《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》項(xiàng)目1任務(wù)1教學(xué)課件

項(xiàng)目一任務(wù)1結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識(shí)項(xiàng)目一任務(wù)1結(jié)構(gòu)的整體認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)▲掌握混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念及特點(diǎn)；▲了解混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況；▲了解本課程的主要內(nèi)容、要求和學(xué)習(xí)方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)提示

▲對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念應(yīng)作重點(diǎn)講述；

▲同時(shí)應(yīng)簡(jiǎn)要介紹混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的

應(yīng)用、發(fā)展前景以及相關(guān)行業(yè)的《規(guī)范》

情況；

▲并應(yīng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法

提出建議。教學(xué)提示

▲對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念應(yīng)作重點(diǎn)講述；

▲同主要內(nèi)容▲混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念和特點(diǎn)▲混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用▲課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法主要內(nèi)容1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)二、分類以混凝土為主材，并根據(jù)需要配置鋼筋、鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)(ConcreteStructure)。1.1混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類一、定義1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)素混凝土結(jié)構(gòu)（PlainConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)素混凝土結(jié)構(gòu)（PlainC1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（ReinforcedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinfo1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（PrestressedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（Prest1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（SteelReinforcedConcrete)(EncasedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（ConcreteFilledTube)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concre1、混凝土的主要力學(xué)性能（1）抗壓強(qiáng)度較高，而抗拉強(qiáng)度卻很低

(只有抗壓強(qiáng)度的1/8-1/20)。（2）破壞時(shí)具有明顯的脆性性質(zhì)。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)1.1.2、配筋的作用與要求一、為什么想將鋼筋與混凝土組合起來(lái)使用？

主要由兩者的力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性決定的1、混凝土的主要力學(xué)性能1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)1.Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2ftsc=ft25002、素混凝土梁的受力性能Pu≈Pcrsc=ftft破壞時(shí)跨中截面受壓邊緣的壓應(yīng)力與抗拉強(qiáng)度相近，遠(yuǎn)未達(dá)到混凝土的抗壓強(qiáng)度，破壞表現(xiàn)為脆性斷裂，無(wú)明顯預(yù)兆。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2

（1）抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高。

（2）延性好：多數(shù)鋼材具有屈服現(xiàn)象，破壞時(shí)表現(xiàn)出較好的延性。

（3）易于壓曲失穩(wěn)：細(xì)長(zhǎng)的鋼筋受壓時(shí)極易壓曲，僅能作為受拉構(gòu)件。

（4）耐久性和耐火性差。因此，將混凝土和鋼材這兩種材料有機(jī)地結(jié)合在一起，可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分利用材料的性能。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)3、鋼材的主要性能（1）抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高。因此，將混凝土和鋼材這兩種材料Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2ftsc=f鋼筋混凝土梁的受力性能Pu≈

52.5kNsc=ftftsssc2f16

fy配置鋼筋后：▲

RC梁的承載力（52.5kN)比素混凝土梁（9.7kN)大大提高，▲鋼筋的抗拉強(qiáng)度和混凝土的抗壓強(qiáng)度均得到充分利用，▲破壞過(guò)程有明顯預(yù)兆。Py≈

50.0kN

fcPcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ftsc=（1）鋼筋和混凝土之間存在良好的粘結(jié)力；保證在荷載作用下兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力；（2）鋼材與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)

（鋼材為1.2×10-5/oC，混凝土為1.0~1.5×10-5/oC

）；保證溫度變化時(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。（3）混凝土的堿性環(huán)境粘結(jié)力——Bond二、鋼筋與混凝土共同工作的條件（1）鋼筋和混凝土之間存在良好的粘結(jié)力；粘結(jié)力——Bond二一、優(yōu)點(diǎn)（1）就地取材（2）合理用材、經(jīng)濟(jì)性好（3）耐久性和耐火性好、維護(hù)費(fèi)用低（4）可模性好（5）整體性好，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)等；1.1.3混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)一、優(yōu)點(diǎn)1.1.3混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)⑴自重大不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。

輕質(zhì)、高強(qiáng)和預(yù)應(yīng)力。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。

預(yù)應(yīng)力混凝土。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)二、缺點(diǎn)⑴自重大1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點(diǎn)二、缺點(diǎn)▲

1824年英國(guó)人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥?！?/p>

1849年法國(guó)人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船?！?/p>

1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況▲

混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(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，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為土木工程中最主要的結(jié)構(gòu)?！?824年英國(guó)人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水第一階段：從鋼筋混凝土發(fā)明到20世紀(jì)初。材料：鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低（<C20）。計(jì)算理論：容許應(yīng)力設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用：主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段：從鋼筋混凝土發(fā)明到20世紀(jì)初。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的材料：混凝土、鋼筋強(qiáng)度不斷提高。計(jì)算理論：破損階段設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（定值法）。第二階段：從上世紀(jì)20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后應(yīng)用：已應(yīng)用于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中，特別是1928年法國(guó)土木工程師弗雷西奈（E.Freyssnet）發(fā)明了

預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來(lái)建造大跨度結(jié)構(gòu)。材料：混凝土、鋼筋強(qiáng)度不斷提高。第二階段：從上世紀(jì)20年代到材料：強(qiáng)度繼續(xù)提高。尤其是高強(qiáng)、高性能混凝土和高強(qiáng)鋼筋的發(fā)展，泵送商品混凝土技術(shù)的發(fā)展等。目前國(guó)內(nèi)常用的砼強(qiáng)度等級(jí)為C20~C45。第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在設(shè)計(jì)計(jì)算理論：以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。計(jì)算機(jī)技術(shù)推進(jìn)了設(shè)計(jì)理論的發(fā)展。應(yīng)用：建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長(zhǎng)跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程。材料：強(qiáng)度繼續(xù)提高。第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在設(shè)計(jì)計(jì)算理論：以臺(tái)北101101層,508m金茂大廈88層,421m臺(tái)北101金茂大廈第一章緒論1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用重慶市萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋第一章緒論1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用重慶市萬(wàn)縣1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用元江大橋1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況及其應(yīng)用元江大橋受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受扭構(gòu)件受拉構(gòu)件受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件1.3課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法一、課程的主要內(nèi)容研究四種構(gòu)件在兩種極限狀態(tài)下的受力性能、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及構(gòu)造措施。受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受扭構(gòu)件受拉構(gòu)件受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件1.3課程四種基本構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)（安全性）正常使用極限狀態(tài)（適用性、耐久性）S≤R課程的內(nèi)容框架二、課程的內(nèi)容框架設(shè)計(jì)方法材性四種基本構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)S≤R課程的內(nèi)容三、課程的特點(diǎn)1、實(shí)驗(yàn)性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。2、突出特點(diǎn)是以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，提出假定、進(jìn)行簡(jiǎn)化、建立實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和公式，用于解決工程實(shí)際問(wèn)題。3、內(nèi)容存在“七多”，即概念多、公式多、系數(shù)多、符號(hào)多、構(gòu)造規(guī)定多、教學(xué)環(huán)節(jié)多，文字?jǐn)⑹龆唷?/p>

三、課程的特點(diǎn)1、實(shí)驗(yàn)性、理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)。問(wèn)題的復(fù)雜性問(wèn)題的綜合性基本理論工程應(yīng)用受力性能理論分析構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題不是單一的解答是不唯一的材料的力學(xué)性能兩種材料的配比兩種材料的共同工作問(wèn)題的復(fù)雜性問(wèn)題的綜合性基本理論工程應(yīng)用受力性能理論分析構(gòu)件四、學(xué)習(xí)方法由鋼筋和混凝土兩種力學(xué)性能不同且復(fù)雜的材料組成，所以鋼筋混凝土的力學(xué)性能十分復(fù)雜。因此，其受力性能、設(shè)計(jì)計(jì)算方法及配筋構(gòu)造不可能用力學(xué)方法推出，必須建立在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上。1.3課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科四、學(xué)習(xí)方法由鋼筋和混凝土兩種力學(xué)性能不同且復(fù)雜的材料組成，1.3課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法設(shè)計(jì)過(guò)程包括結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置、內(nèi)力分析、配筋計(jì)算、配筋構(gòu)造、繪制施工圖等。設(shè)計(jì)中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇，因此設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一的。最終的設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)是安全適用和經(jīng)濟(jì)合理的。2、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題1.3課程的主要內(nèi)容、特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法設(shè)計(jì)過(guò)程包括結(jié)構(gòu)選型、（1）設(shè)計(jì)規(guī)范的作用：設(shè)計(jì)規(guī)范是具有約束性和立法性的文件，其目的是使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全適用又經(jīng)濟(jì)合理。（2）國(guó)內(nèi)的五本砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：鐵路TB10002.3-2005）、建工GB50010-2010、公路JTGD62-2004、水工SL/T191-96、港工JTJ267-983、本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)與設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合（1）設(shè)計(jì)規(guī)范的作用：設(shè)計(jì)規(guī)范是具有約束性和立法性的文件，其（3）本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：本課程以基本理論為主，并結(jié)合主要用于鐵路結(jié)構(gòu)的《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.3—2005）道橋結(jié)構(gòu)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62—2004）學(xué)習(xí)。（3）本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：本課程以基本理論為主，并結(jié)合主要用于一方面設(shè)計(jì)應(yīng)遵循規(guī)范，另一方面只有深刻地理解規(guī)范，才能發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。本