1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論

1、1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論2 本課程是一門實踐性，理論性都很強(qiáng)的專業(yè)課。主要 研究鋼筋混凝土的材料力學(xué)性能、設(shè)計方法；各類構(gòu)件的 受力性能、計算方法和配筋構(gòu)造；梁板結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算等 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本知識。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握 混凝土基本構(gòu)件的基本原理，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。 它的先修課程是高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、理論 力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)中的靜定部分、土木工程材料 ， 后續(xù)課是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計等。 通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)常見基本構(gòu) 件、梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房結(jié)構(gòu)、多層框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。 課程要求：課程要求： 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論3 課程的學(xué)習(xí)方法

2、：課程的學(xué)習(xí)方法： 1 1. .深入掌握材料性能。因為兩類結(jié)構(gòu)的深入掌握材料性能。因為兩類結(jié)構(gòu)的 許多特性都是由材料性能決定的。許多特性都是由材料性能決定的。 2 2. .結(jié)構(gòu)開裂前、后其受力特征發(fā)生許多結(jié)構(gòu)開裂前、后其受力特征發(fā)生許多 變化，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)設(shè)計公式和力學(xué)理變化，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)設(shè)計公式和力學(xué)理 論公式的區(qū)別和聯(lián)系。論公式的區(qū)別和聯(lián)系。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論4 3 3. .要熟悉各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范要熟悉各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 (GBJ50009-2001) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB50010-2002) 4 4. .計算固然重要，構(gòu)造不能忽視。計算固然重要，構(gòu)造不能忽視。

3、1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論5 課程的主要內(nèi)容課程的主要內(nèi)容 l（一）緒論：（一）緒論：理解鋼筋混凝土的特點及鋼筋混凝土在國內(nèi) 外的發(fā)展，了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法。 l（二）混凝土結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能（二）混凝土結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能： 1、理解鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變曲線特征，掌握鋼筋彈性模量，屈服應(yīng)力，極限應(yīng)力 及其相應(yīng)的應(yīng)變值；2、理解混凝土強(qiáng)度和變形的基本概 念和基本規(guī)律，混凝土的抗壓強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變曲線特性、 彈性模量與變形模量的關(guān)系，混凝土強(qiáng)度等級與不同受力 強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系等；3、理解混凝土的收縮、徐變性 質(zhì)及其對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能的影響；4、理解混凝土與 鋼筋之間的粘結(jié)性能，粘結(jié)應(yīng)力與鋼筋

4、應(yīng)力之間的關(guān)系。 深入理解混凝土與鋼筋共同工作的原理。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論6 l（三）按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法：（三）按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計法： 1、理解按 概率極限狀態(tài)設(shè)計的意義。2、了解失效概率及可靠性指 標(biāo)等基本概念，荷載及材料強(qiáng)度的取值及分項系數(shù)的意義， 3、掌握兩種極限狀態(tài)實用表達(dá)式的應(yīng)用。 l（四）受彎構(gòu)件正截面的受彎承載力（四）受彎構(gòu)件正截面的受彎承載力： 1、深入理解梁受 力各階段截面應(yīng)變和應(yīng)力的分布、破壞特征及配筋率對破 壞特征的影響。2、理解正截面承載力計算的基本假定及 其意義。3、熟練掌握矩形、雙筋、T形截面的配筋計算方 法、適用條件及構(gòu)造要求。4、掌握深

5、受彎構(gòu)件的受力性 能、深梁的內(nèi)力及承載力計算。 l（五）受彎構(gòu)件斜截面承載力（五）受彎構(gòu)件斜截面承載力： 1、理解無腹筋梁斜裂縫 出現(xiàn)后的應(yīng)力狀態(tài)及其破壞形態(tài)。2、了解影響抗剪能力 的因素。3、深入理解腹筋的作用及其對破壞形態(tài)的影響。 4、熟練掌握有腹筋梁斜截面受剪承載力計算方法及其限 制條件。5、掌握受彎構(gòu)件縱向鋼筋的布置、彎起、截斷、 錨固等構(gòu)造措施。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論7 l（六）受壓構(gòu)件的截面承載力：（六）受壓構(gòu)件的截面承載力：1 1、深入理解軸心受壓構(gòu) 件受力全過程及其破壞特征。2、掌握軸心受壓構(gòu)件的承 載力計算方法。3、熟悉螺旋箍筋柱的承載力計算。4、深 入理解偏心受壓構(gòu)件的兩

6、種破壞形態(tài)、特征及其形成條件， 不同長細(xì)比柱的破壞類型，偏心距增大系數(shù)和附加偏心距 的意義及其影響。5、熟練掌握矩形、工字形截面偏心受 壓構(gòu)件（不對稱及對稱配筋）的計算方法、適用條件及其 構(gòu)造要求。6、掌握偏心受壓構(gòu)件斜截面的承載力計算方 法。 l（七）受拉構(gòu)件的截面承載力：（七）受拉構(gòu)件的截面承載力：1、深入理解軸心受拉構(gòu) 件和偏心受拉構(gòu)件受力全過程及其破壞特征。2、掌握軸 心受拉構(gòu)件及偏心受拉構(gòu)件正截面的承載力計算方法及偏 心受拉構(gòu)件斜截面的承載力計算方法。 l（八）受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力：（八）受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力：1 1、 理解矩形截面純 扭構(gòu)件的受力性能、破壞特點、截面限制條件

7、及構(gòu)造配筋 界限的意義。2、掌握彎、剪、扭構(gòu)件配筋計算方法及其 構(gòu)造要求。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論8 l（九）鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性（九）鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性： 1、理解裂縫寬度及截面抗彎剛度的計算原理。2、掌握構(gòu)件 撓度和最大裂縫寬度的驗算方法。3、了解對不需驗算構(gòu)件 撓度及裂縫寬度規(guī)定的依據(jù)。4、深入理解梁在純彎區(qū)段內(nèi) 的應(yīng)力重分布全過程，構(gòu)件開裂后鋼筋和混凝土應(yīng)變分布規(guī) 律及其影響因素，裂縫控制的目的與要求，非荷載效應(yīng)引起 裂縫的原因及相應(yīng)的措施。5、理解耐久性的概念與主要影 響因素，了解混凝土碳化的原因及減小碳化的措施，了解鋼 筋銹蝕的

8、原因及減小銹蝕的措施。6、掌握耐久性設(shè)計的方 法。 l（十）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（十）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件： 1、深入理解預(yù)應(yīng)力混凝土的基 本概念，熟悉各項預(yù)應(yīng)力損失的產(chǎn)生原因及其計算。2、熟 練掌握預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件和受彎構(gòu)件的計算。3、了解預(yù) 應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。了解無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和部 分預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論9 1 緒緒 論論 本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容： 1 混凝土和鋼筋的最基本力學(xué)性能?；炷梁弯摻畹淖罨玖W(xué)性能。 2 鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的差別。鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的差別。 3 鋼筋與混凝土共同工作的條件。鋼筋與混凝土共同工作的條件。 4

9、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點。 5 本課程學(xué)習(xí)需注意的問題。本課程學(xué)習(xí)需注意的問題。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論10 圖1-1 常見混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 u混凝土結(jié)構(gòu)的概念：混凝土結(jié)構(gòu)的概念：主要以混凝土材料，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、主要以混凝土材料，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、 鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)(Concrete Structure)。 以混凝土作為主要承重材料 根據(jù)需要配置一定量鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋 常見的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式如圖1-1所

10、示： 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論11 素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)（Plain Concrete) Foundation Masonry wall 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論12 鋼筋混凝土梁 第一章 緒論 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinforced Concrete Structure) Reinforcement Stirrup Support 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論13 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（Pre-stressed Concrete Structure) Pre-stress rebar Concrete Hollow tube Pre-stressed concrete ho

11、llow floor 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論14 鋼骨混凝土柱 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete) (Encased Concrete) Steel Reinforcement Stirrup Steel reinforced Concrete column 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論15 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete Filled Tube) Steel tube Concrete Concrete filled tube column 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論16 FRP混凝土混凝土（Fiber Reinforced Polyme

12、r(Plastic) Concrete ) 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論17 鋼鋼-混凝土組合（混合）結(jié)構(gòu)混凝土組合（混合）結(jié)構(gòu) (Composite Structure or Hybrid Structure) 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論18 u混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料：混凝土和鋼材的材料特性混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料：混凝土和鋼材的材料特性 l混凝土： l抗壓強(qiáng)度高 l抗拉強(qiáng)度極低，一般抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的一般抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/81/201/81/20 l破壞時具有明顯的脆性。 l 因此，素混凝土構(gòu)件在實際工程的應(yīng)用很有限，主要 用于以受壓為主的基礎(chǔ)、柱墩和一些非承重結(jié)構(gòu)。 l鋼材： l抗拉和抗壓強(qiáng)

13、度都很高抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高 l具有屈服現(xiàn)象，破壞時表現(xiàn)出較好的延性具有屈服現(xiàn)象，破壞時表現(xiàn)出較好的延性 l但細(xì)長的鋼筋受壓時極易壓曲，僅能作為受拉構(gòu)件但細(xì)長的鋼筋受壓時極易壓曲，僅能作為受拉構(gòu)件 而純鋼構(gòu)件的承載力也往往取決于鋼材的壓曲，材料強(qiáng)度而純鋼構(gòu)件的承載力也往往取決于鋼材的壓曲，材料強(qiáng)度 一般得不到充分地發(fā)揮。一般得不到充分地發(fā)揮。 混凝土和鋼筋的最基本力學(xué)性能混凝土和鋼筋的最基本力學(xué)性能 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論19 鋼筋混凝土鋼筋混凝土： 除在構(gòu)件的受拉區(qū)配筋外，還有許多其他配筋方式 可以在構(gòu)件的受壓區(qū)配置鋼筋協(xié)助混凝土承受壓力 在復(fù)雜應(yīng)力區(qū)域（如梁在受剪區(qū)段、受扭構(gòu)件、節(jié)點區(qū)、

14、剪力墻等），可以配置箍筋或縱橫交錯的鋼筋 當(dāng)構(gòu)件受力很大時，可以直接配置鋼骨 還可以利用箍筋約束混凝土來提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，甚 至直接采用鋼管 采用纖維（鋼纖維、玻璃纖維等）與混凝土一起攪拌形成 的纖維混凝土，其抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到提高 因此，兩種因此，兩種( (或兩種以上或兩種以上) )材料的有機(jī)組合，可充分發(fā)揮各材料的有機(jī)組合，可充分發(fā)揮各 自的長處，創(chuàng)造出多種形式的復(fù)合材料，適應(yīng)各種不同受自的長處，創(chuàng)造出多種形式的復(fù)合材料，適應(yīng)各種不同受 力的要求，取得很好的綜合經(jīng)濟(jì)效益力的要求，取得很好的綜合經(jīng)濟(jì)效益 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論20 受壓構(gòu)件中配置受壓鋼筋 受扭構(gòu)件配筋螺旋箍筋約束混凝土 梁

15、中配置箍筋 常見的配筋形式 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論21 混凝土結(jié)構(gòu) 素混凝土結(jié)構(gòu)：不配置鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：配置非預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) ：在混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 制作時，在其特定部位上，人為地施加預(yù)應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：根據(jù)構(gòu)件的受力特征，在混凝 土構(gòu)件的適當(dāng)部分配置鋼筋。 混凝土結(jié)構(gòu)與素混凝土的區(qū)別混凝土結(jié)構(gòu)與素混凝土的區(qū)別 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論22 例：一跨度為4m，跨中作用集中荷載的簡支梁，梁截 面尺寸200300mm，混凝土為C20。如圖所示： 4000 A A F a) 200 300 AA b) 4000 B B B

16、B 200 300 210 316 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論23 結(jié)果分析 la)圖：當(dāng)荷載較小時，截面上的應(yīng)力如同彈性材料的 梁一樣，沿截面高度呈直線分布； l當(dāng)荷載增大使截面受拉區(qū)邊緣纖維拉應(yīng)力達(dá)到混凝土 抗拉極限強(qiáng)度時，該處的混凝土被拉裂； l裂縫沿截面高度方向迅速開展，試件隨即發(fā)生斷裂破 壞。 l這種破壞是突然發(fā)生的，沒有明顯的預(yù)兆。盡管混凝 土的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度高幾倍或十幾倍，但不能 得到充分利用，因為試件的破壞由混凝土的抗拉強(qiáng)度 控制，破壞荷載值很小，只有8kN。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論24 l b)圖：如果在該梁的受拉區(qū)布置三根直徑為l6mm的I 級鋼筋(記作3l 6)，并在受

17、壓區(qū)布置兩根直徑為10mm 的架立鋼筋和適當(dāng)?shù)墓拷?，再進(jìn)行同樣的荷載試驗 (圖b) l則可以看到，當(dāng)加荷到一定階段使截面受拉區(qū)邊緣纖 維拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉極限強(qiáng)度時：混凝土雖被拉 裂，但裂縫不會沿截面的高度迅速開展，試件也不會 隨即發(fā)生斷裂破壞。 l混凝土開裂后，裂縫截面的混凝土拉應(yīng)力由縱向受拉 鋼筋來承受，故荷載還可以進(jìn)一步增加。 l此時變形將相應(yīng)發(fā)展，裂縫的數(shù)量和寬度也將增大， 直到受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度和受壓區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度被充 分利用時，試件才發(fā)生破壞。 l破壞前，試件的變形和裂縫都發(fā)展得很充分，形成明 顯的破壞預(yù)兆。雖然試件中縱向受力鋼筋的截面面積 只占整個截面面積的百分之一左右，但破壞

18、荷裁卻可 以提高到36kN。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論25 現(xiàn)將素混凝土梁和配置鋼筋的梁進(jìn)行荷載試驗： a) 素砼梁 極限荷載 P=8kN 由砼抗拉強(qiáng)度控制 破壞形態(tài)：脆性 b) 鋼筋砼梁 極限荷載 P=36kN 由鋼筋受拉、砼 受壓而破壞 破壞形態(tài)：延性 由此得出鋼筋和混凝土結(jié)合的有效性： 大大提高結(jié)構(gòu)的承載力 結(jié)構(gòu)的受力性能得到改善 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論26 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不是鋼筋和混凝土之間的 任意組合。 其組合的原則：發(fā)揮鋼筋抗拉、抗壓強(qiáng)度 高的特點；發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高，而避免抗 拉強(qiáng)度低的弱點。 鋼筋與混凝土合理的組合原則 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論27 板 P PP Pe e 柱 簡

19、支梁 PPPP 連續(xù)梁 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論28 ladvantage：可以想見，二者如能有機(jī)地結(jié)合在一起，相 互取長補(bǔ)短，就可以充分利用材料的性能。 l物理性質(zhì)差異很大的情況下，二者能很好地結(jié)合在一起工物理性質(zhì)差異很大的情況下，二者能很好地結(jié)合在一起工 作嗎？作嗎？回答是肯定的。這是因為： l 一、鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力；使二者結(jié)合好， 在荷載作用下，協(xié)調(diào)變形，共同工作，兩者不致產(chǎn)生相對 滑移。 l 二、鋼筋與混凝土有相近的線膨脹系數(shù)；鋼 =1.210-5 砼=（1.0-1.5）10-5.溫度變化時，兩種 材料不致產(chǎn)生較大的相對變形而破壞它們之間的粘結(jié)力。 l 三、混凝土對鋼筋的保護(hù)

20、作用：可防腐、防銹；結(jié)構(gòu) 也不致因火災(zāi)，使鋼筋很快軟化而導(dǎo)致破壞。 鋼筋與混凝土共同工作的條件鋼筋與混凝土共同工作的條件 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論29 l 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)。 l 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。 l 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

21、溫過快而喪失強(qiáng)度。 u 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點： 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論30 l 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)。 l 剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構(gòu)的變形控制。 l 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章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論31 u混凝土結(jié)構(gòu)的缺點：混凝土結(jié)構(gòu)的缺點： 自重大自重大(對重力壩，自重大是一個優(yōu)點）發(fā)展輕質(zhì)混 凝土、高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土。 抗裂性差，影響結(jié)構(gòu)的耐久性抗

22、裂性差，影響結(jié)構(gòu)的耐久性 發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土， 利用樹脂涂層鋼筋。 承載力有限承載力有限發(fā)展高強(qiáng)混凝土、鋼骨混凝土、鋼管混 凝土。 施工復(fù)雜，工序多，工期長，受季節(jié)、天氣的影響較施工復(fù)雜，工序多，工期長，受季節(jié)、天氣的影響較 大大利用鋼模、飛模、滑模等先進(jìn)施工技術(shù)，采用 泵送混凝土、早強(qiáng)混凝土、高性能混凝土、免振自密 實混凝土等，提高施工效率。 破壞后的修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難破壞后的修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難 發(fā)展新型的混 凝土加固技術(shù)，如碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論32 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)及基本構(gòu)件鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)及基本構(gòu)件 l土木工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以用于多種房

23、屋結(jié)構(gòu)類型土木工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以用于多種房屋結(jié)構(gòu)類型 以及其他工程。以及其他工程。 l一結(jié)構(gòu)體系（類型） l1混合結(jié)構(gòu)：是指承重構(gòu)件由不同材料組成的如：砌體 結(jié)構(gòu)，鋼木結(jié)構(gòu)等。 l2框架結(jié)構(gòu)：主要用于工業(yè)廠房及層數(shù)較多的民用建筑。 l3框架剪力墻結(jié)構(gòu)：房屋更高時，基本為框架，但部 分采用鋼混凝土墻。 l4剪力墻結(jié)構(gòu)：全部采用鋼筋混凝土墻，無柱。 l5筒體： 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論33 l二承重構(gòu)件 l1水平承重構(gòu)件：屋蓋及樓蓋；主要承受直接作用于屋 （樓）蓋上的荷載及結(jié)構(gòu)本身自重，它是由梁、板組成。 l2豎向承重構(gòu)件：柱子，墻。承受由屋（樓）蓋傳來的 作用力，如風(fēng)或地震引起的水平力，并

24、將這些力傳給基礎(chǔ)， 由基礎(chǔ)傳至地基。 l綜合以上，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件按形狀和功能分為梁、板、 柱、墻、基礎(chǔ)，統(tǒng)稱為基本構(gòu)件。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論34 l按受力特點來區(qū)分基本構(gòu)件按受力特點來區(qū)分基本構(gòu)件 l一受彎構(gòu)件：如梁或板，主要承受M作用，但一般也有V 存在。 l二受壓構(gòu)件：如柱，結(jié)構(gòu)墻，屋架壓桿等。 l承受N，軸向力沿構(gòu)件縱軸作用時為軸壓。 l承受M、N，與構(gòu)件軸線作用有偏心的稱為偏壓。 l承受M、N、V，當(dāng)V較大時，計算中還應(yīng)考慮其影響。 l三受拉構(gòu)件，如屋架拉桿，承受N：沿構(gòu)件縱軸作用時 為軸拉（屋架下弦）。承受N、M、V，如框架柱，在豎向、 水平荷載作用下，柱中可能受拉力，又有M

25、、V，可能為偏 拉構(gòu)件 l四受扭構(gòu)件：框架結(jié)構(gòu)的邊梁，雨篷梁等（一側(cè)有豎向 荷載，另一側(cè)沒有豎向荷載）而引起的M，但純扭構(gòu)件很 少，一般都是M、M、V共同作用。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論35 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用 l混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展階段混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展階段 l 1824年英國人阿斯普?。↗.Aspdin）發(fā)明硅酸鹽 水泥 l 1850年法國人朗波（L.Lambot）制造了世界上第 一只鋼筋混凝土小船 l 1872年紐約建造了世界上第一所鋼筋混凝土房屋 l 混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。 l 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，目前混凝土結(jié)

26、構(gòu)已成為大量土木工 程結(jié)構(gòu)中最主要的結(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章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論36 l目前，混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)。目前，混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)。 其發(fā)展大體可以分為三個階段：其發(fā)展大體可以分為三個階段： 第一階段第一階段鋼筋混凝土發(fā)明至鋼筋混凝土發(fā)明至2020世紀(jì)初世紀(jì)初 鋼筋和混凝土的強(qiáng)度比較低：應(yīng)用領(lǐng)域用于建造中 小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件 設(shè)計方法容許 應(yīng)力設(shè)計方法，彈性理論 第二階段第二階段從從2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代到第二次世界戰(zhàn)爭前后年代到第二次世界戰(zhàn)爭前后 出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土：應(yīng)用領(lǐng)域

27、開始用于大跨度結(jié) 構(gòu) 設(shè)計方法破損階段設(shè)計法和極限狀態(tài)設(shè)計法 第三階段第三階段第二次世界戰(zhàn)爭以后至今第二次世界戰(zhàn)爭以后至今 出現(xiàn)了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)的結(jié)構(gòu)：應(yīng)用領(lǐng)域超高層建筑、大跨度橋梁、特 長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型結(jié)構(gòu)工程 設(shè)計方法以 概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論37 混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用 你想一睹混凝土結(jié)構(gòu)的風(fēng)采嗎？你想一睹混凝土結(jié)構(gòu)的風(fēng)采嗎？ 橋梁 工程；房屋建筑工程；特種結(jié)構(gòu)與高聳結(jié)構(gòu)；水利及其他工程 橋梁工程：橋梁工程： 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論38 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論39 房屋工程：房屋工程： 1章-

28、混凝土結(jié)構(gòu)-緒論40 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論41 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展概況 1.材料方面：向高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久、抗震的方向發(fā)展。 過去一般采用低強(qiáng)度混凝上(低于20Nmm2)?，F(xiàn)在已發(fā)展到采 用中等強(qiáng)度(20 Nmm2一50 Nmm2)和高強(qiáng)度混凝上(50 Nmm2 以上)。 目前已經(jīng)研制成強(qiáng)度為200 Nmm2左右的混凝土。重力密度為 14kNm 3一18 kNm 3的陶?；炷?、浮石混凝土、泡沫混凝土、 加氣混凝土等輕質(zhì)混凝土在世界各地也得到廣泛地應(yīng)用。 各種低合金鋼鋼筋和高強(qiáng)度鋼筋與鋼絲也廣泛地用于鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)之中。輕質(zhì)高強(qiáng)材料的采用，為高層建筑和大跨結(jié)構(gòu)的發(fā)展提 供了有利

29、條件。 例如，20層以內(nèi)的框架結(jié)構(gòu)，可以用改變混凝土強(qiáng)度和調(diào)整鋼筋 數(shù)量的方法，將立柱截面從底層到頂層設(shè)計成400 mm400mm， 從而收到減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約材料用量和簡化施工操作等效果。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論42 2.結(jié)構(gòu)方面： 已經(jīng)由過去的簡單結(jié)構(gòu)，發(fā)展到高層、大跨等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 目前，世界上用鋼筋混凝土材料建成的最高建筑是美國芝加哥 的水塔廣場大廈，76層，高262m。 我國目前最高的鋼筋混凝土建筑是廣州的國際大廈，64層，高 195m。 目前，已經(jīng)建成的預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土飛機(jī)庫屋蓋結(jié)構(gòu)的最大 跨度為90 m 。 一般的工業(yè)與民用建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)逐步朝定型化、標(biāo)準(zhǔn)化 和體系建筑發(fā)展。

30、鋼筋混凝土還廣泛地用來建造水池、水塔、油 罐、煙囪、簡倉、橋梁、電視塔等。 3.施工技術(shù)： 最早是憑經(jīng)驗估算。 稍后，從本世紀(jì)初的容許應(yīng)力方法，經(jīng)過40年代的按破損階段 計算，發(fā)展到50年代以來的按極限狀態(tài)設(shè)計方法。 概率理論更多地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計，構(gòu)造措施逐步合理，設(shè)計規(guī) 范日趨完善，電子計算機(jī)已廣泛用于結(jié)構(gòu)計算、繪圖和輔助助設(shè) 計。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論43 混凝土結(jié)構(gòu)計算理論的發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)計算理論的發(fā)展概況 l1.混凝土結(jié)構(gòu)計算理論發(fā)展概況： l它經(jīng)歷了彈性理論為基礎(chǔ)的容許應(yīng)力法（此種方法與實際情 況有較大出入）認(rèn)識問題由淺至深。 l40年代，按破壞階斷的計算方法（試驗研究的進(jìn)展）

31、。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)計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè) 計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算理論。 l50年代，按極限狀態(tài)的計算方法（對荷載和材料變異性能不 斷研究）這種方法以過30多年的研究與實踐，其理論不斷發(fā) 展完善，已為多數(shù)國家所采用。目前基礎(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章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論44 2.我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范發(fā)展概況：3個不同發(fā)展階段 l119491965年，直接采用外國規(guī)范，前期按破壞階 段計算方法，后期按極限狀態(tài)計算方

32、法。 l219661988年，采用我國自制規(guī)范BJG2166 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范隨后對BJG2166修改為 TJ74。 l319892002年，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，以概率 理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法，并用多個經(jīng)驗系數(shù)來 表達(dá)。 l42002年以來，采用現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB500102002其計算結(jié)果有明確的可靠度指標(biāo)，對提 高構(gòu)件設(shè)計合理性具有深刻意義，并將建筑結(jié)構(gòu)的計算 方法提高到當(dāng)今的國際先進(jìn)水平。 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論45 相應(yīng)的規(guī)范相應(yīng)的規(guī)范 l1GB500102002。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，北京：中國 建筑工業(yè)出版社，2002 l 2公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計

33、規(guī)范 （征求意見稿），北京：中交公路規(guī)劃設(shè)計院，2000 l 3GB500682001，建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)， 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001 l 4GB/T502831999，公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng) 一標(biāo)準(zhǔn)，北京：中國計劃出版社，2001 l 5GB50009-2001，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，北京：中國 建筑工業(yè)出版社，2002 1章-混凝土結(jié)構(gòu)-緒論46 混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題 混凝土結(jié)構(gòu)的課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程混凝土結(jié)構(gòu)的課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程 混凝土結(jié)構(gòu)的課程內(nèi)容混凝土結(jié)構(gòu)的課程內(nèi)容 基本構(gòu)件和基本理論、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計 基本構(gòu)件基本構(gòu)件 受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受扭構(gòu)件受拉構(gòu)件 截面的基本