第一章 绪论 (2)
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4. 理论研究方面的发展
设计方法
半经验半概率 法
允许应 力设计 法
破坏阶 段设计 法
极限状 态设计 法
材料力学的方法
按经验法确定安 全系数
生命全过程设 计法（兼顾安 全性、使用性 和耐久性）
近似概率法 全概率法
精品课件 11
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——如何设计一个新结构
钢筋混凝土结构（构件）
拉压性能均好
抗压性能好
利用混凝土抗压，钢筋 受拉（亦可受压）—— 各尽其能，相得益彰
精品课件 3
一、混凝土结构的概念和特点
2. 钢筋和混凝土之间共同工作的原因
P
P
* 混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在 一起，可共同受力，共同变形
* 两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力 破坏两者的粘结力，混凝土：1.0×10-5~1.5 ×10-5，钢筋： 1.2 ×10-5
* 混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化
精品课件 4
一、混凝土结构的概念和特点
3. 预应力混凝土结构的一般概念
预应力钢筋 P
P
P
P
精品课件 5
一、混凝土结构的概念和特点
4. 混凝土结构的组成
楼板
墙 地下室底板 梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
柱下基础
精品课件 6
一、混凝土结构的概念和特点
5. 混凝土结构的优缺点
1. 建筑工程
我国超过100m高的高层建筑中 绝大多数是混凝土结构或为混 凝土和钢的组合结构
组合桁架 组合楼板
混凝土组合柱
钢柱
组合梁 钢筋混凝土筒体 精品课件 18
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 19
三、混凝土结构的应用
•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
未来的方向：计算机的应用与发展，结构非 线性分析、结构整体空间作用分析方法的完 善与应用
精品课件 12
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——如何评价一个既有结构（20世纪80年代中期发展
起来）•安全性评定
* 1884年，德国人Wayss, Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在 构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构 逐渐得到了推广应用。
精品课件 8
二、混凝土结构的发展
2. 材料方面的发展
P
P
•强度不断提高 美国60年代混凝土抗压强度平均值：28N/mm2，70年代 ：42N/mm2，有
混凝土结构基本原理
第一章 绪 论
同济大学土木工程学院 顾祥林 gxl@tongji.edu.cn
一、混凝土结构的概念和特点
1. 一般概念
P
P
P
P
素混凝土梁承载 力小，破坏突然
钢筋混凝土梁承 载力大，变形性 能好，破坏有预 告
精品课件 2
一、混凝土结构的概念和特点
1. 一般概念
P
P
钢筋（加筋） + 混凝土
二、混凝土结构的发展
3. 结构方面的发展
•预应力混凝土结构的应用 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
•结构体系的丰富 不同用途、不同结构功能具有相应的
结构体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 FRP混凝土及预应力混凝土结构等
精品课件
P
P
P
P
10
二、混凝土结构的发展
P
P
优点：
缺点：
耐久性好
自重大
耐火性好
易开裂
整体性好
耗模板
可模性好 就地取材
影响
施工受季节性
节约钢材
隔热隔声性能
差
穿透
阻止射线的
随着科学技术的不断发展，正逐 渐被克服
精品课件
7
二、混凝土结构的发展
1. 钢筋混凝土结构的诞生
P
P
* 1824年，英国人J. Aspdin 发明了波特兰水泥，有了混凝土；
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 20
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 21
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
国外高层建筑中大多数也是混凝土结构或为混凝土和钢的组 合结构
* 1849年，法国人Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做 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了花盆并申请了专利， 后由申请了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利----尽管他不懂钢筋混凝土 结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土 结构的发明者；
特殊需要时： 40N/mm2~100 N/mm2，试验室中： 266 N/mm2
•轻质混凝土的应用 容重一般为：14kN/m3~18kN/m3(普通混凝土为24kN/m3)，加气
混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等
•无砂混凝土 只有粗骨料，无细骨料
•FRP筋的应用 用FRP筋代替钢筋
精品课件 9
•使用性评定
•耐久性评定
•损伤分析
•寿命预测 •灾害评估等
精品课件 13
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——既有结构的维护、改造与加固（20世纪 80年代中期
发展起来）
•基于既有结构性能评定理论的结构修复技术
•基于既有结构性能评定理论的结构改造技术
•基于既有结构性能评定理论的加固技术
精品课件 14
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——计算机仿真技术的应用
精品课件 15
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——结构试验技术的完善
精品课件 16
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——结构试验技术的完善
精品课件 17
三、混凝土结构的应用
精品课件 22
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
公共建筑绝大多数是混凝土结 构或为混凝土和钢的组合结构
精品课件 23
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
公共建筑绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结 构
精品课件 24
三、混凝土结构的应用
2. 交Fra Baidu bibliotek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、杨浦大桥的塔架，1995 年建成的地铁一号线、延安 东路隧道、英吉利海峡隧道 等。
设计方法
半经验半概率 法
允许应 力设计 法
破坏阶 段设计 法
极限状 态设计 法
材料力学的方法
按经验法确定安 全系数
生命全过程设 计法（兼顾安 全性、使用性 和耐久性）
近似概率法 全概率法
精品课件 11
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——如何设计一个新结构
钢筋混凝土结构（构件）
拉压性能均好
抗压性能好
利用混凝土抗压，钢筋 受拉（亦可受压）—— 各尽其能，相得益彰
精品课件 3
一、混凝土结构的概念和特点
2. 钢筋和混凝土之间共同工作的原因
P
P
* 混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在 一起，可共同受力，共同变形
* 两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力 破坏两者的粘结力，混凝土：1.0×10-5~1.5 ×10-5，钢筋： 1.2 ×10-5
* 混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化
精品课件 4
一、混凝土结构的概念和特点
3. 预应力混凝土结构的一般概念
预应力钢筋 P
P
P
P
精品课件 5
一、混凝土结构的概念和特点
4. 混凝土结构的组成
楼板
墙 地下室底板 梁
楼梯 柱
梁
墙下基础
柱下基础
精品课件 6
一、混凝土结构的概念和特点
5. 混凝土结构的优缺点
1. 建筑工程
我国超过100m高的高层建筑中 绝大多数是混凝土结构或为混 凝土和钢的组合结构
组合桁架 组合楼板
混凝土组合柱
钢柱
组合梁 钢筋混凝土筒体 精品课件 18
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 19
三、混凝土结构的应用
•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
未来的方向：计算机的应用与发展，结构非 线性分析、结构整体空间作用分析方法的完 善与应用
精品课件 12
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——如何评价一个既有结构（20世纪80年代中期发展
起来）•安全性评定
* 1884年，德国人Wayss, Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在 构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构 逐渐得到了推广应用。
精品课件 8
二、混凝土结构的发展
2. 材料方面的发展
P
P
•强度不断提高 美国60年代混凝土抗压强度平均值：28N/mm2，70年代 ：42N/mm2，有
混凝土结构基本原理
第一章 绪 论
同济大学土木工程学院 顾祥林 gxl@tongji.edu.cn
一、混凝土结构的概念和特点
1. 一般概念
P
P
P
P
素混凝土梁承载 力小，破坏突然
钢筋混凝土梁承 载力大，变形性 能好，破坏有预 告
精品课件 2
一、混凝土结构的概念和特点
1. 一般概念
P
P
钢筋（加筋） + 混凝土
二、混凝土结构的发展
3. 结构方面的发展
•预应力混凝土结构的应用 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
•结构体系的丰富 不同用途、不同结构功能具有相应的
结构体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 FRP混凝土及预应力混凝土结构等
精品课件
P
P
P
P
10
二、混凝土结构的发展
P
P
优点：
缺点：
耐久性好
自重大
耐火性好
易开裂
整体性好
耗模板
可模性好 就地取材
影响
施工受季节性
节约钢材
隔热隔声性能
差
穿透
阻止射线的
随着科学技术的不断发展，正逐 渐被克服
精品课件
7
二、混凝土结构的发展
1. 钢筋混凝土结构的诞生
P
P
* 1824年，英国人J. Aspdin 发明了波特兰水泥，有了混凝土；
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 20
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
我国超过100m高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
精品课件 21
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
国外高层建筑中大多数也是混凝土结构或为混凝土和钢的组 合结构
* 1849年，法国人Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做 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了花盆并申请了专利， 后由申请了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利----尽管他不懂钢筋混凝土 结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土 结构的发明者；
特殊需要时： 40N/mm2~100 N/mm2，试验室中： 266 N/mm2
•轻质混凝土的应用 容重一般为：14kN/m3~18kN/m3(普通混凝土为24kN/m3)，加气
混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等
•无砂混凝土 只有粗骨料，无细骨料
•FRP筋的应用 用FRP筋代替钢筋
精品课件 9
•使用性评定
•耐久性评定
•损伤分析
•寿命预测 •灾害评估等
精品课件 13
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——既有结构的维护、改造与加固（20世纪 80年代中期
发展起来）
•基于既有结构性能评定理论的结构修复技术
•基于既有结构性能评定理论的结构改造技术
•基于既有结构性能评定理论的加固技术
精品课件 14
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——计算机仿真技术的应用
精品课件 15
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——结构试验技术的完善
精品课件 16
二、混凝土结构的发展
4. 理论研究方面的发展
结构基本理论——结构试验技术的完善
精品课件 17
三、混凝土结构的应用
精品课件 22
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
公共建筑绝大多数是混凝土结 构或为混凝土和钢的组合结构
精品课件 23
三、混凝土结构的应用
1. 建筑工程
公共建筑绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结 构
精品课件 24
三、混凝土结构的应用
2. 交Fra Baidu bibliotek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、杨浦大桥的塔架，1995 年建成的地铁一号线、延安 东路隧道、英吉利海峡隧道 等。