緒論混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原理

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)告第1頁/共26頁第一頁，共27頁。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，相得益彰第2頁/共26頁第二頁，共27頁。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：1.0×10-5~1.5×10-5，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第3頁/共26頁第三頁，共27頁。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PPPP預(yù)應(yīng)力鋼筋第4頁/共26頁第四頁，共27頁。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)地下室底板第5頁/共26頁第五頁，共27頁。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第6頁/共26頁第六頁，共27頁。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)明了波特蘭水泥，有了混凝土；*1849年，法國人JosephLouisLambot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。第7頁/共26頁第七頁，共27頁。二、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展

2.材料方面的發(fā)展PP強(qiáng)度不斷提高美國60年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值：28N/mm2，70年代：42N/mm2，有特殊需要時：40N/mm2~100N/mm2，試驗室中：266N/mm2輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用容重一般為：14kN/m3~18kN/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筋代替鋼筋第8頁/共26頁第八頁，共27頁。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)、FRP混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等第9頁/共26頁第九頁，共27頁。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（兼顧安全性、使用性和耐久性）材料力學(xué)的方法按經(jīng)驗法確定安全系數(shù)第10頁/共26頁第十頁，共27頁。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(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)構(gòu)非線性分析、結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法的完善與應(yīng)用第11頁/共26頁第十一頁，共27頁。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：如何評價既有結(jié)構(gòu)（20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來的）安全性評定使用性評定耐久性評定損傷分析壽命預(yù)測災(zāi)害評估等第12頁/共26頁第十二頁，共27頁。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—既有結(jié)構(gòu)的維護(hù)、改造與加固（80年代中期發(fā)展起來）基于既有結(jié)構(gòu)性能評定理論的結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)基于既有結(jié)構(gòu)性能評定理論的結(jié)構(gòu)改造技術(shù)基于既有結(jié)構(gòu)性能評定理論的加固技術(shù)第13頁/共26頁第十三頁，共27頁。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(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用第14頁/共26頁第十四頁，共27頁。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)的完善第15頁/共26頁第十五頁，共27頁。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)的完善第16頁/共26頁第十六頁，共27頁。三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

1.建筑工程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)第17頁/共26頁第十七頁，共27頁。三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

1.建筑工程公共建筑絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或為混凝土和鋼的組合結(jié)構(gòu)第18頁/共26頁第十八頁，共27頁。三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

1.建筑工程公共建筑絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或為混凝土和鋼的組合結(jié)構(gòu)第19頁/共26頁第十九頁，共27頁。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、英吉利海峽隧道等第20頁/共26頁第二十頁，共27頁。三、混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

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，世界最高的混凝土重力壩我國的三峽大壩第21頁/共26頁第二十一頁，共27頁。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、電視塔等第22頁/共26頁第二十二頁，共27頁。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、電視塔等第23頁/共26頁第二十三頁，共27頁。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)件的性能評估第24頁/共26頁第二十四頁，共27頁。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論體系。很多公式不能由嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)得出，只能由試驗結(jié)果回歸而成。學(xué)習(xí)和應(yīng)用時要注意思維方式的轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)設(shè)計單靠理論分析還不夠，還要輔以一定的構(gòu)造措施，才能保證安全可靠注意理論聯(lián)系實際，積累一定的感性認(rèn)識，對學(xué)習(xí)本課程十分有益第25頁/共26頁第二十五頁，共27頁。感謝您的觀看！第26頁/共26頁第二十六頁，共27頁。內(nèi)容總結(jié)一、混凝土結(jié)構(gòu)的概念和特點

1.一般概念。*