縱向受拉鋼筋配筋率的由小到大，鋼筋混凝土梁的受彎破壞形態(tài)，分析每個(gè)破壞形態(tài)的發(fā)生和發(fā)展過程。老師：講解鋼筋和混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定過程。老師：根據(jù)鋼筋和混凝土材料的特點(diǎn)、受彎構(gòu)件破壞時(shí)各材料所處的狀態(tài)，講解受彎承載力計(jì)算的基本假定。教學(xué)反思鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)和計(jì)算假定與鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能緊密相關(guān)，應(yīng)充分掌握鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能，然后再深入理解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)和計(jì)算假定。任務(wù)三梁、板正截面承載力計(jì)算課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形的簡化結(jié)果；掌握正截面受彎承載力的計(jì)算方法；掌握矩形截面梁受彎截面設(shè)計(jì)計(jì)算過程；掌握矩形截面梁受彎承載力校核計(jì)算過程。能力目標(biāo)會(huì)進(jìn)行受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)助、團(tuán)隊(duì)互助等意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形的簡化；正截面受彎承載力的計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)正截面受彎承載力的計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形的簡化受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算時(shí)，受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形可簡化為等效的矩形應(yīng)力圖。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí)，β1取為0.80，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，β1取為0.74，其間按線性內(nèi)插法確定。β1=0.80－0.06×（fcu,k－50）/（80－50）。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí)，α1取為1.0，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，α1取為0.94，其間按線性內(nèi)插法確定。α1=1.0－0.06×（fcu,k－50）/（80－50）。二、相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb應(yīng)按下列公式計(jì)算：有屈服點(diǎn)普通鋼筋:ξb——相對(duì)界限受壓區(qū)高度，取xb/h0；xb——界限受壓區(qū)高度；h0——截面有效高度：縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受壓邊緣的距離；Es——鋼筋彈性模量，εcu——非均勻受壓時(shí)的混凝土極限壓應(yīng)變，三、最小配筋率ρmin縱向受拉鋼筋拉斷與受拉區(qū)混凝土開裂同時(shí)發(fā)生時(shí)的最小配筋率ρmin應(yīng)按下列公式計(jì)算：ρmin=max（0.45ft/fy，0.2%）ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值；fy——鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；受彎承載力計(jì)算：矩形截面受彎構(gòu)件，其正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：軸力平衡：彎矩平衡：適筋梁：x≤ξbh0As——縱向普通鋼筋的截面面積；M——彎矩設(shè)計(jì)值；應(yīng)用1：截面設(shè)計(jì)（單筋矩形截面）已知：彎矩設(shè)計(jì)值M、截面尺寸（b、h）、材料強(qiáng)度等級(jí)，求縱向受拉鋼筋的截面面積As。例1：某鋼筋混凝土梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土和HRB400級(jí)鋼筋，梁彎矩設(shè)計(jì)值M=200kN·m，as=40mm，求縱向受拉鋼筋的截面面積As。解答：C30混凝土，fc=14.3MPa，HRB400級(jí)鋼筋，fy=360MPa，α1=1.0，β1=0.8，ft=1.43MPa，Es=2×105MPa，εcu=0.0033，h0=550－40=510mm，配置縱向受拉鋼筋4C20，As=1256mm2。驗(yàn)算最小配筋率：ρmin=max（0.45ft/fy，0.2%）=max（0.45×1.43/360，0.2%）=max（0.18%，0.2%）=0.2%As=1256mm2>0.2%×250×550=275mm2。滿足最小配筋率要求。應(yīng)用2：承載力校核例2：某鋼筋混凝土梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土和HRB400級(jí)鋼筋，配置縱向受拉鋼筋4C20，梁彎矩設(shè)計(jì)值M=200kN·m，as=40mm。校核該梁是否安全。老師：講解受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形的簡化的原因及簡化過程以及相對(duì)界限受壓區(qū)高度的計(jì)算。老師：講解受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算過程、最小配筋率的計(jì)算。并舉例練習(xí)。學(xué)生：通過練習(xí)，掌握受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算方法。老師：對(duì)學(xué)生的練習(xí)結(jié)果給予評(píng)價(jià)，并就學(xué)生出現(xiàn)的問題給出重點(diǎn)提示。教學(xué)反思截面平衡方程的建立至關(guān)重要，要需要深刻理解軸力平衡方程和彎矩平衡方程，并運(yùn)用兩個(gè)平衡方程求解截面配筋或計(jì)算受彎承載力。任務(wù)四梁、板斜截面承載力計(jì)算課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握鋼筋混凝土梁受剪破壞形態(tài)；掌握矩形截面梁剪壓比驗(yàn)算。能力目標(biāo)會(huì)根據(jù)梁的受力特點(diǎn)判斷梁受剪破壞的裂縫形態(tài)。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)的習(xí)慣、愛好和能力。教學(xué)重點(diǎn)掌握鋼筋混凝土梁受剪破壞形態(tài)；掌握矩形截面梁剪壓比驗(yàn)算。教學(xué)難點(diǎn)鋼筋混凝土梁受剪破壞形態(tài)。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程鋼筋混凝土梁受剪破壞形態(tài)梁斜截面破壞隨著剪跨比和箍筋的面積配筋率的不同，主要有三種破壞形態(tài)：斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞。剪跨比：截面彎矩與剪力和有效高度乘積的比值。λ=M/Vh0，對(duì)承受集中荷載的梁，λ=a/h0，1、斜拉破壞當(dāng)剪跨比λ較大（λ>3）時(shí)，或箍筋配置過少時(shí)，一旦梁腹部出現(xiàn)斜裂縫，與其相交的梁箍筋受拉屈服，箍筋對(duì)斜裂縫的開展已起不到限制作用，斜裂縫迅速向梁上方受壓區(qū)延伸，梁將沿斜裂縫裂成兩部分而破壞。破壞時(shí)構(gòu)件的承載力很低，并且一裂即壞，屬于“脆性破壞”。為了防止發(fā)生斜拉破壞，梁箍筋的面積配筋率不應(yīng)小于最小配筋率。Asv——同一橫截面內(nèi)箍筋總面積；b——梁寬；s——箍筋間距；ft——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值；fyv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2、剪壓破壞當(dāng)剪跨比λ適中（1<λ<3）、箍筋配置適中時(shí)，隨著剪力的增加，截面出現(xiàn)多條斜裂縫，其中一條延伸長度較大，開展寬度較寬的斜裂縫，稱為“臨界斜裂縫”，與臨界斜裂縫相交的箍筋首先達(dá)到屈服，隨后，梁頂混凝土在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下達(dá)到剪壓復(fù)合受力時(shí)的極限強(qiáng)度而破壞。3、斜壓破壞當(dāng)剪跨比λ較小（λ<1）、或箍筋配置過多時(shí)，隨著荷載的增加，首先在梁腹部出現(xiàn)若干條平行的斜裂縫，隨后梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱，最后這些斜向短柱由于混凝土達(dá)到抗壓強(qiáng)度而破壞，箍筋未受拉屈服。矩形截面梁剪壓比驗(yàn)算矩形截面梁的受剪截面應(yīng)符合下列條件：當(dāng)hw/b≤4時(shí)，V≤0.25βcfcbh0當(dāng)hw/b≥6時(shí)，V≤0.2βcfcbh04≤hw/b≤6時(shí)，按線性內(nèi)插法確定。V——梁截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值；βc——混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)：當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí)，βc取為1.0，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，βc取為0.8，其間按線性內(nèi)插法確定；fc——混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b——梁截面寬度；h0——截面的有效高度，h0=h－as；hw——截面的腹板高度，對(duì)矩形截面，取有效高度。老師：逐個(gè)講解隨著箍筋面積配筋率的由小到大和剪跨比的變化，鋼筋混凝土梁的受剪破壞形態(tài)，分析每個(gè)破壞形態(tài)的發(fā)生和發(fā)展過程，箍筋面積配筋率最小值的取值規(guī)定。老師：講解矩形截面梁剪壓比驗(yàn)算的計(jì)算方法及每個(gè)參數(shù)的含義。教學(xué)反思鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受剪破壞形態(tài)與混凝土材料的力學(xué)性能緊密相關(guān)，應(yīng)充分掌握鋼筋和混凝土材料的力學(xué)性能，然后再深入理解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受剪破壞形態(tài)。任務(wù)四梁、板斜截面承載力計(jì)算課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握矩形截面梁受剪承載力計(jì)算方法；掌握矩形截面梁受剪截面設(shè)計(jì)計(jì)算過程；掌握矩形截面梁受剪承載力校核計(jì)算過程。能力目標(biāo)掌握矩形截面梁受剪承載力計(jì)算方法。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生依法規(guī)范自己行為的意識(shí)和習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)矩形截面梁受剪承載力計(jì)算方法；矩形截面梁受剪截面設(shè)計(jì)計(jì)算過程；矩形截面梁受剪承載力校核計(jì)算過程。教學(xué)難點(diǎn)矩形截面梁受剪承載力計(jì)算方法；教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程矩形截面梁受剪承載力計(jì)算：1.當(dāng)梁截面尺寸符合下式要求時(shí)，可不進(jìn)行斜截面的受剪承載力計(jì)算，其箍筋的構(gòu)造要求應(yīng)符合有關(guān)構(gòu)造規(guī)定。V≤αcvftbh0αcv——斜截面混凝土受剪承載力系數(shù)，對(duì)于一般受彎構(gòu)件取0.7；對(duì)集中荷載作用下（包括作用有多種荷載，其中集中荷載產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%以上的情況）的獨(dú)立梁，取αcv=1.75/（λ+1），λ為計(jì)算截面的剪跨比，當(dāng)λ小于1.5時(shí)，取1.5，當(dāng)λ大于3時(shí)，取3；ft——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b——梁截面寬度；h0——截面的有效高度，h0=h－as。2.當(dāng)僅配置箍筋時(shí)，矩形截面受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：V≤αcvftbh0+fyvh0Asv/sαcv——斜截面混凝土受剪承載力系數(shù)，對(duì)于一般受彎構(gòu)件取0.7；對(duì)集中荷載作用下（包括作用有多種荷載，其中集中荷載產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75%以上的情況）的獨(dú)立梁，取αcv=1.75/（λ+1），λ為計(jì)算截面的剪跨比，當(dāng)λ小于1.5時(shí)，取1.5，當(dāng)λ大于3時(shí)，取3；ft——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；b——梁截面寬度；h0——截面的有效高度，h0=h－as。fyv——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Asv——同一橫截面內(nèi)箍筋總面積；s——箍筋間距。應(yīng)用1：截面設(shè)計(jì)例1：某一般受彎構(gòu)件鋼筋混凝土梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土和HRB400級(jí)鋼筋，梁剪力設(shè)計(jì)值V=210kN，as=40mm，求箍筋配置。解答：C30混凝土，fc=14.3MPa，ft=1.43MPa，βc=1.0，HRB400級(jí)鋼筋，fyv=360MPa，h0=550－40=510mm，hw/b=510/250=2.04<4，0.25βcfcbh0=0.25×1.0×14.3×250×510=455.8kN>V=210kN，截面符合條件。V=αcvftbh0+fyvh0Asv/s210×103=0.7×1.43×250×510+360×510×Asv/sAsv/s=0.449mm2/mm選C8@200（2），Asv/s=2×50.3/200=0.503mm2/mm>0.449mm2/mmρsv=Asv/(bs)=2×50.3/(250×200)=0.002>ρsv,min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/360=0.00095滿足箍筋面積配筋最小值的要求。應(yīng)用2：承載力校核例2：某一般受彎構(gòu)件鋼筋混凝土梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土和HRB400級(jí)鋼筋，箍筋配置C8@200（2），梁剪力設(shè)計(jì)值V=210kN，as=40mm，校核該梁是否安全。老師：講解受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算過程。并舉例練習(xí)。學(xué)生：通過練習(xí)，掌握受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算方法。老師：對(duì)學(xué)生的練習(xí)結(jié)果給予評(píng)價(jià)，并就學(xué)生出現(xiàn)的問題給出重點(diǎn)提示。教學(xué)反思截面平衡方程的建立至關(guān)重要，要需要深刻理解剪力平衡方程，并運(yùn)用平衡方程求解截面配筋或計(jì)算受剪承載力。任務(wù)五鋼筋混凝土梁施工圖識(shí)讀與構(gòu)造要求課程名稱建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課授課對(duì)象建技大一學(xué)生授課學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)學(xué)情分析文史類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)太薄弱，且對(duì)物理力學(xué)學(xué)習(xí)有恐懼心理，理工類學(xué)生物理力學(xué)基礎(chǔ)較差；學(xué)生上課注意力不夠集中,學(xué)習(xí)熱情不高；前期學(xué)習(xí)的靜力學(xué)知識(shí)掌握不夠好。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握梁平法施工圖制圖規(guī)則；掌握梁縱筋、箍筋構(gòu)造要求。能力目標(biāo)能讀懂鋼筋混凝土梁平法施工圖圖紙，并指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。素質(zhì)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)梁平法施工圖制圖規(guī)則；梁縱筋、箍筋構(gòu)造要求。教學(xué)難點(diǎn)梁平法施工圖制圖規(guī)則。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)過程設(shè)計(jì)課堂實(shí)施過程梁平法施工圖制圖規(guī)則（平面注寫方式）平面注寫方式，系在梁平面布置圖上，分別在不同編號(hào)的梁中各選一根梁，在其上注寫截面尺寸和配筋具體數(shù)值的方式來表達(dá)梁平法施工圖。平面注寫包括集中標(biāo)注與原位標(biāo)注，集中標(biāo)注表達(dá)梁的通用數(shù)值，原位標(biāo)注表達(dá)梁的特殊數(shù)值，原位標(biāo)注取值優(yōu)先。集中標(biāo)注梁編號(hào)由梁類型代號(hào)、序號(hào)、跨數(shù)及有無懸挑代號(hào)幾項(xiàng)組成。梁編號(hào)，該項(xiàng)為必注值。梁截面尺寸，該項(xiàng)為必注值。等截面梁，用b×h表示。梁箍筋，包括鋼筋級(jí)別、直徑，加密區(qū)與非加密區(qū)間距及肢數(shù)，該項(xiàng)為必注值。,10@100/200(4)，表示箍筋為HPB300鋼筋，直徑為10mm，加密區(qū)間距100mm，非加密區(qū)間距200mm，均為4肢箍。梁上部通長筋或架立筋配置，該項(xiàng)為必注值。2C22用于雙肢箍，2C22+（4,12）用于六肢箍，其中2C22為通長筋，4,12為架立筋。梁側(cè)面縱向構(gòu)造鋼筋或受扭縱筋配置，該項(xiàng)為必注值。G4,12，表示梁的兩個(gè)側(cè)面共配置4,12的縱向構(gòu)造鋼筋，每側(cè)各配置2,12，N4,18，表示梁的兩個(gè)側(cè)面共配置4,18的受扭縱向鋼筋，每側(cè)各配置2,18。原位標(biāo)注梁支座上部縱筋，該部位含通長筋在內(nèi)的所有縱筋。6C224/2，表示上一排縱筋為4C22，下一排縱筋為2C22，2C22+2C20，表示四根縱筋，2C22放在角部，2C20放在中部。梁下部縱筋，6C222/4，表示上一排縱筋為2C22，下一排縱筋為4C22，2C22+2C20，表示四根縱筋，2C22放在角部，2C20放在中部。當(dāng)在梁上集中標(biāo)注的內(nèi)容不適用于某跨或某懸挑部分時(shí)，則將其不同數(shù)值原位標(biāo)注在該跨或該懸挑部位，施工時(shí)應(yīng)按原位標(biāo)注數(shù)值取用。梁縱筋、箍筋構(gòu)造要求2.1梁上部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于30mm和1.5d；梁下部鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于25mm和d。當(dāng)下部鋼筋多于2層時(shí)，2層以上鋼筋水平方向的中距應(yīng)比下面2層的中距增大一倍；各層鋼筋之間的凈間距不應(yīng)小于25mm和d，d為鋼筋的最大直徑。2.2梁中箍筋的配置應(yīng)符合下列規(guī)定：2.2.1按承載力計(jì)算不需要箍筋的梁，當(dāng)截面高度大于300mm時(shí)，應(yīng)沿梁全長設(shè)置構(gòu)造箍筋；當(dāng)截面高度=150mm~300mm時(shí)，可僅在構(gòu)件端部l0/4范圍內(nèi)設(shè)置構(gòu)造箍筋，l0為跨度。但當(dāng)在構(gòu)件中部l0/2范圍內(nèi)有集中荷載作用時(shí)，則應(yīng)沿梁全長設(shè)置箍筋。當(dāng)截面高度小于150mm時(shí)，可以不設(shè)置箍筋。2.2.2截面高度大于800mm的梁，箍筋直徑不宜小于8mm；對(duì)截面高度不大于800mm的梁，不宜小于6mm。梁中配有計(jì)算需要的縱向受壓鋼筋時(shí)，箍筋直徑尚不應(yīng)小于d/4,為受壓鋼筋最大直徑。2.2.3梁中箍筋的最大間距宜符合表9.2.9的規(guī)定；當(dāng)V大于0.7ftbh0同時(shí)，箍筋的配筋率ρsv=Asv/（bs）尚不應(yīng)小于0.24ft/fyv。2.3梁的腹板高度hw不小于450mm時(shí)，在梁的兩個(gè)側(cè)面應(yīng)沿高度配置縱向構(gòu)造鋼筋。每側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋（不包括梁上、下部受力鋼筋及架立鋼筋）的間距不宜大于200mm，截面面積不應(yīng)小于腹板截面面積（bhw）的0.1%，但當(dāng)梁寬較大時(shí)可以適當(dāng)放松。老師：講解梁平法施工圖表達(dá)的內(nèi)容及每個(gè)符號(hào)的含義。學(xué)生：根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，識(shí)讀梁平法施工圖中KL1（4）。老師：講解梁縱筋、箍筋構(gòu)造要求。舉例講解梁側(cè)面構(gòu)造縱向鋼筋的面積計(jì)算方法。教學(xué)反思通過對(duì)梁配筋構(gòu)造和平法施工圖表示規(guī)則的深度掌握，才能把平法施工圖中的內(nèi)容和梁配筋對(duì)應(yīng)起來。需要大量重復(fù)練習(xí)，建立起條件反射。任務(wù)五鋼筋混凝土梁