混凝土結(jié)構設計原理精品課程全程課件第1章緒論.ppt

,混凝土結(jié)構設計原理,Design Principle for Concrete Structure,第一章 緒論,主要內(nèi)容,1.1 混凝土結(jié)構的一般概念 1.2 混凝土結(jié)構的發(fā)展與應用概況 1.3 混凝土結(jié)構課程學習中應注意的問題 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)構均可稱為混凝土結(jié)構。 包括鋼筋混凝土結(jié)構、預應力混凝土結(jié)構和素混凝土結(jié)構等。,一、混凝土結(jié)構的定義與分類,1.1 混凝土結(jié)構的一般概念,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性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因為： 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），因此當溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導致兩者間的粘結(jié)力破壞。,1.1 混凝土結(jié)構的一般概念,共同工作的原因,三、混凝土結(jié)構的優(yōu)缺點： 優(yōu)點 材料利用合理：鋼筋和混凝土的材料強度可以得到充分發(fā)揮，結(jié)構承載力與剛度比例合適，基本無局部穩(wěn)定問題，單位應力價格低，對于一般工程結(jié)構，經(jīng)濟指標優(yōu)于鋼結(jié)構。 可模性好：混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復雜的結(jié)構，如空間薄殼、箱形結(jié)構等。 耐久性和耐火性較好，維護費用低：鋼筋有混凝土的保護層，不易產(chǎn)生銹蝕，而混凝土的強度隨時間而增長；混凝土是不良熱導體，30mm厚混凝土保護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。,1.1 混凝土結(jié)構的一般概念,優(yōu)缺點, 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構的整體性好，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；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結(jié)構。 剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構的變形控制。 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)構的一般概念,優(yōu)缺點,缺點： 自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構。, 抗裂性差：普通RC結(jié)構，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構，高強鋼筋無法應用。, 承載力有限：在重載結(jié)構和高層建筑底部結(jié)構，構件尺寸太大，減小使用空間。, 施工復雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。, 混凝土結(jié)構一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。,1.1 混凝土結(jié)構的一般概念,優(yōu)缺點,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)構的開始應用于土木工程距今僅150多年。 與磚石結(jié)構、鋼木結(jié)構相比，混凝土結(jié)構的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構中應用最為廣泛結(jié)構，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構形式還在不斷發(fā)展。,1.2 混凝土結(jié)構的發(fā)展與應用概況,發(fā)展應用,第一階段： 從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀初。 鋼筋和混凝土的強度都比較低。 主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎等構件。 計算理論：結(jié)構內(nèi)力和構件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設計方法。,混凝土結(jié)構的發(fā)展,1.2 混凝土結(jié)構的發(fā)展與應用概況,發(fā)展應用,第二階段： 從上世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后。 混凝土和鋼筋強度的不斷提高。 1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預應力混凝土，使得混凝土結(jié)構可以用來建造大跨度 計算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構專家格沃茲捷夫（.）開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構的基本計算理論。,1.2 混凝土結(jié)構的發(fā)展與應用概況,混凝土結(jié)構的發(fā)展,發(fā)展應用,第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在 隨著建設速度加快，對材料性能和施工技術提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術。 高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設備的發(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)構等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。 設計計算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，基礎理論問題大都得到解決，而新型混凝土材料及其復合結(jié)構形式的出現(xiàn)又不斷提出新的課題，并不斷促進混凝土結(jié)構的發(fā)展。,1.2 混凝土結(jié)構的發(fā)展與應用概況,混凝土結(jié)構的發(fā)展,發(fā)展應用,1、加強實驗、實踐性教學環(huán)節(jié)并注意擴大知識面。 混凝土結(jié)構的基本理論相當于鋼筋混凝土及預應力混凝土的材料力學，它是以實驗為基礎的，因此除了課堂學習以外，還要加強實驗的教學環(huán)節(jié)，以進一步理解學習內(nèi)容和訓練實驗的基本技能。,1.3 混凝土結(jié)構課程學習中應注意的問題,注意事項,2、突出重點并注意難點的學習。 本課程的內(nèi)容多、符號多、計算公式多、構造規(guī)定也多，學習時要遵循教學大綱的要求，貫徹“少而精”的原則，突出重點內(nèi)容的學習。,3、深刻理解重要的概念，熟練掌握設計計算的基本功，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習中不斷的深入理解。,1.3 混凝土結(jié)構課程學習中應注意的問題,注意事項,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,