混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第一章

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第一章第一頁(yè)，共24頁(yè)。第一章緒論浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽(yáng)學(xué)院土木工程教研室楊錦混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第二頁(yè)，共24頁(yè)。第一章緒論

以混凝土材料為主的結(jié)構(gòu)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。1.1混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類(lèi)第一章緒論P(yáng)PPP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)兆1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)第三頁(yè)，共24頁(yè)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)PP預(yù)應(yīng)力鋼筋PP第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)第四頁(yè)，共24頁(yè)。1.1.2鋼筋與混凝土共同工作⑴鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(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；⑵鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線(xiàn)膨脹系數(shù)（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×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。第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)PP鋼筋+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，相得益彰第五頁(yè)，共24頁(yè)。鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（）。

A防火、防銹；

B混凝土對(duì)鋼筋的握裹及保護(hù)；

C混凝土對(duì)鋼筋的握裹，兩者線(xiàn)膨脹系數(shù)接近；第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)第六頁(yè)，共24頁(yè)。1.1.3混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)⑴材料利用合理：⑵可模性好：⑶耐久性和耐火性較好，維護(hù)費(fèi)用低：⑷現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好：⑸剛度大、阻尼大：⑹易于就地取材：第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)第七頁(yè)，共24頁(yè)。缺點(diǎn)：⑴自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。⑵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)。⑶承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。⑷施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)），工期長(zhǎng)，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。⑸混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難。第一章緒論1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)

第八頁(yè)，共24頁(yè)。1.2

混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況1824年英國(guó)人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。1849年法國(guó)人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。

1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。混凝土結(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土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。第一章緒論1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況第九頁(yè)，共24頁(yè)。結(jié)構(gòu)的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

安全性：指建筑結(jié)構(gòu)承載能力的可靠性，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種荷載和變形，在偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后保持必需的整體穩(wěn)定，不發(fā)生倒塌。1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)簡(jiǎn)述1.3.1結(jié)構(gòu)的功能第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十頁(yè)，共24頁(yè)。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十一頁(yè)，共24頁(yè)。

結(jié)構(gòu)的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

適用性：指結(jié)構(gòu)在正常使用過(guò)程中應(yīng)具有良好的工作性能，不產(chǎn)生影響使用的過(guò)大變形以及不發(fā)生過(guò)寬裂縫，不產(chǎn)生影響正常使用的振動(dòng)。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十二頁(yè)，共24頁(yè)。

結(jié)構(gòu)的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

耐久性：結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性能，完好使用到設(shè)計(jì)規(guī)定的年限。

例如：不發(fā)生嚴(yán)重的風(fēng)化、腐蝕、脫落、碳化、鋼筋不發(fā)生銹蝕。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十三頁(yè)，共24頁(yè)。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十四頁(yè)，共24頁(yè)。1.3.2結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

極限狀態(tài)：

整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱(chēng)為該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)能夠完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，則稱(chēng)結(jié)構(gòu)是“可靠”的或“有效”的。反之，則結(jié)構(gòu)為“不可靠”或“失效”。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十五頁(yè)，共24頁(yè)。1.3.2結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)“有效狀態(tài)”與“失效狀態(tài)”的分界稱(chēng)為“極限狀態(tài)”。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十六頁(yè)，共24頁(yè)。1.承載能力極限狀態(tài)：

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大的承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于材料強(qiáng)度不夠而破壞；結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定；整體結(jié)構(gòu)或其中一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系時(shí)。第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十七頁(yè)，共24頁(yè)。2.正常使用極限狀態(tài)過(guò)大的變形、側(cè)移；過(guò)寬的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；過(guò)大的振動(dòng)（不舒適）；局部損壞。通常按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，然后按正常使用極限狀態(tài)校核構(gòu)件。第一章緒論

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十八頁(yè)，共24頁(yè)。1.3.3荷載的分類(lèi)

是否隨時(shí)間而變化分類(lèi)(1)靜態(tài)荷載（永久荷載或恒荷載，G或g表示）

如結(jié)構(gòu)自重、外加永久性的承重、非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑裝飾構(gòu)件的重量、土壓力等。

(2)動(dòng)態(tài)荷載（可變荷載或活荷載，Q或q表示）

如工業(yè)建筑樓面活荷載、民用建筑樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、車(chē)輛荷載、吊車(chē)荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、裹冰荷載、波浪荷載等均是。

第一章緒論1.3結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)第十九頁(yè)，共24頁(yè)。1.4混凝土的應(yīng)用

1.房屋工程

在我國(guó)，超過(guò)100m高的高層建筑中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或?yàn)榛炷梁弯摰慕M合結(jié)構(gòu)?；炷两M合柱組合樓板鋼柱組合梁組合桁架鋼筋混凝土筒體第一章緒論1.4混凝土的應(yīng)用第二十頁(yè)，共24頁(yè)。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)。上海內(nèi)環(huán)線(xiàn)浦西段高架公路，以及與之相連的南浦大橋、楊浦大橋的塔架地鐵一號(hào)線(xiàn)、延安東路隧道、英吉利海峽隧道等第一章緒論1.4混凝土的應(yīng)用第二十一頁(yè)，共24頁(yè)。3.水利工程

大壩、攔海閘墩、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