同濟大學(xué) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一章 緒論 課件

1、第一章 緒論同濟大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系顧祥林混凝土結(jié)構(gòu)基本原理一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 1. 一般概念PPPP素混凝土梁承載力小，破壞突然鋼筋混凝土梁承載力大，變形性能好，破壞有預(yù)告一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 1. 一般概念PP鋼筋（加筋）+混凝土鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）拉壓性能均好抗壓性能好利用混凝土抗壓，鋼筋受拉（亦可受壓）-各盡其能，相得益彰一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 2. 混凝土和鋼筋共同工作的原因* 混凝土和鋼筋之間有良好的工作性能，兩者可靠地結(jié)合在一起，可共同受力，共同變形 * 兩者的溫度線膨脹系數(shù)很接近，避免產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力破壞兩者的粘結(jié)力，混凝土：1.010-51.5 1

2、0-5，鋼筋： 1.2 10-5 * 混凝土包裹在鋼筋的外部，可使鋼筋免于腐蝕或高溫軟化 PP一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 3. 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念PP預(yù)應(yīng)力鋼筋PP一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 4. 混凝土結(jié)構(gòu)的組成柱下基礎(chǔ)樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎(chǔ)地下室底板一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點 5.混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點： 耐久性好 耐火性好 整體性好 可模性好 就地取材 節(jié)約鋼材 阻止射線的穿透缺點： 自重大 易開裂 耗模板 施工受季節(jié)性影響 隔熱隔聲性能差隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，正逐漸被克服PP二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的誕生* 1824年，英國人J. Aspdin 發(fā)明了波特蘭

3、水泥，有了混凝土； * 1849年，法國人Joseph Louis Lambot 用水泥砂漿涂在鋼絲網(wǎng)的兩面做成小船-最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； * 1861年，法國花匠J. Monier 用鋼絲作為配筋制作了花盆并申請了專利，后由申請了鋼筋混凝土板、管道、拱橋等專利-盡管他不懂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中部，他卻被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)明者； PP* 1884年，德國人Wayss, Bauschingger和Koenen等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)件中受拉力的部位和鋼筋混凝土板的計算理論。后來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐漸得到了推廣應(yīng)用。二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 2.材料方面的發(fā)展PP強度不斷

4、提高 美國60年代混凝土抗壓強度平均值：28N/mm2，70年代 ：42N/mm2，有特殊需要時： 40N/mm2100 N/mm2，試驗室中： 266 N/mm2輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用 容重一般為：14kN/m318kN/m3(普通混凝土為24kN/m3)，加氣混凝土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等無砂混凝土 只有粗骨料，無細(xì)骨料FRP筋的應(yīng)用 用FRP筋代替鋼筋二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 3.結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展PPPP預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 在混凝土的受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度，減輕構(gòu)件的自重結(jié)構(gòu)體系的豐富 不同用途、不同結(jié)構(gòu)功能具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)

5、、FRP混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 4.理論研究方面的發(fā)展設(shè)計方法允許應(yīng)力設(shè)計法破壞階段設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法半經(jīng)驗半概率法近似概率法全概率法生命全過程設(shè)計法材料力學(xué)的方法按經(jīng)驗法確定安全系數(shù)二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 4.理論研究方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)基本理論-如何設(shè)計一個新結(jié)構(gòu)荷載的確定方法結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析：線性和非線性構(gòu)件的承載力計算、設(shè)計方法和構(gòu)造措施未來的方向：計算機的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法的完善與應(yīng)用二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 4.理論研究方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)基本理論-舊結(jié)構(gòu)的維護、改造與加固（80年代中期發(fā)展起來）承載力計算耐久性評估壽命預(yù)測損傷分析加固理論修復(fù)理論災(zāi)害評估等

6、二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 4.理論研究方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)基本理論-計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 4.理論研究方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)基本理論-結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)的完善三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 1.房屋工程我國超過100m高的高層建筑中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或為混凝土和鋼的組合結(jié)構(gòu)混凝土組合柱組合樓板鋼柱組合梁組合桁架鋼筋混凝土筒體三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 2.交通工程隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、地鐵大都采用混凝土結(jié)構(gòu)。如1994年建成的上海內(nèi)環(huán)線浦西段高架公路，以及與之相連的南浦大橋、楊浦大橋的塔架，1995年建成的地鐵一號線、延安東路隧道、英吉利海峽隧道等三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 3.水利工程大壩、攔海閘墩、

7、渡槽、港口等多用混凝土結(jié)構(gòu)瑞士大狄克桑期壩，1962年，高285m，世界最高的混凝土重力壩我國的三峽大壩三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 4.特種工程核電站的安全殼、熱電廠的冷卻塔、儲水池、儲氣灌、海洋石油平臺、電視塔等三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 4.特種工程核電站的安全殼、熱電廠的冷卻塔、儲水池、儲氣灌、海洋石油平臺、電視塔等四、本課程的目的和學(xué)習(xí)方法 1.目的是土木工程專業(yè)的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能和力學(xué)分析方法混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計方法現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能評估四、本課程的目的和學(xué)習(xí)方法 2.學(xué)習(xí)方法注意本課程與相關(guān)課程尤其是“材料力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程的異同點，正確運用已有的力學(xué)知識解決實際問題混凝土結(jié)構(gòu)理論大都建立在試驗研究的基礎(chǔ)之上，目前還缺乏完善的理