混凝土结构课件第1章

� 结构基本理论 ----旧结构的维护、改造与加固
年代中期发展起来） （80 80年代中期发展起来）
•承载力计算 •耐久性评估 •寿命预测 •损伤分析 •加固理论
•修复理论 •灾害评估等
4.混凝土结构的应用 (1)房屋工程
厂房、住宅、办公楼等多高层建筑广泛采用混凝土结构。我国超过 的高层建筑中绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结构。 100m 100m的高层建筑中绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结构。
材料力学方法
按经验法确定 安全系数
�结构基本理论 ----如何设计一个新结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 荷载的确定方法 • 结构的力学分析：线性和非线性 • 构件的承载力计算、设计方法和构造措施 计算机的应用与发展，结构整体空间作用分析方法的完善与 未来方向： 未来方向：计算机的应用与发展，结构整体空间作用分析方法的完善与 应用。
（钢筋外侧必须留有一定厚度的混凝土作为保护层）
重要构造要求
三.结构和构件
� �
受弯构件（梁、板） 受压构件（柱、剪力墙、
屋架上弦）
�
受拉构件（柱、屋架下弦、
水池池壁）
�
受扭构件（雨篷梁、
框架边梁）
注意：（1）工程中大都为复合受力构件
（2）同时有剪力作用
常见的混凝土结构构件
四.混凝土结构的优缺点
二.钢筋和混凝土共同工作的基础
,可以相互传力、共同变形。 （1）两者具有良好的粘结力 ）两者具有良好的粘结力,
（但需要混凝土结硬后）
（2）温度线膨胀系数相近。 混凝土1.0~1.5×10-5 ,钢筋1.2×10-5,温度变化时不会 产生较大相对滑移。 （3）防锈 ,避免钢筋锈蚀 ,增强构件耐久性。 混凝土包在钢筋外围 混凝土包在钢筋外围, 避免钢筋锈蚀,
P P
2.材料特点
� � � �
----抗压强度高，抗拉强度低； 混凝土 混凝土---------抗压强度高，抗拉强度低； 钢筋 ------抗压强度、抗拉强度都很高； 钢筋-------------抗压强度、抗拉强度都很高； ,利用混凝土抗压 ,利用钢筋抗拉； 将两种材料结合在一起共同工作 将两种材料结合在一起共同工作, 利用混凝土抗压, 构件承载力大为提高，受力性能和破坏性质明显改善。
钢筋混凝土基本理论
合肥工业大学建筑工程系 混凝土结构课题组
选用教材：
《混凝土结构（上）》，吴培明主编，武汉理工大学出版社
参考教材：
（1）《混凝土结构(上册)混凝土结构设计原理》， 东南大学、同济大学、天津大学合编， 中国建筑工业出版社 （2）《混凝土结构基本原理》，顾祥林主编， 同济大学出版社 （3）《混凝土结构(上册) 》，叶列平编著， 清华大学出版社 （4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
�
�
二.混凝土结构的发展
1.材料方面的发展
�
混凝土:
—— 高性能混凝土、 高强、轻质、耐久、提高抗裂性 高强、轻质、耐久、提高抗裂性—— ——高性能混凝土、 易于成型、外加剂、无砂混凝土、纤维混凝土等
�
钢筋:
高强、延性好、低松弛、防腐、高粘结锚固性
2.结构体系方面的发展 2.结构体系方面的发展
�预应力混凝土结构的应用
二.混凝土结构的学习过程
基本理论
工程应用
受力性能
理论分析
构件设计
结构设计
三.学习时应注意的问题
(1) 应注意各种公式的适用条件； (2) 注重钢筋和混凝土数量比例和强度搭配； , 考虑适用、经济、安全、施工可行； (3) 设计过程复杂 设计过程复杂, (4) 正确对待和灵活运用设计规范； (5) 充分发挥设计人员的主观能动性； ,不仅掌握理论，更重要是实践和应用。 (6) 学以至用 学以至用,
不同用途、不同结构功能具有相应的结构体系；同一结构 中可以同时使用钢构件、钢-混凝土组合构件和混凝土构件组成钢 混凝土组合构件和混凝土构件组成钢混凝土混合结构。
3.理论研究方面的发展 �设计方法
允许应力 设计法 破坏阶段 设计法 极限状态 设计法
半经验半概率法 近似概率法 全概率法 生命全过程设计法
第一章 绪论
1.1 混凝土结构的一般概念和特点 1.2 混凝土结构的发展简况及其工程应用 1.3 本课程的特点与学习方法
1.1 混凝土结构的一般概念和特点
一.概念
1.定义
素混凝土、钢筋混凝土、 以混凝土为主要建筑材料的结构。包括 以混凝土为主要建筑材料的结构。包括素混凝土、钢筋混凝土、 。 预应力混凝土结构 预应力混凝土结构。
教学计划：
章次 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 笫七章 笫八章 笫九章 第十章 绪论 钢筋混凝土材料的力学性能 混凝土结构基本设计原则 受弯构件正截面承载力计算 受弯构件斜截面承载力计算 受压构件承载力计算 受拉构件承载力计算 受扭构件承载力计算 钢筋混凝土构件的变形与裂缝验算 预应力混凝土构件 总学时 64 内 容 总学时 课堂讲授 学时数 2 6 2 10 8 10 1 4 5 8 56 8 4 4 上机学 时数
(2)交通工程
隧道、桥梁、高速公路、城市高架公路、地铁大都采用混凝土结构。 如1994 年建成的上海内环线浦西段高架公路，以及与之相连的南浦大桥、 1994年建成的上海内环线浦西段高架公路，以及与之相连的南浦大桥、 1995 年建成的地铁一号线、延安东路隧道、英吉利海 杨浦大桥的塔架， 杨浦大桥的塔架，1995 1995年建成的地铁一号线、延安东路隧道、英吉利海 峡隧道等。
(3)水利工程
大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构。
(4)特种工程
如核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、储水池、储气灌、海洋石油平 台、电视塔等。
1.3 本课程的特点与学习方法
一.课程特点
（1）钢筋混凝土不是弹性材料，应首先掌握材料力学性能； （2）理论建立在试验基础上，多为半理论半经验公式； 方案、材料选择、 （3）理论性和实践性都很强，综合分析 ）理论性和实践性都很强，综合分析方案、材料选择、 ； 截面形式、配筋、构造措施 截面形式、配筋、构造措施； 《混凝土结构设计规范 》（GB50010-2010 ）紧密联系； （4）和 ）和《 混凝土结构设计规范》 （5）习题解往往不唯一。
�
优点:
强度高 耐久性好 耐火性好 可模性好 整体性好 易于就地取材 节约钢材
�
缺点:
自重大 抗裂性差 隔热隔声性能较差 损坏后修复困难 施工耗费大量模板 施工受季节性影响大
1.2 混凝土结构的发展简况 及其工程应用
一.钢筋混凝土结构的诞生
� �
1824年，英国人 J. Aspdin 发明波特兰水泥，为混凝土诞生奠定基础； 1849年，法国人 Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网两面做成 小船----最早的钢筋混凝土结构； 1861年，法国花匠 J. Monier 用钢丝作为配筋制作花盆并申请专利，后 又申请钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利 ----尽管他不懂钢筋混凝土结 构受力原理，甚至将钢筋配置在板中部，他却被认为是钢筋混凝土结构 的发明者； , Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在 1884年，德国人 Wayss Wayss, 构件受拉部位和钢筋混凝土板的计算理论。钢筋混凝土结构逐渐得到推 广应用。
P
P
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度 , 在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝土结构的抗裂度, 减轻构件的自重。
�钢和混凝土组合结构的应用
在混凝土构件中配置型钢（钢骨混凝土）或在钢管中填充混 ,其强度高、截面小、延性好。 凝土（钢管混凝土） 凝土（钢管混凝土）,
�结构体系的丰富
本章学习要求
�
掌握混凝土结构的基本概念及其特点； 掌握混凝土与钢筋结合的可能性（基础）； 了解混凝土结构的发展趋势及其应用。
�
�