混凝土结构绪论2课时.ppt

课程讲授人：樊玲老师,工程建设项目程序,勘察,设计,施工,工艺设计,建筑设计,结构设计,设备设计,方案确定,结构计算,绘制施工图,构件计算,内力与变形计算,截面设计,构造处理,混凝土结构,0 绪论（introduction）,0.1 混凝土结构的基本概念0.2 混凝土结构的发展概况0.3 本课程的主要内容0.4 本课程的学习方法与要求0.5 主要参考资料0.6 本章小结,0.1 混凝土结构的基本概念（concrete structure）,混凝土结构的定义及主要形式 混凝土结构的受力特征混凝土结构的基本组成混凝土结构的优点及应用局限,主要内容：,混凝土结构的定义及主要形式：定义：以混凝土材料为主制作的结构体系。主要涵盖：素混凝土结构；钢筋混凝土结构；预应力混凝土结构；钢骨混凝土结构；钢管混凝土结构等。,0.1 混凝土结构的基本概念,常见混凝土构件形式,0.1 混凝土结构的基本概念,混凝土结构的主要形式：,0.1 混凝土结构的基本概念,加筋混凝土结构,预应力混凝土结构(PC),钢筋混凝土结构(RC),素混凝土结构,是否施加预应力,是否配有钢筋,混凝土结构,混凝土结构的受力特征：1、素混凝土结构指不配置任何钢材的混凝土结构。（可用于基础下的素混凝土垫层）特点：承载力低，一裂就坏，脆性破坏2、钢筋混凝土结构指用圆钢筋作为配筋的普通混凝土结构，最常用。特点：砼受压性能好，抗压性能差，钢筋主要受拉，两者具有较好的变形协调性，受力性能得到很大改善。,0.1 混凝土结构的基本概念,混凝土结构的受力特征：,0.1 混凝土结构的基本概念,素混凝土梁承载力小，破坏突然,钢筋混凝土梁承载力大，变形性能好，破坏有预告,钢筋混凝土结构（构件）,混凝土结构的受力特征：,0.1 混凝土结构的基本概念,钢筋混凝土结构共同工作的原因：,0.1 混凝土结构的基本概念,*混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，共同变形,*两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混凝土：1.010-51.5 10-5，钢筋：1.2 10-5,*混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化,图0-1a、b,常见钢筋混凝土梁、板的配筋：,0.1 混凝土结构的基本概念,3、型钢砼和钢管混凝土结构（用钢材加强混凝土构件）,混凝土结构的受力特征：,0.1 混凝土结构的基本概念,型钢混凝土结构又称为钢骨混凝土结构。它是指用型钢或用钢板焊成的钢骨架作为配筋的混凝土结构。图0-1为用型钢作为混凝土梁配筋的截面形式、图0-2为用型钢作为混凝土柱配筋的截面形式。可以充分利用外包混凝土的刚度和耐火性能，又可以利用钢骨减小构件断面和改善抗震性能。在一般高层钢结构中，地下室和底部几层也常采用钢骨混凝土梁、柱结构（增强刚度）,1,2,上海金茂大厦、香港中银大厦、北京的香格里拉饭店都采用了型钢混凝土柱钢管混凝土结构是指在钢管内浇捣混凝土做成的结构。（主要用在压力管道或桥梁中）亦可称为：钢混凝土组合结构,混凝土结构的受力特征：,0.1 混凝土结构的基本概念,中银大厦（香港）由 贝 聿 铭 建 筑 师 事 务 所 设 计，建成于1989年，总 建 筑 面 积 12.9 万 平 方 米，地 上 70 层，总 高 369 米采用钢骨混凝土角柱，横梁及斜撑采用钢结构。,中 银 大 厦,4、预应力混凝土结构指在结构构件制作时，在其受拉部位上人为地预先施加压应力的混凝土结构。（防止、限制裂缝）优点：抗裂度、耐久性好，刚度大，变形小缺点：但施工工序、设计计算较复杂。,混凝土结构的受力特征：,0.1 混凝土结构的基本概念,混凝土结构的基本组成：,0.1 混凝土结构的基本概念,0.1 混凝土结构的基本概念,混凝土结构的优点及应用局限：优点：材料性能取长补短，经济性好，可就地取材；混凝土可塑性好，钢筋易加工，可形成任意形状；耐火性、耐久性、整体性好；能阻止射线的穿透。局限性：自重大，构件体量大，易开裂，耗模板；工程质量受气候和施工水平影响；隔热隔声性能差（正逐渐克服）。,混凝土结构的发展概况 混凝土结构的工程应用,主要内容：,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的发展历史概况：,0.2 混凝土结构的的发展概况,1824年，英国人J.Aspdin 发明了波特兰水泥，有了混凝土;1849年，法国人Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成小船-最早的钢筋混凝土结构；1861年，法国花匠J.Monier 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，后又申请了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利-尽管他不懂钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的发明者;,混凝土结构的发展历史概况：,0.2 混凝土结构的的发展概况,1872年 在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋；1884年，德国人Wayss,Bauschingger和Koenen等提出了钢筋应配置在构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐渐得到了推广应用;1928年 法国土木工程师E.Freyssnet 发明了预应力混凝土，1940年后期在工程中应用，使得混凝土结构可以用来建造大跨度结构；目前,混凝土和预应力混凝土结构已广泛地应用于建筑工程、公路铁路工程、水利工程、海洋工程、地下工程等土木工程领域。,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的材料发展概况：,强度不断提高（美国60年代混凝土抗压强度平均值：28N/mm2，70年代：42N/mm2，有特殊需要时：40N/mm2100 N/mm2，试验室中：266 N/mm2）轻质混凝土的应用（容重一般为：14kN/m318kN/m3(普通混凝土为24kN/m3)，加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等）无砂混凝土（只有粗骨料，无细骨料）FRP筋的应用（用FRP筋代替钢筋）,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构计算理论发展概况,容许应力法,破损阶段设计法,极限状态设计法,以概率理论为基础的极限状态法,0.2 混凝土结构的的发展概况,我国混凝土结构设计规范发展概况 解放前用欧美规范；50年代用前苏联规范；1966年，BGJ 21-66：多系数表达的极限状态设计法；1974年，TJ 10-74：单一安全系数表达的极限状态设计法；1984年，规定我国各种建筑结构设计统一采用以概率理论为基础的极限状态设计方法的标准建筑结构设计统一标准(GBJ 68-84)颁布，相应的规范 GBJ 10-89于1991年实施；2002年，依据建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)编制的 GB 50010-2002规范于2002年4月1日实施；2008年2010年，新修编的统一房屋、铁路、公路、港口和水利水电工程的工程结构可靠度设计统一标准(GB 500153-2008)颁布实施，混凝土结构设计规范也开始修订，并与2010年出现新的混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）。,低层混凝土框架结构,多层混凝土框架结构,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的工程应用,高层混凝土框架-剪力墙结构,超高层混凝土筒中筒结构,温州世贸中心工程：国内最高的钢筋混凝土结构，高323.3米,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的工程应用,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的工程应用,迪拜塔2010年1月4日 总高度：828米（2,684英尺）层数：162层 结构形式：钢筋混凝土结构 6.3级地震 建筑造价105亿（RMB）,31万立方米的强化混凝土；6.2万吨的强化钢筋。,工业厂房,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的工程应用,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,桥梁结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,0.2 混凝土结构的发展概况,混凝土结构的工程应用,地下结构：,特种结构：核电站的安全壳;储水池;海洋钻井平台;电视塔等.,0.2 混凝土结构的的发展概况,混凝土结构的工程应用,绪 论第1章 钢筋混凝土材料的力学性能第2章 混凝土结构设计方法第3章 受弯构件正截面承载力第4章 受弯构件斜截面承载力第5章 受压构件截面承载力第6章 受拉构件截面承载力第7章 受扭构件承载力计算第8章 受冲切构件承载力第9章 挠度、裂缝宽度及延性和耐久性第10章 预应力混凝土构件第11章 楼盖第12章 框架,0.3 本课程的主要内容,学习要点：注重概念学习；注重分析能力；注重创新能力。学习延伸：结合最新技术进展学习；结合现代信息技术学习；结合教师科研成果学习。,学习方法,0.4 本课程的学习方法与要求,掌握混凝土结构基本原理知识，主要包括：结构设计基本概念与方法 受弯（压、拉）构件设计 抗剪和抗冲切设计概念与方法 构件刚度和变形 预应力混凝土的概念与构件设计基本原理 楼盖、框架的设计 学习内容与混凝土结构设计规范的关联 构件施工图的绘制,学习要求,0.4 本课程的学习方法与要求,混凝土结构设计规范(GB50010-2010)S.中国建筑工业出版社,2010.程文瀼,王铁成,颜德姮.混凝土结构设计原理(3rd)M.中国建筑工业出版社,2003.沈蒲生,梁兴文.混凝土结构设计原理M.北京：高等教育出版社,2003.舒士霖.钢筋混凝土结构(2nd)M.浙江大学出版社,2003.叶列平,赵作周.混凝土结构M.清华大学出版社,2006.马嵘,干惟.混凝土结构设计原理M.中国水利水电出版社,2008.顾祥林.混凝土结构基本原理.同济大学出版社，2004 A.H.Nilson.混凝土结构设计(13th)(英文缩编版)M.重庆大学出版社,2006.Park&Paulay.Reinforced Concrete Structures.New York:John Wiley&Sons,1975,0.5 主要参考资料,0.6 本章小结,本章重点：混凝土结构的基本概念及发展历史，并详细介绍了混凝土结构的优缺点，各种混凝土结构的特点及相关使用建筑物，混凝土结构学习的方法及思路，学习本课程的主要参考书目。本章难点：一般混凝土结构的组成及各类别混凝土结构的特点及使用情况！本章作业：1：请网上查阅使用混凝土为受力结构的建筑物，把世界上各类别的混凝土建筑物的结构情况简单叙述一下！（每个类别举例2-3个）2：简述混凝土结构的优缺点？,