混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論第一章第一章 緒論緒論 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論 1.混凝土結(jié)構(gòu)（混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete structure）混凝土結(jié)構(gòu)包括：混凝土結(jié)構(gòu)包括：素混凝土結(jié)構(gòu)（素混凝土結(jié)構(gòu)（Plain concrete structure）；）；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinforced concrete structure）；）；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-stressing concrete structure）；）；其它形式的加筋混凝土結(jié)構(gòu)（如纖維混凝土結(jié)構(gòu)等）。其它形式的加筋混凝土結(jié)構(gòu)（如纖維混凝土結(jié)構(gòu)等）。 在一般情況下混凝土結(jié)構(gòu)是指由鋼筋和混凝土

2、組成的在一般情況下混凝土結(jié)構(gòu)是指由鋼筋和混凝土組成的鋼筋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)。1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念和特點混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinforced Concrete Structure)ReinforcementStirrupSupport混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete Filled Tube)Steel tubeConcrete Concrete filled tube column混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論混凝土混凝土(Concrete)： 抗壓強(qiáng)度高，而抗拉強(qiáng)度卻很低抗壓強(qiáng)度高，而抗拉強(qiáng)度卻很低

3、 High compressive strength, but lower tensile strength 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1/81/20 破壞時具有明顯的破壞時具有明顯的脆性性質(zhì)脆性性質(zhì)( Brittle) 2.混凝土構(gòu)件中配置鋼筋的效果混凝土構(gòu)件中配置鋼筋的效果混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論鋼鋼 材材(Steel)：抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高具有屈服現(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 Ductile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Advantage: 將混凝土

4、和鋼材這兩種材料有機(jī)地結(jié)合在一起，可以取長補(bǔ)短，充分利用材料的性能?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論3.鋼筋和混凝土兩種材料能夠結(jié)合在一起共同工作的鋼筋和混凝土兩種材料能夠結(jié)合在一起共同工作的原因原因（1）鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力，能夠傳遞力和變形；）鋼筋和混凝土之間存在粘結(jié)力，能夠傳遞力和變形；（2）鋼筋和混凝土的線膨脹系數(shù)接近（溫度變化時不會產(chǎn)生過）鋼筋和混凝土的線膨脹系數(shù)接近（溫度變化時不會產(chǎn)生過大的相對變形）。大的相對變形）。此外，混凝土可以保護(hù)鋼筋，防止鋼筋銹蝕。此外，混凝土可以保護(hù)鋼筋，防止鋼筋銹蝕?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點（1）強(qiáng)度高（）強(qiáng)度

5、高（15-80Mpa或更高）?；蚋撸?。和砌體、木結(jié)構(gòu)相比，其和砌體、木結(jié)構(gòu)相比，其強(qiáng)度高。在一定條件下可以用來代替鋼結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)約鋼強(qiáng)度高。在一定條件下可以用來代替鋼結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)約鋼材、降低造價的目的。材、降低造價的目的。（2）耐久性好（使用年限可達(dá)到）耐久性好（使用年限可達(dá)到100年以上）。年以上）。 在一般環(huán)境在一般環(huán)境條件下，鋼筋可以受到混凝土的保護(hù)不易生銹，而且混凝條件下，鋼筋可以受到混凝土的保護(hù)不易生銹，而且混凝土的強(qiáng)度隨著時間的增長還會有所增長，并能減少維護(hù)費土的強(qiáng)度隨著時間的增長還會有所增長，并能減少維護(hù)費用。用。（3）耐火性好。）耐火性好。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由于有混凝土作為保護(hù)層

6、，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，由于有混凝土作為保護(hù)層，混凝土內(nèi)的鋼筋不會像鋼結(jié)構(gòu)那樣很快達(dá)到軟化溫度而破混凝土內(nèi)的鋼筋不會像鋼結(jié)構(gòu)那樣很快達(dá)到軟化溫度而破壞。壞。（4）可模性好。）可模性好?？梢愿鶕?jù)需要澆注成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)需要澆注成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論（5）整體性好。）整體性好?，F(xiàn)澆式或裝配整體式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整現(xiàn)澆式或裝配整體式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，對抗震、抗爆有利。體性好，對抗震、抗爆有利。（6）易于就地取材。）易于就地取材。在混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋和水泥這兩種在混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋和水泥這兩種工業(yè)產(chǎn)品所占的比例較小，砂、石等材料所占比例雖然工業(yè)產(chǎn)品所占的比例較

7、小，砂、石等材料所占比例雖然較大，但屬于地方材料，可就地供應(yīng)。較大，但屬于地方材料，可就地供應(yīng)?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論5.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點及克服措施鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點及克服措施（1）自重較大（采用輕骨料混凝土減輕自重）；）自重較大（采用輕骨料混凝土減輕自重）；（2）抗裂性較差（采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)提高抗裂性）；）抗裂性較差（采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)提高抗裂性）；（3）修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)困難（研究混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)）；）修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)困難（研究混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)新技術(shù)）；（4）施工受季節(jié)影響（采用工廠化生產(chǎn)、裝配式結(jié)構(gòu)等）施工受季節(jié)影響（采用工廠化生產(chǎn)、裝配式結(jié)構(gòu)等） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論1.2

8、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其工程應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其工程應(yīng)用1.2.1 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個階段混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個階段1 第一階段：第一階段： 從鋼筋混凝土發(fā)明至從鋼筋混凝土發(fā)明至20世紀(jì)初。鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比世紀(jì)初。鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低，建造中小型樓板、梁、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計算理論套用較低，建造中小型樓板、梁、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計算理論套用彈性理論，設(shè)計方法采用彈性理論，設(shè)計方法采用容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法。2 第二階段：第二階段： 從從20世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)前后?；炷梁弯摻畹膹?qiáng)度世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)前后?；炷梁弯摻畹膹?qiáng)度有所提高，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)和大跨的空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)?；炷?/p>

9、土結(jié)有所提高，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)和大跨的空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)?；炷两Y(jié)構(gòu)的試驗研究開始進(jìn)行，計算理論開始考慮材料的塑性，開始構(gòu)的試驗研究開始進(jìn)行，計算理論開始考慮材料的塑性，開始按按破損階段計算結(jié)構(gòu)的破壞承載力破損階段計算結(jié)構(gòu)的破壞承載力?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論3 第三階段：第三階段： 從第二次世界大戰(zhàn)以后到現(xiàn)在。高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋從第二次世界大戰(zhàn)以后到現(xiàn)在。高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋出現(xiàn)，泵送商品混凝土以及各種新的施工技術(shù)廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)，泵送商品混凝土以及各種新的施工技術(shù)廣泛應(yīng)用，鋼筋混凝土超高層建筑、大跨度橋梁、跨海隧道、高聳結(jié)鋼筋混凝土超高層建筑、大跨度橋梁、跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。在計算理論已充分考

10、慮混凝土和鋼筋塑性的極限構(gòu)出現(xiàn)。在計算理論已充分考慮混凝土和鋼筋塑性的極限狀態(tài)設(shè)計理論，設(shè)計方法采用以狀態(tài)設(shè)計理論，設(shè)計方法采用以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計公式概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計公式?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論1.2.3 混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展概況 目前，我國水泥年產(chǎn)量已超過目前，我國水泥年產(chǎn)量已超過4億噸，年混凝土用量億噸，年混凝土用量約為約為5億億m3，年鋼筋用量接近，年鋼筋用量接近2000萬噸，混凝土結(jié)構(gòu)在萬噸，混凝土結(jié)構(gòu)在各類工程結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位。各類工程結(jié)構(gòu)中占有主導(dǎo)地位。1 材料方面材料方面 混凝材料主要發(fā)展方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久、提高混凝材料主要發(fā)展方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久、提高

11、抗裂性和易于成型，鋼筋的發(fā)展方向是高強(qiáng)、較好的延抗裂性和易于成型，鋼筋的發(fā)展方向是高強(qiáng)、較好的延性和較好的粘結(jié)錨固性能。性和較好的粘結(jié)錨固性能。 結(jié)構(gòu)方面結(jié)構(gòu)方面 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)在已有先張法、后張法、無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)在已有先張法、后張法、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和體外張拉等技術(shù)。應(yīng)力和體外張拉等技術(shù)。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題：學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題：1 1、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題設(shè)計過程包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇、配筋構(gòu)造、設(shè)計過程包括結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件選型、材料選擇、配筋構(gòu)造、施工方案等施工方案等還需要考慮安全適用和經(jīng)濟(jì)合理。還需要考慮安全

12、適用和經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇方案，因此設(shè)計結(jié)果不是設(shè)計中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇方案，因此設(shè)計結(jié)果不是唯一的。唯一的。最終設(shè)計結(jié)果應(yīng)經(jīng)過各種方案的比較，綜合考慮使用、材最終設(shè)計結(jié)果應(yīng)經(jīng)過各種方案的比較，綜合考慮使用、材料、造價、施工等各項指標(biāo)的可行性，才能確定較為合適料、造價、施工等各項指標(biāo)的可行性，才能確定較為合適的一個設(shè)計結(jié)果。的一個設(shè)計結(jié)果?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論第一章 緒論2 2、工程項目的建設(shè)是國家的重要工作，必須依照國、工程項目的建設(shè)是國家的重要工作，必須依照國家頒布的法規(guī)進(jìn)行家頒布的法規(guī)進(jìn)行設(shè)計人員必須遵照各種結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計規(guī)范或規(guī)程進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計人員必須遵照各種

13、結(jié)構(gòu)類型的設(shè)計規(guī)范或規(guī)程進(jìn)行設(shè)計。各種設(shè)計規(guī)范或規(guī)程是具有約束性和立法性的文件，其目的各種設(shè)計規(guī)范或規(guī)程是具有約束性和立法性的文件，其目的是使工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計在符合國家經(jīng)濟(jì)政策的條件下，保證設(shè)是使工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計在符合國家經(jīng)濟(jì)政策的條件下，保證設(shè)計的質(zhì)量和工程項目的安全可靠。計的質(zhì)量和工程項目的安全可靠。注意在學(xué)習(xí)中，有關(guān)基本理論的應(yīng)用最終都要落實到規(guī)范的注意在學(xué)習(xí)中，有關(guān)基本理論的應(yīng)用最終都要落實到規(guī)范的具體規(guī)定。具體規(guī)定?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計第1章緒論第一章 緒論3 3、設(shè)計工作是一項創(chuàng)造性工作、設(shè)計工作是一項創(chuàng)造性工作一方面在設(shè)計工作中必須按照規(guī)范進(jìn)行一方面在設(shè)計工作中必須按照規(guī)范進(jìn)行另一方面只有深刻理解規(guī)范的理論依據(jù)，才能更好地應(yīng)用規(guī)另一方面只有深刻理解規(guī)范的理論依據(jù)，才能更好地應(yīng)用