一级结构工程师混凝土教学ppt第一章绪论
工程结构-第一章绪论
单层建筑结构
按建筑体型和高度
多层建筑结构 高层建筑结构
大跨建筑结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
按主要结构形式
墙体结构(剪力墙、抗震墙) 框架结构 筒体结构 排架结构 拱结构 网架结构 空间薄壁结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
屋架
天窗架
天窗架垂直支撑
屋面板
抗风柱
屋架下 弦水平 支撑
屋架端 部垂直 支撑
结构设计基准期：
结构设计所采用的荷载统计参数及材料性能取值均与时间有关， 都需要选定一个时间参数，它就是结构设计基准期。我国采用的设计 基准期为50年。
结构设计使用年限：
设计使用年限，是指结构在正常 设计、使用和维护下不需进行大修即 可按其预定目的使用的时期。
四、结构设计方法
2.结构安全等级
我国规范根据建筑结构破坏后果的影响程度，分为三个安全等级。
混凝土结构 砌体结构 混合结构(砌体、混凝土)
钢结构 木结构 组合结构(混凝土、钢)
一、引言
3. 工程结构的种类
按用途
建筑结构 桥梁工程结构 水利工程结构 港口工程结构 地下工程结构
海洋与海岸工程结构
特种工程结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
按用途
工业厂房结构 民用建筑结构
一、引言
4. 建筑结构的种类
四、结构设计方法简述
6. 荷载
风荷载标准值
离地高度（m）
梯度风 100
89
77
梯度风 100
90
梯度风 100
61
城市
76 59 49
乡村
91 79 70
海洋
四、结构设计方法简述
结构力学(全套课件131P) ppt课件
的两根链杆的杆轴可以平行、交叉，或延长线交于
一点。
当两个刚片是由有交汇点的虚铰相连时，两个刚
片绕该交点（瞬时中心，简称瞬心）作相对转动。
从微小运动角度考虑，虚铰的作用相当于在瞬时
中心的一个实铰的作用。
19
20
规则二 （三刚片规则）： 三个刚片用不全在一条直线上的三个单铰（可以
是虚铰）两两相连，组成无多余约束的几何不变体 系。
两个平行链杆构成沿平行方向上的无穷远虚铰。
三个刚片由三个单铰两两相连，若三个铰都有交 点，容易由三个铰的位置得出体系几何组成的结论 。当三个单铰中有或者全部为无穷远虚铰时，可由 分析得出以下依据和结论：
１、当有一个无穷远虚铰时，若另两个铰心的连 线与该无穷远虚铰方向不平行，体系几何不变；若 平行，体系瞬变。
３、通过依次从外部拆除二元体或从内部（基础、 基本三角形）加二元体的方法，简化体系后再作分 析。
41
第一部分 静定结构内力计算
静定结构的特性： １、几何组成特性 ２、静力特性 静定结构的内力计算依据静力平衡原理。
第三章 静定梁和静定刚架
§3-1 单 跨 静 定 梁
单跨静定梁的类型：简支梁、伸臂梁、悬臂梁 一、截面法求某一指定截面的内力
15
１、单约束（见图２-2-2） 连接两个物体（刚片或点）的约束叫单约束。
１）单链杆（链杆）（上图） 一根单链杆或一个可动铰（一根支座链杆）具
有１个约束。 ２）单铰（下图）
一个单铰或一个固定铰支座（两个支座链杆） 具有两个约束。 ３）单刚结点
一个单刚结点或一个固定支座具有３个约束。
16
２、复约束 连接３个（含３个）以上物体的约束叫复约束。
三、对体系作几何组成分析的一般途径
《混凝土结构设计原理》第一章课堂笔记
《混凝土结构设计原理》第一章绪论课堂笔记◆主要知识点本章讲述混凝土结构的一般概念。
这些概念能启发以后的学习,而学过以后各章内容再重新学习本章内容的话，将会对这些概念有进一步的认识.◆主要内容混凝土和钢筋的基本材料特性混凝土结构的概念钢筋与混凝土共同工作的条件钢筋混凝土结构的优、缺点混凝土结构的发展与运用简况◆学习要求了解混凝土和钢筋的基本材料特性和配筋的主要作用及基本要求；认识钢筋与混凝土共同工作的条件；了解钢筋混凝土结构的主要优、缺点；了解本课程的性质和学习中需注意的问题。
◆本章的重点:配筋的主要作用及对配筋的基本要求。
钢筋与混凝土共同工作的条件。
学习本课程需注意的问题。
◆本章的难点：配筋的主要作用及对配筋的基本要求一、混凝土结构的一般概念（一）混凝土结构的分类主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等,作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构，主要有：素混凝土结构钢管混凝土结构钢筋混凝土结构钢骨混凝土结构预应力混凝土结构钢-混凝土结构钢筋混凝土结构（二）钢筋混凝土的概念1。
混凝土的基本特性混凝土是一种人工石材，简称“砼”，其抗压强度较高,而抗拉强度却很低,一般只有抗压强度的1/8～1/20,因此不宜用来受拉，而主要用来承受压力。
2。
钢筋混凝土的概念钢筋混凝土=混凝土+钢筋钢筋和混凝土是性能完全不同的材料，将它们按一定的方式和比例有机地结合在一起，可取长补短，充分利用其材料性能优点,使构件性能得到大大改善.下面通过素混凝土梁和钢筋混凝土梁的受力过程对比，说明这一概念。
3。
素混凝土梁的受力特点(1)跨中受拉边缘混凝土应力达到抗拉强度时，梁底将开裂,梁随即破坏，表现为脆性断裂，明显预兆.（2）破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到砼的抗压强度,混凝土抗强度高的特点未得到充分利用。
（3)钢筋混凝土梁受力性能的主要特点当梁底砼应力达到f tk时,梁受拉区将开裂。
砼开裂后拉力由钢筋承担，可继续增加荷载.钢筋屈服后，钢筋拉力不再继续增加，最后受压区混凝土压碎而达到极限承载力。
第一章 绪论
项目投产后进行 的总结性评价
建设程序示意图
项 目 建 议 书 可 行 性 研 究 初 步 设 技 术 设 计 施 工 图 设 计 建 设 准 组 织 施 竣交 工付 验使
பைடு நூலகம்
计
备
工
收用
投 资 估
设 计 概
修 正
概
算
算
算
施 工 图 预 算
施 工 预
工 程 结
竣 工 决
算
算
算
基本建设程序与概预算对应 关系
1.1.3建设项目的分类
• （三）按在国民经济中的用途划分
1.生产性建设项目。 1）工业建设。 2）农业建设。 3）基础设施。 4) 商业建设
1.1.3建设项目的分类
2.非生产性建设项目。非生产性建设项目是指满
足人民物质文化生活需求的建设项目。主 要包括以下几个方面：
1）办公用房。
2）居住建筑。
• • • • • • • • • •
• • • •
施工单位需要搞定 1、 施工企业资质证书、营业执照及注册号； 2、 国家企业等级证书、信用等级证书； 3、 施工企业安全资格审查认可证； 4、 企业法人代码书； 5、 质量体系认证书； 6、 施工单位的试验室资质证书； 7、 工程预标书、工程中标价明细表； 8、 工程项目经理、主任工程师及管理人员资格证书、上 岗证。（上述资料均为复印件） 9、 建设工程特殊工种人员上岗证审查表及上岗证复印件。 （安全员、电工须持建设行业与劳动部门双证） 10、 建设单位提供的水准点和坐标点复核记录； 11、 施工组织设计报审与审批，施工组织设计方案； 12、 施工现场质量管理检查记录； 13、 建设工程开工报告。
(五)按建设项目资金来源和渠道划分
第一章 绪论--混凝土结构基本原理课件(同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林)
只有粗骨料，无细骨料 只有粗骨料，
•FRP筋的应用
用FRP筋代替钢筋
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
P
P
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝 在混凝土的受拉区施加预应力， 土结构的抗裂度，减轻构件的自重 土结构的抗裂度，
P
P
•结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构 不同用途、 体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 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
1.目的 是土木工程专业的一门主要专业基础课
•混凝土结构构件的受力性能和力学分析方法
•混凝土结构构件的设计方法
•现有混凝土结构构件的性能评估
四、本课程的目的和学习方法
2.学习方法
•注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同 注意本课程与相关课程尤其是“材料力学” 结构力学”
点，正确运用已有的力学知识解决实际问题
•混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论 混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，
体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。 体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。 学习和应用时要注意思维方式的转变
•结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，才能保证安 结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，
全可靠
•注意理论联系实际，积累一定的感性认识，对学习本课程十分有益 注意理论联系实际，积累一定的感性认识，
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
混凝土结构设计原理 第1章绪论
第1章 绪 论教学提示：本章主要讲述了混凝土结构的一般概念，重点阐述了性质不同的两种材料(钢筋和混凝土)能够结合在一起共同工作的可能性和有效性以及混凝土结构的特点；简要地介绍了钢筋混凝土结构在工程中的应用、发展前景及《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)，并对混凝土结构课程的特点及学习方法提出了建议。
教学要求：要求学生在了解混凝土结构一般概念的基础上，深刻理解和掌握钢筋和混凝土共同工作的条件，充分认识钢筋与混凝土的优缺点，了解钢筋混凝土结构在土木工程中的应用及发展前景，做好学习本课程的准备。
1.1 混凝土结构的一般概念混凝土，一般是指由胶凝材料(水泥)，粗、细骨料(石子、砂粒)，水及其他材料，按适当比例配制，拌和并硬化而成的具有所需形体、强度和耐久性的人造石材。
也被形象地称为“砼”。
混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
素混凝土结构是由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构，常用于路面(如图1.1所示)和一些非承重结构。
钢筋混凝土结构是由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构(如图1.2所示)。
预应力混凝土结构是充分利用高强度材料来改善钢筋混凝土结构的抗裂性能的结构。
是由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预应力的混凝土结构(如图1.3所示)。
图1.1 素混凝土路面图1.2 钢筋混凝土梁图1.3 预应力混凝土板钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构常用作土木工程中的主要承重结构。
在多数情况下混凝土结构是指钢筋混凝土结构。
钢筋和混凝土都是土木工程中重要的建筑材料，钢筋的抗拉和抗压强度都很高，但混混凝土结构设计原理·2· ·2·凝土的抗压强度较高而抗拉强度却很低。
为了充分发挥这两种材料性能的优势，把钢筋和混凝土按照合理的组合方式有机地结合在一起共同工作，使钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力，以满足工程结构的使用要求。
1-绪论
第一章 绪论
2、素混凝土梁的受力性能
Pu ≈ Pcr
fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2
Pcr = 9.7kN
300 150
sc= ft
sc= ft
ft
2500
ft
破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到 混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。
路TB10002.3-）。
（3）本课程学习的重点：本课程以基本理论为主，并
结合主要用于 建筑结构的《混凝土结构设计规范GB50010-2002》 道桥结构的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设
计规范》（JTG D62—2004）学习。
第一章 绪论
4、设计工作是一项创造性工作
一方面设计应遵循规范，
（2）简化（基本假定）；
（3）建立计算公式和公式条件； 链接下一章
（4）设计计算（截面复核和截面设计）；
（5）构造措施。
配置钢筋后：
▲ RC梁的承载力（52.5kN)比素混凝土梁（9.7kN)大大提高，
▲钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用， ▲破坏过程有明显预兆。
第一章 绪论
二、钢筋与混凝土共同工作的条件
（1）钢筋和混凝土之间存在良好的粘结力； 保证在荷载作用下两种材料协调变形，共同受力； （2）钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数
1.2 混凝土结构的发展简况及其应用
第一章 绪论
元江大桥
1.2 混凝土结构的发展简况及其应用
第一章 绪论
1.3 课程的主要内容、特点与学习方法 一、课程的主要内容
受拉构件
受弯构件 受压构件 受扭构件
第一章 装配式混凝土结构工程施工绪论
在“十二五”期间，我国将在今后5年内新建3600万套保障性 住房。2013年完成630万套。今年7月份，国务院出台了《关 于加强棚户区改造工作的指导意见》 ，提出在今后五年内改 造棚户区1000万户，其中2013年改造304万户。 目前，北京、上海、沈阳、合肥等城市均提出要求，保障性住 房建设必须采用工业化方式建造，并出台相关政策和指导意见 。
31
二、我国建筑产业现代化发展规划
国家要求各省（区、市）和重点城市住房城乡建设主管部门要 抓紧编制完成装配式建筑发展规划，明确发展目标和主要任务 ，细化阶段性工作安排，提出保障措施。重点做好装配式建筑 产业发展规划，合理布局产业基地，实现市场供需基本平衡。 具体任务有： 1.健全标准体系 2.完善技术体系 3.提高设计能力 4.增强产业配套能力 5.推行工程总承包 6.推进建筑全装修 7.促进绿色发展 8.提高工程质量安全
18
第二节 国内外装配式建筑发展概况
二、国内发展概况
19
第二节 国内外装配式建筑发展概况
国内形势分析
（1）党中央、国务院高度重视，为建筑产业化发 展提出了要求。
党的十八大报告明确提出，“要坚持走中国特色新型工 业化、信息化、城镇化、农业现代化道路，推动信息化 与工业化深度融合”。 2013年年初，国务院办公厅转发了国家发展改革委和住 房城乡建设部《绿色建筑行动方案》国办发〔2013〕1 号文件，将推动建筑产业化作为一项重要内容。
发展装配式建筑的现实意义
每建筑平米资源消耗对比 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 废钢筋 废木材 废砖块 水耗 电耗 传统项目 产业化项目
发展装配式建筑的现实意义
0331.[混凝土结构]-混凝土结构设计原理1257
![0331.[混凝土结构]-混凝土结构设计原理1257](https://img.taocdn.com/s3/m/2aff2b3c5fbfc77da369b108.png)
[混凝土结构] 混凝土结构设计原理1257第一章绪论一、名词解释1.混凝土结构的耐久性2.结构分析二、简答题1.与其他结构类型相比，混凝土结构的优点有哪些？其主要形式有哪些？各种主要形式的结构主要由哪几个部分组成？2.试简述混凝土结构的设计流程。
3.试简述混凝土结构方案确定的一般要求。
4.试简述混凝土结构分析的基本原则。
5.试简述混凝土结构计算简图的确定方法。
6.试比较混凝土结构分析的五种方法，并说明其优缺点。
7.试简述混凝土结构耐久性设计的基本要求和防连续倒塌设计的原则。
第二章梁板结构一、选择题1.现浇单向板肋梁楼盖中, 次梁按连续梁计算,不按交叉梁计算,仅在下列情况下才成立(A)主梁线刚度比次梁大得多(B)主梁线刚度比次梁小得多(C)两者的线刚度大致接近(D)与主梁的刚度无关2. 计算现浇单向板肋梁楼盖时, 对板和次梁可采用折算荷载来计算, 这是考虑到(A)在板的长跨方向也能传递一部分荷载(B)塑性内力重分布的有利影响(C)支座的弹性约束(D)出现活载最不利布置的可能性较小3. 整浇楼盖的次梁搁于钢梁上时(A)板和次梁均可用折算荷载(B)仅板可用折算荷载(C)板和次梁均不可用折算荷载(D)仅次梁可用折算荷载4. 整浇肋梁楼盖中的单向板, 中间区格内的弯矩可折减２０％, 主要是因考虑(A)板的拱作用(B)板上荷载实际上也向长跨方向传递一部分(C)板上活载满布的可能性较小(D)板的安全度较高可进行挖潜5. 五等跨连续梁第三跨跨中出现最大弯矩的活载布置为(A)１, ２, ５(B)１, ２, ４(C)１,３, ５(D)２, ４6. 五等跨连续梁边支座出现最大剪力时的活载布置为(A)１, ３, ５(B)１, ３, ４(C)２, ３, ５(D)１, ２, ４7. ＲＣ超静定结构中存在内力重分布是因为(A)混凝土的拉压性能不同(B)结构由钢筋、混凝土两种材料组成(C)各截面刚度不断变化, 塑性铰的形成(D)受拉混凝土不断退出工作8. 下列情况将出现不完全的塑性内力重分布(A)出现较多的铰, 形成机构(B)截面＝0.35(C)截面 b (D)斜截面有足够的受剪承载力9. 弯矩调幅值必须加以限制, 主要是考虑到(A)力的平衡(B)施工方便(C)使用要求(D)经济10. 连续梁采用弯矩调幅法时, 要求≤0.35, 以保证(A)正常使用(B)足够的承载力(C)塑性铰的转动能力(D)发生适筋破坏11. 连续梁采用弯矩调幅法后, 要求Mmin M0/3,M0为按简支梁计算的跨中弯矩，目的是(A)使用阶段不出现塑性铰(B)防止承载力降低过多(C)保证塑性铰转动能力(D)保证受弯承载力大于受剪承载力12. 次梁与主梁相交处, 在主梁上设附加箍筋或吊筋,这是为了(A)补足因次梁通过而少放的箍筋(B)考虑间接加载于主梁腹部将引起斜裂缝(C)弥补主梁受剪承载力不足(D)弥补次梁受剪承载力不足13. 整浇肋梁楼盖板嵌入墙内时, 垂直于墙设板面附加筋(A)承担未计及的负弯矩, 减小跨中弯距(B)承担未计及的负弯矩,并减小裂缝宽度(C)承担板上局部荷载(D)加强板与墙的连结14.简支梁式楼梯,梁内将产生(A)弯矩和剪力(B)弯矩和轴力(C)弯矩.剪力和扭矩(D) 弯矩.剪力和轴力15. 板内分布钢筋不仅可使主筋定位, 分布局部荷载, 还可(A)承担负弯矩(B)承受收缩及温度应力(C)减小裂缝宽度(D)增加主筋与混凝土的粘结16. 矩形简支双向板,板角在主弯矩作用下(A)板面和板底均产生环状裂缝(B)均产生对角裂缝(C)板面产生对角裂缝;板底产生环状裂缝(D)与C相反17. 按弹性理论, 矩形简支双向板(A)角部支承反力最大(B)长跨向最大弯矩位于中点(C)角部扭矩最小(D)短跨向最大弯矩位于中点18. 当多跨单向板、多跨双向板采用分离式配筋时，跨中正弯矩钢筋宜伸入支座；(A) 全部(B) 部分(C)仅角部钢筋(D)由计算确定19. 用塑性铰线法计算仅四周支承不同的简支板和固定板时, 两种板的(A)外功不相等, 内功相等(B)外功不相等, 内功不相等(C)外功相等, 内功相等(D) 外功相等, 内功不相等20.楼梯为斜置构件,主要承受活荷载和恒载(A)活载和恒载均沿水平分布(B)均沿斜向分布(C)活载沿斜向分布;恒载沿水平分布(D)与C相反21. 连续单向板的厚度一般不应小于（ｌo为板的计算跨度）(A)l0／35 (B) l0／40(C) l0／45 (D) l0／5022. 砖混结构的雨蓬梁需进行抗倾覆验算,墙体重量构成抗倾覆力矩,其荷载分项系数取(A)1.0 (B)1.2 (C)1.4 (D)0.923. 连续单向板内跨的计算跨度(A)无论弹性计算方法还是塑性计算方法均采用净跨(B)均采用支承中心间的距离(C)弹性计算方法采用净跨(D)塑性计算方法采用净跨24. 现浇肋梁楼盖的主次梁抗弯计算时,支座按＿＿＿＿截面、跨中按＿＿＿＿截面计算。
1.1建筑结构课件
高层建筑结构的发展
目前世界10幢最高的高层建筑（2008）
序号 1 2 3 4 5 建筑物
101大厦 双塔大厦 西尔斯大厦 金茂大厦 世贸中心北楼
城市
台北 吉隆坡 芝加哥 上海 纽约
建成年份
层数 101 88 110 88 110
高度 （m）
材料
钢－混凝土 钢－混凝土 钢 钢－混凝土 钢
2004 1997 1974 1998 1972
建筑就像人的容貌、体型、气质； 结构就像人的骨骼、耐力、寿命。
第1章 绪论 1.1 工程结构的基本概念
空间的组织者 建筑中的结构
形状的表现者 荷载的支承者
材料的利用者
“建筑就是结构、结构就是建筑！”
建筑结构作为支撑者的预定功能
• 1、结构能够承受正常使用和施工时，荷 载并有足够的可靠度； • 2、不出现过大的挠度和裂缝 • 3、足够的耐久性 • 4、偶然荷载下不倒塌 • 1和4是安全性，2是适用性，3是持久性
世贸大厦Biblioteka • 1976年建成 ，由两座110 层（另有6层地下室）高 411.5米的塔式摩天楼和4 幢办公楼及一座旅馆组成 。 • 曾是纽约市最高的建筑物， 也曾是全美第二高建筑。 曾为世界上最高的双塔， 纽约市的标志性建筑，也 曾是世界上最高的建筑物 之一。 • 钢结构——钢框架套筒体 系
帝国大厦
主要缺点： 易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用较高； 钢结构的耐火性差，当温度达到250℃时，钢结 构的材质将会发生较大变化；当温度达到600℃ 时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。
4.钢-混凝土组合结构
（1）概念
指结构构件用型钢和混凝土制作，或用型
钢、钢筋和混凝土制作的结构。有组合梁板结
结构设计原理ppt课件
乌巢河桥位于湖南省凤凰县沱江源头的乌巢河峡谷的县道上。乌
巢河大桥全长241m，该桥因地制宜，就地取材，综合应用和发展 了中国近20多年来建设石拱桥的经验，建成桥宽8m、主跨为120m 的双肋石拱桥。主拱圈由两条分离式矩形石肋和8条钢筋混凝土横 系梁组成。拱轴线为m=1.543悬链线，拱矢度1/5，拱肋为等高变宽 度。采用20MPa的小石子混凝土砌100kPa的块石；肋宽2.5m，高 1.6m。该桥结构轻盈，造型美观，是目前世界上最大跨径石拱桥记 录的保持者，于1990年建成通车。
钢-混凝土组合板
钢-混凝土组合梁
总论
钢-混凝土组合（混合）结构（Steel Concrete Composite （Hybrid）Structures）
返回
总论
纤维混凝土（Fiber Concrete ）
总论
总论
返回
总论
0.1 各种工程结构的特点及使用范围
1.混凝土结构（Concrete Structures）
总论
1.1 基本概念
南京长江第三大桥主桥为钢塔钢箱梁双索面五跨连续斜拉桥。索 塔为“人”字形塔，塔柱外侧圆曲线部分半径720m，高215m，设 4道横梁。其中下塔柱及下横梁为钢筋混凝土结构，为C50混凝土。 其他部分为钢结构，采用Q370qD钢 。
总论
钢管混凝土 （Concrete Filled Steel Tube）
参考书目： 《钢管混凝土结构：理论与实践》第2版， 韩林海著，科学出版社，2007 《钢管混凝土结构的计算与应用》，蔡 绍怀编著，中国建筑工业出版社，1989
1 绪论
在复杂应力区域配置钢筋 P P P P
a
b
x
c
M
d
x
Pl 3
x
P xy + a
V
c _
d P
b
x
xy
bc段称为纯弯段，ab、cd 段称为弯剪段 1 3
当构件所受压力很大时，可直接配置钢骨混凝土
钢骨混凝土 Steel Reinforced Concrete (SRC)
可利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直 接采用钢管来约束混凝土
序 号 1 2 3 4 工程名称 远吉大厦 贵和大厦 皇朝万鑫大厦 宏发国际名城 建筑面积 (万m2) 2.4 2.1 20 10.5 应用部位 (层 ) -2～+5 1～3 -2～+8 -2～+12 施工年月 2003.4 2004.3 2005.4 2005.9 强度平均值 (MPa) 116.3 114.5 119.1 116.9
C20
将混凝土和钢筋这两种材料有机地结合在一起， 可以取长补短，充分发挥各自的材料性能。 钢筋混凝土结构的一个重要的概念 ——结构或构件的破坏类型。
钢筋混凝土结构的一个重要的概念 ——结构或构件的破坏类型。
钢筋混凝土结构的一个重要的概念 ——结构或构件的破坏类型。
除在构件的受拉区配置钢筋外，在构件的受压区也可配置 钢筋，来协助混凝土承受压力
核心混凝土三向受压 钢管混凝土 Concrete filled Steel Tube
本课程主要研究钢筋混凝土基本构件和基本原理，不同的 结构和构件中，钢筋位置和形式并不相同，可见钢筋和混 凝土不是随意结合的，而应根据构件的受力特点布置钢筋。
钢筋和混凝土共同工作的基础： 1. 两者之间有良好的粘结力，可以保证两者协同工作 2. 温度线膨胀系数相近，因此当温度变化时两者之间不会产 生过大的变形差 （钢材为1.2×10-5，混凝土为1.0~1.5×10-5 ）
结构力学第1章绪论
② 板壳结构— 形状是平面或曲面的结构（厚度比 长度和宽度小得多）。如：楼板、地下连续墙、 壳体屋盖。
杆件结构－桁架 —南京长江大桥
板壳结构
③ 实体结构——长、宽、厚三个方向尺寸相当。 如： 大坝、挡土墙。
三峡工程
度验算。 • 讨论结构的稳定性以及在动力荷载作用下的响应。
3） 结构力学的研究方法
理论分析、实验研究和数值计算三方面。 要考 虑下列三方面的条件：
（1）力系的平衡条件及运动条件; （2）变形的几何连续条件; （3）应力与变形间的物理条件（本构方程）。
4、课程教学中的能力培养
1. 分析能力
• 选择结构计算简图的能力 • 力系平衡分析和变形几何分析的能力 • 选择计算方法的能力
④ 薄膜结构——将薄膜材料通过一定方式使其内部产 生拉应力，以形成某种空间结构形状作为覆盖结构， 并能承受一定外荷载的空间结构形式。 其可分为张拉式薄膜结构(也称帐篷结构)又称预应 力薄膜结构、充气式薄膜结构。
某移动式医院
3、结构力学的研究对象及任务
1) 结构力学的研究对象
结构力学与理力、材力、弹力的任务基本相 同，但研究对象和侧重点有所区别：
2) 拱： 轴线为曲线，其力学特点是在竖向荷载作用下
能产生水平推力。
3) 桁架：由多根直杆组成，且所有结点都是铰结点；
其受力特点是各杆只受轴力。
4) 刚架：也由直杆组成，但结点中含有刚结点；各
杆均有可能产生弯矩、剪力和轴力，但主要以受 弯为主。
5) 组合结构：由多根杆件组成， 其中含有组合结
点;各杆中有的杆件可产生弯矩、剪力和轴力，有 的则只产生轴力。
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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
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
三、混凝土结构的应用
1.房屋工程
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
第一章 绪论
绍兴文理学院土木工程学科 梁超锋
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
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
钢筋混凝土结构（构件）
Reinforced concrete structure
缺点： 自重大 易开裂 耗模板 施工受季节性影响 隔热隔声性能差
随着科学技术的不断发展，正逐渐被克服
二、混凝土结构的发展
1.钢筋混凝土结构的诞生
* 1824年，英国人J. Aspdin 发明了波特兰水泥，有了混凝土；
* 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；
P
P
二、混凝土结构的发展
4.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
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
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
•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，结构整体 空间作用分析方法的完善与应用
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----旧结构的维护、改造与加固（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
五、本课程的目的和学习方法
1.目的 土木工程专业的一门重要专业基础课, 学位课。
•混凝土结构构件的受力性能和力学分析方法
•混凝土结构构件的设计方法 •现有混凝土结构构件的性能评估
五、本课程的目的和学习方法
2.学习方法
•注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同 点，正确运用已有的力学知识解决实际问题
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
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
一、混凝土结构的概念和特点
5.混凝土结构的优缺点
P
P
优点： 耐久性好 耐火性好 整体性好 可模性好 就地取材 节约钢材 阻止射线的穿透
• 正常使用极限状态 过大变形
过宽裂缝 局部损坏或振动等
四、结构的功能和极限状态简述
3.荷载和材料强度
正
• 荷载标准值和荷载设计值
常
承 载 能 力 极 限 状
设计值
GGGk 标准值
QQQk
分项系数
• 材料强度标准值和设计值
标准值
fc fck/c
使 用 极 限 状 态 验 算
态 验
设计值
fy fyk/s
* 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， 后又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；
* 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。
•混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论 体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。 学习和应用时要注意思维方式的转变
•结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，才能保证安 全可靠
•注意理论联系实际，积累一定的感性认识，对学习本课程十分有益
五、本课程的考核方式
钢柱 组合梁
钢筋混凝土筒体
上混凝土结构的应用
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、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
闭卷考试80% 平时作业12%(ABCDE五级制) 平时表现8%(考勤+课堂表现)
四、结构的功能和极限状态简述
1.结构功能
• 安全性 • 适用性 • 耐久性
统称为结构的可靠性
四、结构的功能和极限状态简述
2.结构的极限状态
结构或一部分超过某一 特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求称 为该功能的极限状态
✓ 材料强度破坏
• 承载能力极限状态 ✓ 疲劳破坏
✓过大塑性变形 ✓失稳等
分项系数
算
五、本课程的目的和学习方法
1.目的 土木工程专业的一门重要专业基础课, 学位课。
•现有结构材料：钢筋混凝土、钢材、砌体 • 建筑工程、交通工程、地下工程共同的专业基础课 •先修课程：土木工程材料、材料力学、结构力学、高等数学等 •后继课程：混凝土结构、高层建筑结构设计、建筑抗震设计 基础工程、桥梁工程、地下建筑结构、毕业设计等等
三、混凝土结构的应用
3.水利工程
大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构
瑞士大狄克桑期坝，1962年，高285m，世界最高的混 凝土重力坝
我国湖北宜昌的三峡大坝，高186m，装机容量1786千 瓦
三、混凝土结构的应用
4.特种工程
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
二、混凝土结构的发展
2.材料方面的发展
•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 •聚合物混凝土
•FRP筋的应用或钢纤维混凝土 用FRP筋代替钢筋
•特殊性能混凝土和智能混凝土的发展
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
P
P
•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