混凝土與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-0緒論

1、混凝土及砌體結(jié)構(gòu) 1 82519201教授本課方法：開(kāi)卷只允許帶參考書(shū)進(jìn)入考場(chǎng)。只要你認(rèn)真聽(tīng)課，理解最基本的概念，獨(dú)立完成作業(yè)，不及格都難!2008-10-112緒論主要內(nèi)容（32學(xué)時(shí)）緒論（1學(xué)時(shí)）材料的力學(xué)性能（2學(xué)時(shí)）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法（1學(xué)時(shí)）受彎構(gòu)件正截面承載力（8學(xué)時(shí)）受彎構(gòu)件斜截面承載力（8學(xué)時(shí)）第1章第2章第3章第4章第5章第6章第8章截面承載力（2學(xué)時(shí)）受扭構(gòu)件受壓構(gòu)件正截面承載力（8學(xué)時(shí)）鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫及變形的驗(yàn)算（2學(xué)2008-10-11時(shí)）3緒論參考書(shū)2008-10-114緒論緒論0.1混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念0.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類(lèi)以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)

2、均可稱(chēng)為混凝土結(jié)構(gòu)。包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和素混凝土結(jié)構(gòu)等。2008-10-115緒論0.1.2鋼筋與混凝同工作的條件：鋼筋和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因?yàn)椋轰摻詈突炷林g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1.210-5，混凝土(1.01.5)10-5），因此當(dāng)溫度變化時(shí)，兩種材料不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞。2008-10-116緒論a.素混凝土梁F=12.5KN 截面開(kāi)裂并破壞鋼筋混凝土梁：受拉區(qū)配220鋼筋b.200220Fcr=76

3、KN 截面開(kāi)裂;2008-10-11梁的承載力大大提高，梁的受力性能改善。緒論73000.1.3 混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)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(wú)局部穩(wěn)定問(wèn)題，應(yīng)力價(jià)格低，對(duì)于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。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。2008-10-118緒論耐久性和耐火性較好，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(shí)間而增長(zhǎng)；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(shí)，使鋼筋不致因升溫過(guò)快而喪失強(qiáng)度。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好

4、，且通過(guò)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(shí)防振性和防輻射性能較好，適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)。2008-10-119緒論剛度大、阻尼大，有利于結(jié)構(gòu)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(lái)，已有利用工業(yè)廢料來(lái)制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。缺點(diǎn)自：不適用于大跨、結(jié)構(gòu)。2008-10-1110緒論抗裂性差：普通RC結(jié)構(gòu)，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(xué)侵蝕)時(shí)會(huì)影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強(qiáng)鋼筋無(wú)法應(yīng)用。承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼

5、筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)），工期長(zhǎng)，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。較混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比。2008-10-1111緒論0.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況1824年英國(guó)人泥。1849年法國(guó)人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋?；炷两Y(jié)構(gòu)的開(kāi)始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。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(zhǎng)，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝2土008-結(jié)10 1構(gòu)形式還在不斷發(fā)展緒。論12混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明至上

6、世紀(jì)初。鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計(jì)算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計(jì)算均套用彈性理論，采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。2008-10-1113緒論第二階段：從20世紀(jì)20年代到第二次混凝土和鋼筋強(qiáng)度的不斷提高。前后。1928年法國(guó)杰出的土木工程師E.Freyet發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土，使混凝土結(jié)構(gòu)可以用來(lái)建造大跨度計(jì)算理論：前著名的混凝土結(jié)構(gòu)茲（.）開(kāi)始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計(jì)法，20世紀(jì)50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算理論。2008-10-1114緒論第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在隨著建設(shè)速度加快，對(duì)材料性能和施工技

7、術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)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)技術(shù)。高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的采用和先進(jìn)施工機(jī)械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批層建筑、大跨度橋梁、特長(zhǎng)跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標(biāo)志。設(shè)計(jì)計(jì)算理論：發(fā)展了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，基礎(chǔ)理論問(wèn)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。2008-10-1115緒論土木工程中常用的砼結(jié)構(gòu)主要包括 :素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)ReinforcedConcrete世界最高的建筑馬來(lái)西亞石油雙塔大廈（450m)Structure，

8、 也可簡(jiǎn)稱(chēng) RC ） 、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（ PrestresedConcrete ， 也 簡(jiǎn) 稱(chēng)PC ） 和混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)200構(gòu)8-10-等11。16緒論世紀(jì)雙塔樓： 88層，450米，框筒結(jié)構(gòu)，1996年建成。2008-10-1117緒論國(guó)際是世界應(yīng)用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓板最高的建筑2008-10-1118緒論國(guó)際1990年建成，為當(dāng)時(shí)我國(guó)國(guó)內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高200.18 m，地上63層，兩層，局部4層。為筒中筒結(jié)構(gòu)體系，外筒 31.137m,矩形平面，由24根中柱和4根異型角柱組成。2008-10-1119緒論葛洲壩2008-10-1120緒論三峽大壩212008

9、-10-11緒論長(zhǎng)橋222008-10-11緒論砌體結(jié)構(gòu)由塊體（磚、石材、各種砌塊）和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié) 構(gòu)，包括磚砌體結(jié)構(gòu)、石砌體結(jié)構(gòu)和砌塊砌體結(jié)構(gòu)。2008-10-1123緒論埃及（Khufu)金字塔。建于公元前2000余年，是一座正方形底座的三角形錐形石結(jié)構(gòu)。底邊長(zhǎng)230.5m，高146.6m,斜面傾角52度?？偸瘔K量有230塊，平均每塊約重2.5t多。2008-10-1124緒論2008-10-1125緒論的索非亞大教堂重建后的土耳其索非亞大教堂（Hagia Sophia)。歷史上建于537年，是一座用磚砌球殼（直徑約30，殼頂離地約50）和石砌半圓拱組成的

10、宏偉的磚石建筑。建于公元537年的位于河北定縣開(kāi)元寺塔（料敵塔）河北定縣開(kāi)元寺塔，建于公元1055年，是當(dāng)時(shí)世界最高的砌體結(jié)構(gòu)。高 84.2m，11層，平面為8邊形，邊長(zhǎng)9.8m，采用磚砌雙層筒體結(jié)構(gòu)體系。2008-10-1126緒論混凝土：發(fā)展的主要方向是高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久、抗震（爆）。高性能混凝土是指混凝土具有高強(qiáng)度、高耐久性、高性等多方面優(yōu)越性能的混凝土?；炷量箟簭?qiáng)度大于C50的混凝土屬于高強(qiáng)混凝土。羅馬尼亞已制成C170混凝土，已制成C200混凝土，我國(guó)已制成C100混凝土。預(yù)計(jì)本世紀(jì)特種混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)400N/ mm2 。輕集（骨）料混凝土利用天然輕集料（如浮石 等）、工業(yè)廢料

11、（如爐渣、煤矸石等）及輕砂，人造輕集料（如陶粒等）制成的輕集混凝土。2008-10-1127緒論具有自重輕，相對(duì)強(qiáng)度以及保溫抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般輕集料混凝土強(qiáng)度等級(jí)C15C20，高強(qiáng)度輕集料混凝土強(qiáng)度等級(jí)C100，自重1718kN/m2改良混凝土摻加、耐堿玻璃以改善混凝土性能，有鋼、聚丙烯、尼龍纖維、植物等。筋（FRP)。配筋材料：樹(shù)脂粘結(jié)的2008-10-1128緒論0.3混凝土結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意1、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴(kuò)大知識(shí)面。混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論相當(dāng)于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土的材料力學(xué)，它是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 的，因此除了課堂學(xué)習(xí)以外，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)