混凝土下讲义-01 结构设计概论

地下混凝土结构设计主讲教师：陈之毅，袁勇，陆浩亮

联系邮箱：zhiyichen@

答疑地点：岩土楼

714

办公电话：65983505

公共邮箱：TJUConcrete@

密码：TJUConcrete2011

教材：

《混凝土结构设计》，同济大学，周克荣等，2001年3月第1版

参考教材

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，天津大学，同济大学合编，2005年1月第三版

2.钢筋混凝土结构，宋玉普，王清湘编著，机械工业出版社，2003

3.混凝土结构设计原理（2版），沈蒲生主编，高等教育出版社，2005 4

4.混凝土结构（上册），叶列平编著，清华大学出版社，2005

（地下）（钢筋）混凝土结构(Underground) (Reinforced)Concrete Structure 简称RC Structure

第一章混凝土建筑结构设计概论

第一节引言

第节

混凝土结构的般概念

1.1 混凝土结构的一般概念

定义与分类

以混凝土为主，并根据需要配置普通钢筋、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。

钢骨混凝土结构

I.素混凝土结构

钢管混凝土结构II.钢筋混凝土结构

钢-混凝土混合结构III.预应力混凝土结构

素混凝土结构（Plain Concrete)

Pl i C t

素混凝土

素混凝土基础

钢骨混凝土结构

钢管混凝土结构混凝混凝

型钢

土土钢管

钢-混凝土混合结构

1.2 钢筋与混凝土二者共同工作的条件¾混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力；

者的温度线膨胀系数十分接近钢5¾二者的温度线膨胀系数十分接近，钢：1.2×10-5

，混凝土：1.0×10-5～1.5×10-5。

1.3 钢筋混凝土结构的优缺点

耐久性好混凝土包裹钢筋不易锈蚀耐久性好：混凝土包裹钢筋，不易锈蚀；

整体性好：有利于抗震、抵抗冲击和爆炸冲击波。优

耐火性好混凝土包裹钢筋延缓升温可模性好：根据需要，浇筑成各种形状；

点取材容易：可就地取材，有效利用废料；

耐火性好：混凝土包裹钢筋，延缓升温；

节约钢材：发挥混凝土抗压，钢筋抗拉的特点。

自重大：对大跨、高层结构以及抗震不利；

缺

轻质、高强和预应力施工复杂：工序多（支模绑钢筋浇筑养护）工

点

施工复杂：工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工

期长，施工受季节、天气的影响较大；

钢模飞模滑模等泵送早强商品高性能免振自密实混凝土等

抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工

钢模、飞模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等

作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；

预应力混凝土维修加固困难：一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。

混凝土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土

结构技术，快速简便。

第二节混凝土建筑结构形式

2.1 混凝土结构的发展与应用概况

H1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。

H1849年法国人朗波(mbot)制造了第一只钢筋混凝土小船。

(L L b t)制造了第只钢筋混凝土小船

H1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。

H1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土。H混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年。

H与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发非常前结构大木程结构中

展非常迅速，目前混凝土结构已成为大量土木工程结构中最主要的结构，而且高强钢筋、高强高性能混凝土和高性能外加剂和混

使其应用范围不断扩大，从工业与民用建筑、合材料的研制使用使其应用范围不断扩大，从业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑、基础工程扩大到了近海工程、海底建筑、地下建筑、核安全壳等领域。

2.2 结构形式与分类

H按用途——工业建筑、民用建筑、地下、桥梁；H按材料——混凝土、砌体、钢、木结构；

混凝土砌体钢木结构

H按结构体系——混合结构（砖混结构）

框架结构（多层）柱、梁组合在一起

排架结构（单层厂房）

剪力墙结构（多、高层）

其它——筒体结构，拱结构，悬索结构等。

上海金茂大厦，

88层，382m

广东国际大厦层建筑高度米

广东国际大厦，63层，建筑高度200.18米，

20世纪90年代初国内最高的钢筋砼结构，

也是世界上最高的无粘结预应力砼平板楼盖的超高层建筑。

三峡大坝

奚落度拱坝

黄河小浪底工程

2.3 混凝土结构的发展

第一阶段：

第阶段

从钢筋混凝的发明世纪初

从钢筋混凝土的发明至上世纪初。

钢筋和混凝土的强度都比较低。

主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。

计算理论：结构内力和构件截面计算均套用弹性理论，采用容许应力设计方法。

理论采用容许应力设计方法

第二阶段：

从上世纪20年代到第二次世界大战前后。

混凝土和钢筋强度不断提高。

混凝土和钢筋强度不断提高

1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土，可以使用混凝土结构建造大跨度结构应力混凝土以使用混凝土结构建造大跨度结构

计算理论：前苏联著名的混凝土结构专家格沃兹捷夫（Α.Α.Гвоздев）开始考虑混凝土塑性性能的破损阶段设计法，50年代又提出更为合理的极限状态设计法，奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理论。