混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念

混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日素混凝土結(jié)構(gòu)（plainconcretestructure）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（reinforcedconcretestructure）勁性混凝土結(jié)構(gòu)（steel-reinforcedconcretestructure）預應力混凝土結(jié)構(gòu)（pre-stressedconcretestructure）

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（concrete-filledtubestructure）第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日二、在混凝土中配置鋼筋所起的作用素混凝土梁破壞特征：一裂即斷，脆性，破壞無預兆；Fmax≈8kN鋼筋混凝土梁破壞特征：裂不等于壞，破壞有預兆；Fmax≈36kN第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日由此可見，素混凝土結(jié)構(gòu)中加入少量鋼筋以后：﹡承載力有很大提高；﹡受力性能和破壞特征有明顯改善。注意：鋼筋的主要作用是抗拉和抗剪，也可以抗壓。不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋情況見教科書上第2頁各圖。第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日三、鋼筋與混凝土共同工作的原因：1、良好的粘結(jié)力承擔作用在混凝土和鋼筋界面上的剪應力及相應變形。粘結(jié)力

2、鋼筋與混凝土有相近的線膨脹系數(shù)鋼筋：c=1.2×10-5℃-1

混凝土：c=1.0×10-5~1.5×10-5℃-1當溫度變化時兩種材料不致產(chǎn)生較大的相對變形而破壞它們之間的粘結(jié)力。膠結(jié)力：水泥水化物凝膠體與鋼筋之間作用力摩擦力：混凝土收縮后握裹鋼筋所產(chǎn)生的力咬合力：鋼筋與混凝土交界面凹凸不平引起的第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日3、混凝土包圍鋼筋，保證其不受外界影響：可防腐、防銹；結(jié)構(gòu)也不致因火災，使鋼筋很快軟化而導致破壞。注意：玻璃纖維、碳纖維等抗拉強度高的材料也可作配筋用。

第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日§1-2混凝土結(jié)構(gòu)的主要特點一、優(yōu)點：1、耐久性好表現(xiàn)在：①是混凝土的強度在良好環(huán)境下，隨著時間增加，混凝土強度增大；②是混凝土對鋼筋具有保護作用，不象鋼結(jié)構(gòu)需經(jīng)常保養(yǎng)與維修。2、耐火性好

混凝土傳熱性能差，發(fā)生火災時鋼筋不會很快達到軟化的危險程度，以避免結(jié)構(gòu)倒塌破壞，比鋼、木結(jié)構(gòu)耐火性好。3、整體性好

現(xiàn)澆或裝配式，整體性好，有利于抗震、防爆。4、可模性好

根據(jù)需要可澆筑成任何尺寸及形狀。5、易就地取材

混凝土所用原材料為砂、石，可就近、就地取村，運輸費用少，降低造價，也可用工業(yè)廢料（礦渣、粉煤灰等）制成人造骨料用于混凝土結(jié)構(gòu)中。第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日二、缺點：1、自重大2、抗裂性差3、需用模板

對大跨、高層結(jié)構(gòu)抗震等不利，但可用輕質(zhì)高強度混凝土來改善。

正常使用情況下，一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在裂縫，這將導致結(jié)構(gòu)剛度下降，變形增大，影響其耐久性。工序多，周期長，且受季節(jié)氣候條件限制，對已建成的結(jié)構(gòu)，補強、維修工作困難。以上缺點，在一定條件下限制了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍，但預應力混凝土可以使用高強材料（高強度鋼筋和高強度混凝土），可以做到不裂或者控制裂縫寬度，節(jié)約材料，降低自重，具有技術(shù)革命意義。第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日§1-3鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)及基本構(gòu)件土木工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以用于多種房屋結(jié)構(gòu)類型。一、結(jié)構(gòu)體系（類型）1、混合結(jié)構(gòu)：

2、框架結(jié)構(gòu):3、框架-剪力墻結(jié)構(gòu):

4、剪力墻結(jié)構(gòu):5、筒體:是指承重構(gòu)件由不同材料組成的如：砌體結(jié)構(gòu)，鋼木結(jié)構(gòu)等。

主要用于工業(yè)廠房及層數(shù)較多的民用建筑。房屋更高時，基本為框架，但部分采用鋼混凝土墻。

全部采用鋼筋混凝土墻，無柱第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日二、承重構(gòu)件1、水平承重構(gòu)件

:2、豎向承重構(gòu)件:屋蓋及樓蓋；主要承受直接作用于屋（樓）蓋上的荷載及結(jié)構(gòu)本身自重，它是由梁、板組成。柱子，墻。承受由屋（樓）蓋傳來的作用力，如風或地震引起的水平力，并將這些力傳給基礎，由基礎傳至地基。綜合以上，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件按形狀和功能分為梁、板、柱、墻、基礎，統(tǒng)稱為基本構(gòu)件。構(gòu)件：組成結(jié)構(gòu)的一系列受力類型不同的單元。第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日三、按受力特點來區(qū)分基本構(gòu)件1、受彎構(gòu)件

2、受壓構(gòu)件3、受拉構(gòu)件

4、受扭構(gòu)件

如梁或板，主要承受M作用，但一般也有V存在。

如柱，結(jié)構(gòu)墻，屋架壓桿等。

承受N，軸向力沿構(gòu)件縱軸作用時為軸壓。承受M、N，與構(gòu)件軸線作用有偏心的稱為偏壓。承受M、N、V，當V較大時，計算中還應考慮其影響。如屋架拉桿，承受N：沿構(gòu)件縱軸作用時為軸拉（屋架下弦）。承受N、M、V，如框架柱，在豎向、水平荷載作用下，柱中可能受拉力，又有M、V，可能為偏拉構(gòu)件框架結(jié)構(gòu)的邊梁，雨篷梁等（一側(cè)有豎向荷載，另一側(cè)沒有豎向荷載）而引起的M，但純扭構(gòu)件很少，一般都是M、M、V共同作用。第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日

§1-4混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況1824年，英國人J.Aspdin發(fā)明水泥；1850年，法國人L.Lambot制成鐵絲網(wǎng)水泥船；1859年，轉(zhuǎn)爐煉鋼成功；1861年，法國人J.Monier取得鋼筋混凝土板、管道、拱橋的專利。材料：朝輕質(zhì)、高強方向發(fā)展結(jié)構(gòu)：高層大跨設計方法：經(jīng)驗法半理論半經(jīng)驗法概率極限狀態(tài)設計法第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日§1-5學習本課程注意的問題一、注意和力學課程的區(qū)別：1、混凝土和鋼筋并非理想彈性材料。2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)帶裂縫工作，即。3、以試驗為基礎，得到一系列經(jīng)驗公式。4、結(jié)構(gòu)設計的有關問題：(1)綜合性強，要學會對多種因素的分析與應用。(2)構(gòu)造處理及有關規(guī)定。設計規(guī)范：第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日1966-1988年，采用我國自制《規(guī)范》BJG21-66《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》隨后對BJG21-66修改為TJ-74。1989-2002年，《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GBJ10-89，以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，并用多個經(jīng)驗系數(shù)來表達。2002年以來，采用現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010-2002其計算結(jié)果有明確的可靠度指標，對提高構(gòu)件設計合理性具有深刻意義，并將建筑結(jié)構(gòu)的計算方法提高到當今的國際先進水平?！鵄CI(美國混凝土協(xié)會)CEB（歐洲）HUTY（獨聯(lián)體）DIN（德國）BS（英國）(3)設計結(jié)果不唯一。材力、結(jié)力側(cè)重于構(gòu)件的應力和變形計算，它們的答案往往是唯一的?；炷琳n所解決的問題不僅是強度、變形兩個問題。主要是構(gòu)件（截面選擇、結(jié)構(gòu)設計、構(gòu)造配筋），答案不唯一。第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日二、注意符號體系和計量單位：1、符號體系：采用主體符號或帶上、下標的主體符號。

﹡如M，fy，Ecf，fy′

主體符號：用斜體大、小寫字母；上、下標：用標號或小寫正體字母。

﹡例外：l

E2、計量單位：力：N(牛頓)，KN(千牛)1kN=1000N;