混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理精品課程全程課件第1章緒論.ppt

,混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,Design Principle for Concrete Structure,第一章 緒論,主要內(nèi)容,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況 1.3 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 1.4 典型工程圖片,主要內(nèi)容,1 緒論,以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)。 包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)等。,一、混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念,定 義,二、 鋼筋與混凝土共同工作的條件： 鋼筋和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋?鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力； 鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為1.210-5，混凝土為(1.01.5)10-5），因此當(dāng)溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞。,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念,共同工作的原因,三、混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn) 材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強(qiáng)度可以得到充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)承載力與剛度比例合適，基本無局部穩(wěn)定問題，單位應(yīng)力價格低，對于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。 可模性好：混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如空間薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等。 耐久性和耐火性較好，維護(hù)費(fèi)用低：鋼筋有混凝土的保護(hù)層，不易產(chǎn)生銹蝕，而混凝土的強(qiáng)度隨時間而增長；混凝土是不良熱導(dǎo)體，30mm厚混凝土保護(hù)層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強(qiáng)度。,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念,優(yōu)缺點(diǎn), 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好，且通過合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)。 剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構(gòu)的變形控制。 易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來，已有利用工業(yè)廢料來制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念,優(yōu)缺點(diǎn),缺點(diǎn)： 自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。, 抗裂性差：普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學(xué)侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼筋無法應(yīng)用。, 承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。, 施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。, 混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。,1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念,優(yōu)缺點(diǎn),1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。 1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。 1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。 混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。 與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。,1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況,發(fā)展應(yīng)用,第一階段： 從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀(jì)初。 鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低。 主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。 計(jì)算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計(jì)算均套用彈性理論，采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。,混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況,發(fā)展應(yīng)用,第二階段： 從上世紀(jì)20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后。 混凝土和鋼筋強(qiáng)度的不斷提高。 1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度 計(jì)算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫（.）開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計(jì)法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算理論。,1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況,混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,發(fā)展應(yīng)用,第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在 隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。 高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的采用和先進(jìn)施工機(jī)械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標(biāo)志。 設(shè)計(jì)計(jì)算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，基礎(chǔ)理論問題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)又不斷提出新的課題，并不斷促進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展。,1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況,混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,發(fā)展應(yīng)用,1、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴(kuò)大知識面。 混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論相當(dāng)于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的材料力學(xué)，它是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，因此除了課堂學(xué)習(xí)以外，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的基本技能。,1.3 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題,注意事項(xiàng),2、突出重點(diǎn)并注意難點(diǎn)的學(xué)習(xí)。 本課程的內(nèi)容多、符號多、計(jì)算公式多、構(gòu)造規(guī)定也多，學(xué)習(xí)時要遵循教學(xué)大綱的要求，貫徹“少而精”的原則，突出重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。,3、深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基本功，切記死記硬背。 要求熟練掌握、深刻理解一些重要的概念并在今后的學(xué)習(xí)中不斷的深入理解。,1.3 混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題,注意事項(xiàng),1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,1.4 典型工程圖片,