结构设计原理

聂云靖

目录

  • 1 钢筋混凝土结构的概念及材料的物理力学性能
    • 1.1 概述
    • 1.2 钢筋混凝土结构的基本概念
    • 1.3 混凝土
    • 1.4 钢筋
    • 1.5 钢筋与混凝土之间的粘结
    • 1.6 本章学习指导与练习
    • 1.7 本章测验
  • 2 结构按极限状态法设计计算的方法
    • 2.1 概率极限状态设计法的概念
    • 2.2 我国《公路桥规》的计算方法
    • 2.3 作用、作用的代表值和作用组合
    • 2.4 材料强度的取值
    • 2.5 阅读材料:《公路工程结构可靠性设计统一标准》
    • 2.6 本章学习指导与练习
  • 3 受弯构件正截面承载能力计算
    • 3.1 受弯构件截面形式与构造
    • 3.2 阅读材料:《公路桥涵通用设计规范》
    • 3.3 受弯构件正截面受力全过程与破坏形态
    • 3.4 阅读材料:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵通用设计规范》
    • 3.5 受弯构件正截面承载力计算原理
    • 3.6 单筋矩形截面受弯构件
    • 3.7 双筋矩形截面受弯构件
    • 3.8 T形截面受弯构件
    • 3.9 本章学习指导与练习
  • 4 受弯构件斜截面承载能力计算
    • 4.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态
    • 4.2 影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素
    • 4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
    • 4.4 受弯构件的斜截面抗弯承载力
    • 4.5 全梁承载能力校核与构造要求
    • 4.6 本章学习指导与练习
    • 4.7 大作业
    • 4.8 大作业设计进度安排
  • 5 受扭构件承载能力计算
    • 5.1 纯扭构件的破坏特征和强度计算
    • 5.2 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的强度计算
    • 5.3 T形、箱形截面受扭构件及构造要求
    • 5.4 本章小结与测验
  • 6 轴心受压构件正截面承载能力计算
    • 6.1 配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件
    • 6.2 配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件
    • 6.3 本章小结与测验
  • 7 偏心受压构件正截面承载能力计算
    • 7.1 内容与要求
    • 7.2 偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态
    • 7.3 偏心受压构件的纵向弯曲
    • 7.4 矩形截面偏心受压构件
    • 7.5 圆形截面偏心受压构件
    • 7.6 本章小结与测验
  • 8 受拉构件承载能力计算
    • 8.1 概述
    • 8.2 轴心受拉构件
    • 8.3 偏心受拉构件
    • 8.4 本章小结与测验
  • 9 钢筋混凝土受弯构件应力、裂缝和变形计算
    • 9.1 概述
    • 9.2 换算截面
    • 9.3 应力计算
    • 9.4 受弯构件的裂缝及最大裂缝宽度验算
    • 9.5 受弯构件的变形(挠度)验算
    • 9.6 混凝土结构的耐久性
    • 9.7 本章小结与测验
  • 10 局部承压计算
    • 10.1 局部承压的破坏形态和破坏机理
    • 10.2 混凝土局部承压强度提高系数
    • 10.3 局部承压区的计算
    • 10.4 本章小结与测验
  • 11 深受弯构件
    • 11.1 深受弯构件破坏形态
    • 11.2 深受弯构件设计计算方法
    • 11.3 桥梁墩台盖梁按深受弯构件的计算
    • 11.4 本章学习指导与练习
  • 12 预应力混凝土结构的概念及材料
    • 12.1 概述
    • 12.2 预加力的方法与设备
    • 12.3 预应力混凝土结构的材料
    • 12.4 预应力混凝土结构的三种概念
    • 12.5 本章小结与测验
  • 13 预应力混凝土受弯构件设计与计算
    • 13.1 受力阶段与设计计算方法
    • 13.2 预应力混凝土受弯构件承载能力计算
    • 13.3 预加力的计算与预应力损失的估算
    • 13.4 预应力混凝土受弯构件的应力计算
    • 13.5 预应力混凝土构件的抗裂验算
    • 13.6 变形计算
    • 13.7 端部锚固区计算
    • 13.8 预应力混凝土简支梁设计
    • 13.9 预应力混凝土简支梁计算示例
    • 13.10 阅读材料:30m预应力混凝土简支T梁桥标准图
    • 13.11 本章小结与测验
  • 14 部分预应力混凝土受弯构件
    • 14.1 部分预应力混凝土受弯结构受力特性
    • 14.2 允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的计算
    • 14.3 允许开裂的部分预应力混凝土受弯构件的设计
    • 14.4 构造要求
    • 14.5 本章学习指导与练习
  • 15 圬工结构的概念与材料
    • 15.1 圬工结构的概念
    • 15.2 圬工材料
    • 15.3 砌体强度与变形
  • 16 圬工结构构件承载力计算
    • 16.1 计算方法
    • 16.2 受压构件承载力计算
    • 16.3 局部承压以及受弯、受剪构件承载力计算
  • 17 课程实验
    • 17.1 课程实验大纲
    • 17.2 实验指导书
    • 17.3 实验视频
    • 17.4 实验阅读材料
    • 17.5 实验报告
    • 17.6 材料实测数据
    • 17.7 实验前准备工作
  • 18 基于桥梁博士的预制装配式钢筋混凝土简支梁的计算分析
    • 18.1 桥梁博士简介
    • 18.2 桥梁博士单梁建模流程
    • 18.3 桥梁博士基础操作
课程实验大纲

一、本课程实验教学目的与要求

《结构设计原理》课程实验是道路桥梁与渡河工程专业课程《结构设计原理》中的必修实践教学环节。通过实验教学,巩固课堂知识,加深对钢筋混凝土结构受力特点的直观理解;培养学生进行科学实验和独立工作的能力。同时要求掌握必要的实验基本功及对实验数据的整理和分析,提高分析和解决问题的能力,培养学生的组织协调和创新能力,为今后学习、研究打下坚实基础。

教学基本要求:掌握钢筋混凝土单筋矩形梁正截面的基本力学性能及设计原理。观测正截面应变分布、裂缝出现及开展、裂缝分布,测试构件挠度。

二、主要仪器设备及现有台套数

1、加荷设备:承重反力架及分配梁等,100吨液压伺服加载试验机(2台)

2、静态电阻应变仪及预调平衡箱(2套)

3、百分表及表架(6套)

4、加载操作电脑(2台)

5、读数显微镜、钢卷尺及其他常用工具等

6、钢筋混凝土结构单筋矩形梁试件

三、实验课程内容和学时分配

 

 

 

 

 

 

 

                                      

 

序号

 
 

实验项目名称

 
 

目的、要求

 
 

实验内容

 
 

学时分配

 
 

实验类型

 
 

必开、选开

 
 

1

 
 

单筋矩形梁正截面受力性能全过程破坏实验

 
 

通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏试验,加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识,验证受弯构件正截面承载力计算公式。

 
 

1、观测适筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化及破坏特征,并记录下开裂荷载Pcr、屈服荷载Py和破坏荷载Pu的实测值。

 

2、量测适筋梁在各级荷载下的跨中挠度,绘制梁跨中荷载-挠度关系曲线即P-δ曲线。

 

3、量测适筋梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变,绘制沿梁高度的应变分布图形,验证平截面假定。

 

4、根据适筋梁实验各阶段记录的荷载和应变计测得的应变换算得到截面的弯矩-曲率关系曲线即M-ϕ曲线。

 

5、通过在主筋上测定的应变,验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。

 

6、观察和描绘试件破坏情况和特征,比较少筋梁、适筋梁与超筋梁的破坏形态。

 

7、根据规范方法计算试件破坏承载力理论值并与试验值比较。

 
 

4

 
 

验证演示性

 
 

必开

 

四、考核方式

1、实验报告:本门课程实验是验证演示性实验,以实验教师加载操作为主,学生辅助测量、记录相关数据。要求学生在实验结束后将加载过程、钢筋应变增加过程、变形过程、裂缝开展过程、试件破坏形态完整记录下来,将实验值与规范公式计算结果进行比较,分析破坏形态发生的机理,形成实验报告。

2、考核方式:考察。