第1章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論§0.1什么是混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：廣義上，指房屋建筑和土木工程的建筑物、構(gòu)筑物及其相關(guān)組成部分的實(shí)體。狹義上，指各種工程實(shí)體的承重骨架。根據(jù)制作材料的不同，可分為以下類(lèi)型：混凝土結(jié)構(gòu)：以混凝土為主要材料制作的結(jié)構(gòu)。（砼）砌體結(jié)構(gòu)：以砌體為主制作的結(jié)構(gòu)。（磚、石、砌塊）鋼結(jié)構(gòu)：以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)。木結(jié)構(gòu)：以木材為主制作的結(jié)構(gòu)。組合結(jié)構(gòu)：同一截面或各桿件由兩種或兩種以上材料制作的結(jié)構(gòu)。§0.2混凝土結(jié)構(gòu)主要的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)承載力大就地取材耐久、耐火可模性好整體性好、剛度大自重大混凝土：24~25kN/m3

粘土磚:17~19kN/m3

杉木：4

kN/m3易開(kāi)裂性質(zhì)脆缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)多，缺點(diǎn)少；缺點(diǎn)可克服?！?.3混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)況如何1824年，英國(guó)人阿斯匹丁J.Aspdin發(fā)明水泥；1850年，法國(guó)人藍(lán)波特L.Lambot制成鐵絲網(wǎng)水泥船；1859年，轉(zhuǎn)爐煉鋼成功；1861年，法國(guó)人莫尼埃J.Monier取得鋼筋混凝土板、管道、拱橋的專(zhuān)利。與鋼、木、砌體結(jié)構(gòu)相比，歷史最短，但發(fā)展最快，已經(jīng)成為當(dāng)今世界各國(guó)的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。材料：朝輕質(zhì)、高強(qiáng)方向發(fā)展。強(qiáng)度發(fā)展如：混凝土：C10

→C25→C60→C80→C100→

C200

結(jié)構(gòu)形式：高層大跨。如：臺(tái)北101大樓，101層，508m,鋼結(jié)構(gòu)；馬來(lái)西亞吉隆坡石油大廈，88層，452m，鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；上海金茂大廈，88層，421m，鋼-混凝土結(jié)構(gòu)；香港國(guó)際金融中心，88層，415m，混合結(jié)構(gòu)；美國(guó)亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)主體育館240m×193m，張拉整體結(jié)構(gòu)；橋梁跨度也越來(lái)越大。如四川萬(wàn)縣拱橋，跨度為420m。

香港國(guó)際金融中心88層,415m臺(tái)北101大樓101層,508m上海金茂大廈88層,421m該橋是長(zhǎng)江上第一座單孔跨江公路大橋，也是當(dāng)時(shí)世界上同類(lèi)型跨度最大的拱橋，1997年5月竣工通車(chē)。大橋在中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)2004年第16屆年會(huì)上入選首屆《全國(guó)十佳橋梁》，名列拱橋首位。

重慶萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋（原名四川萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋。全橋長(zhǎng)814米，寬23米，橋拱凈跨420米，橋面距江面高140米）湘潭四大橋（蓮城大橋）（世界首創(chuàng)、我國(guó)最大的斜拉飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋

）全長(zhǎng)4488米，2004年2月開(kāi)工建設(shè)，2007年7月竣工通車(chē)。湘潭市第四座湘江大橋正式被命名為“蓮城大橋”，結(jié)束了該市橋梁長(zhǎng)期以數(shù)字命名的歷史。設(shè)計(jì)方法:

經(jīng)驗(yàn)法上世紀(jì)五十年代以前：允許應(yīng)力法半經(jīng)驗(yàn)、半理論法上世紀(jì)五、六十年代：半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)法上世紀(jì)七十年代以來(lái):

以概率論數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法§0.4前置的基礎(chǔ)課程材料性能設(shè)計(jì)方法軸拉構(gòu)件軸壓構(gòu)件受彎構(gòu)件受剪構(gòu)件受扭構(gòu)件偏壓、偏拉構(gòu)件變形、裂縫及結(jié)構(gòu)的耐久性預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)樓蓋結(jié)構(gòu)單層廠房結(jié)構(gòu)多、高層框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)備知識(shí)：《混凝土結(jié)構(gòu)原理》研究對(duì)象：以單個(gè)混凝土構(gòu)件作為研究對(duì)象。

任務(wù)：重點(diǎn)對(duì)桿系構(gòu)件（梁、柱）的彎、剪、扭、壓、拉作用下的承載力和變形、裂縫寬度研究。研究方法：1.以材料力學(xué)為基礎(chǔ)建立力學(xué)模型；2.進(jìn)行構(gòu)件試驗(yàn)，實(shí)測(cè)材料應(yīng)力、應(yīng)變即變形；3.分析影響因素；4.提出相應(yīng)的修正系數(shù)、簡(jiǎn)化公式及使用限制條件。要求：掌握常見(jiàn)混凝土基本構(gòu)件（梁、板、柱）在彎、剪、扭、壓、拉作用下的承載力計(jì)算和變形、裂縫寬度驗(yàn)算；熟悉其設(shè)計(jì)構(gòu)造要求?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究對(duì)象：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以整體結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象，如梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房和框架結(jié)構(gòu)等。任務(wù)：分析其受力，并進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)。研究方法：1.以結(jié)構(gòu)力學(xué)為基礎(chǔ)建立力學(xué)模型；2.進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，實(shí)測(cè)構(gòu)件應(yīng)力、應(yīng)變及變形；3.分析影響因素；4.提出相應(yīng)的修正系數(shù)、簡(jiǎn)化公式及使用限制條件。要求：