jAAA混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理(新規(guī)范第1章概論

1、p本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點 混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展 本課程的主要內(nèi)容及特點本課程的主要內(nèi)容及特點 p 混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念p 混凝土結(jié)構(gòu)的特點混凝土結(jié)構(gòu)的特點1.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念1. 1. 混凝土結(jié)構(gòu)的定義及類型混凝土結(jié)構(gòu)的定義及類型n 以以混凝土混凝土為主要為主要材料材料制成的結(jié)構(gòu)制成的結(jié)構(gòu)，并，并可以可以根據(jù)需要配置根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋、鋼骨、鋼管等。筋、鋼骨、鋼管等。n 混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型素混凝土素混

2、凝土鋼筋鋼筋混凝土混凝土 預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土鋼管鋼管混凝土混凝土鋼骨鋼骨混凝土混凝土鋼鋼-混凝土混凝土組合結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)frp混凝混凝土土纖維纖維混凝土混凝土n 素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土基礎(chǔ)素混凝土基礎(chǔ)1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的概念預(yù)應(yīng)力的概念預(yù)應(yīng)力混凝土電桿預(yù)應(yīng)力混凝土電桿預(yù)應(yīng)力的錨具預(yù)應(yīng)力的錨具預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建國門地鐵建國門地鐵1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 鋼骨（

3、型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n frp ( (fiber reinforced polymer) ) 混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)組合樓板組合樓板鋼混凝土鋼混凝土組合柱組合柱1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 纖維混凝土纖維混凝土冷軋帶鋼剪切型冷軋帶鋼剪切型鋼纖維鋼纖維 生生態(tài)態(tài)合合成成纖纖維維合成纖維合成纖維纖維混凝土井蓋纖維混凝土井蓋1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念1.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念1.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念重要概念重要概念：優(yōu)良結(jié)構(gòu)應(yīng)滿

4、足兩個條件，：優(yōu)良結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足兩個條件，承載力高承載力高，變形能力好（延性好）變形能力好（延性好）1.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念n 混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點優(yōu)點n 就地取材就地取材n 耐久性耐久性n 耐火性耐火性n 整體性整體性n 可模性可模性n 節(jié)約鋼材節(jié)約鋼材n 混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的缺點缺點及及改進(jìn)改進(jìn)n 自重大：自重大： 輕質(zhì)高強混凝土輕質(zhì)高強混凝土n 抗裂性差：抗裂性差：預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土n 需用模板：需用模板：鋼模板，預(yù)制構(gòu)件（工業(yè)化）鋼模板，預(yù)制構(gòu)件（工業(yè)化）n 施工復(fù)雜：施工復(fù)雜：預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)1.1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的特點p 混凝土

5、結(jié)構(gòu)的應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用p 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展1.2.1發(fā)展階段發(fā)展階段n1824年，英國泥瓦匠年，英國泥瓦匠joseph aspdin發(fā)明硅酸鹽水泥耐久性發(fā)明硅酸鹽水泥耐久性n 1848年，法國人朗波年，法國人朗波j. j. lambot 制造了第一只鋼筋混凝土小船制造了第一只鋼筋混凝土小船n18711875年，在紐約建造第一所年，在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋鋼筋混凝土房屋n 早期階段（早期階段（1850-19201850-1920）n 第二階段（第二階段（1920-19501920-1950）n預(yù)力應(yīng)混凝土的應(yīng)用預(yù)力應(yīng)混凝土的應(yīng)用n 第三階段（第三階段（1950-1980

6、1950-1980）n高強材料的應(yīng)用，先進(jìn)施工方法的應(yīng)用高強材料的應(yīng)用，先進(jìn)施工方法的應(yīng)用n 第四階段（第四階段（1980- 1980- ）n新結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中的應(yīng)用新結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中的應(yīng)用n近代混凝土力學(xué)近代混凝土力學(xué)- -混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析n以以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：建筑工程，橋梁工程，隧道與地下工程，水利建筑工程，橋梁工程，隧道與地下工程，水利 工程，特種結(jié)構(gòu)，高聳結(jié)構(gòu)工程，特種結(jié)構(gòu)，高聳結(jié)構(gòu)，n 混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)朝鮮柳京大廈朝鮮柳京大廈香港中央廣場大廈香港中央廣場大廈廣東國

7、際大廈廣東國際大廈65s, 200m底層柱底層柱1.82.2m1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用rankbuilding, cityyear1.taipei 101, taipei, taiwan2004101508steel2.petronas tower 1, kuala lumpur, malaysia199888452mixed3.petronas tower 2, kuala lumpur, malaysia199888452mixed4.sears tower, chicago1974110442steel5.jin mao building, shanghai 199988421mixed6.

8、two international finance center, hong kong200388412mixed7.citic plaza, guangzhou, china199680391mixed8.shun hing square, shenzhen, china199669384mixed9.empire state building, new york1931102381mixed10.central plaza, hong kong199278374mixedn 世界最高建筑的前世界最高建筑的前1010幢幢1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用petronas tower, kuala lump

9、ur, malaysiataipei 101, taipei, taiwansears tower, chicagojin mao building, shanghai two international finance center, hong kong1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用central plaza, hong kongempire state building, new yorkcitic plaza, guangzhou, chinashun hing square, shenzhen, chinabank of china (boc) tower 1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用n 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)

10、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用六庫怒江橋是當(dāng)時國內(nèi)跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。六庫怒江橋是當(dāng)時國內(nèi)跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。n 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)1.2.2 應(yīng)用應(yīng)用n 高性能混凝土高性能混凝土( (high performance concrete) 高強度、高耐久性、高流動性、高抗?jié)B性高強度、高耐久性、高流動性、高抗?jié)B性n 纖維增強混凝土纖維增強混凝土（fibre reinforced concrete） 在普通混凝土中摻入適當(dāng)?shù)母鞣N在普通混凝土中摻入適當(dāng)?shù)母鞣N纖維材料纖維材料而形成而形成, ,其抗拉、抗其抗拉、抗剪、抗折強度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗震和抗爆等性能

11、均有較剪、抗折強度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗震和抗爆等性能均有較大提高大提高 . . 纖維材料纖維材料有有鋼纖維、合成纖維、玻璃纖維和碳纖維鋼纖維、合成纖維、玻璃纖維和碳纖維等等, , 碳纖維碳纖維具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點，已廣泛用于建筑、橋梁結(jié)構(gòu)的加具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點，已廣泛用于建筑、橋梁結(jié)構(gòu)的加固補強以及機場飛機跑道工程等。固補強以及機場飛機跑道工程等。 1.2.3 拓展拓展1.2.3 拓展拓展n活性粉未混凝土活性粉未混凝土（reactive powder concrete, rpc） 由骨料（級配良好的石英砂）、水泥、硅粉、高效減水劑以由骨料（級配良好的石英砂）、水泥、硅粉

12、、高效減水劑以及一定量的纖維（如鋼纖維等）等組成及一定量的纖維（如鋼纖維等）等組成, ,是一種超高強度、超高是一種超高強度、超高韌性和高耐久性的韌性和高耐久性的超高性能混凝土超高性能混凝土, ,比普通混凝土和現(xiàn)有的高性比普通混凝土和現(xiàn)有的高性能混凝土有質(zhì)的飛躍。能混凝土有質(zhì)的飛躍。工程化纖維增強水泥基復(fù)合材料工程化纖維增強水泥基復(fù)合材料 （engineered cementitious composites，ecc） ecc具有類似于具有類似于金屬材料的拉伸強化現(xiàn)象金屬材料的拉伸強化現(xiàn)象，其極限拉應(yīng)變可，其極限拉應(yīng)變可達(dá)到達(dá)到56%，與鋼材的塑性變形能力幾乎相近，是具有像金屬，與鋼材的塑性變形

13、能力幾乎相近，是具有像金屬一樣變形的混凝土材料。一樣變形的混凝土材料。ecc的抗壓強度類似于混凝土，抗壓的抗壓強度類似于混凝土，抗壓彈性模量較低，但受壓變形能力比普通混凝土大很多；其耐火彈性模量較低，但受壓變形能力比普通混凝土大很多；其耐火性和耐久性也超過普通混凝土。性和耐久性也超過普通混凝土。1.2.3 拓展拓展n鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu) 用型鋼或鋼板焊（或冷壓）成鋼截面用型鋼或鋼板焊（或冷壓）成鋼截面, , 再將其埋置于混凝土再將其埋置于混凝土中，使混凝土與型鋼形成整體共同受力，稱為鋼與混凝土組合結(jié)中，使混凝土與型鋼形成整體共同受力，稱為鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，簡稱構(gòu)，簡稱src

14、(steel reinforced concrete)。 壓型鋼板與混凝土組合樓板壓型鋼板與混凝土組合樓板 鋼與混凝土組合梁鋼與混凝土組合梁 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)型鋼混凝土結(jié)構(gòu) 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)p 本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容p 課程特點與學(xué)習(xí)方法課程特點與學(xué)習(xí)方法1.3.1 主要內(nèi)容主要內(nèi)容n 主要內(nèi)容主要內(nèi)容n 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件n 受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件n 受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件n 受扭構(gòu)件受扭構(gòu)件n 混凝土構(gòu)件的裂縫寬度與撓度混凝土構(gòu)件的裂縫寬度與撓度n 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件1.3.1 主要內(nèi)容主要內(nèi)容應(yīng)注意應(yīng)注意鋼筋鋼筋與與混凝土混凝土兩種材

15、料自身的特點兩種材料自身的特點 材料力學(xué)公式不能直接計算混凝土構(gòu)件的承載力和變形；材料力學(xué)公式不能直接計算混凝土構(gòu)件的承載力和變形； 可用平衡條件、物理條件和幾何條件建立基本方程，在具體可用平衡條件、物理條件和幾何條件建立基本方程，在具體應(yīng)用時應(yīng)注意鋼筋混凝土性能上的特點。應(yīng)用時應(yīng)注意鋼筋混凝土性能上的特點。計算方法是建立在理論研究與計算方法是建立在理論研究與試驗研究試驗研究基礎(chǔ)之上基礎(chǔ)之上 根據(jù)構(gòu)件受力性能試驗，研究其破壞機理和受力性能，建立根據(jù)構(gòu)件受力性能試驗，研究其破壞機理和受力性能，建立物理和數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合出半理論半經(jīng)驗公式。物理和數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合出半理論半經(jīng)

16、驗公式。 學(xué)習(xí)時一定要學(xué)習(xí)時一定要深刻理解構(gòu)件的破壞機理和受力性能深刻理解構(gòu)件的破壞機理和受力性能，特別要，特別要注意構(gòu)件注意構(gòu)件計算方法的適用條件計算方法的適用條件。1.3.2 課程特點與學(xué)習(xí)方法課程特點與學(xué)習(xí)方法1.3.2 課程特點與學(xué)習(xí)方法課程特點與學(xué)習(xí)方法構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題綜合性問題 構(gòu)件的構(gòu)件的承載力和變形計算承載力和變形計算，構(gòu)件的，構(gòu)件的截面形式、材料選用截面形式、材料選用及配筋構(gòu)造及配筋構(gòu)造等。等。 學(xué)習(xí)時要注意學(xué)會對多種因素進(jìn)行綜合分析，培養(yǎng)綜合分析學(xué)習(xí)時要注意學(xué)會對多種因素進(jìn)行綜合分析，培養(yǎng)綜合分析判斷能力。判斷能力。兩種材料在兩種材料在強度和數(shù)量強度和數(shù)量上存在一個上存在一個合理的配比范合理的配比范圍。圍。 如果鋼筋和混凝土在面積上的比例及材料強度的搭