混凝土结构-上册PPT课件.ppt

第一章绪论 学习目标 掌握混凝土结构的一般概念及特点 了解混凝土结构的发展与应用概况 了解本课程的主要内容 要求和学习方法 1 教学提示 对混凝土结构的一般概念应作重点讲述 同时应简要介绍混凝土结构在工程中的应用 发展前景以及相关行业的 规范 情况 并应对混凝土结构课程的特点及学习方法提出建议 2 本章主要内容 混凝土结构的一般概念和特点 混凝土结构的发展简况及其应用 课程的主要内容 特点及学习方法 3 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 4 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 素混凝土结构 PlainConcrete 5 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 钢筋混凝土结构 ReinforcedConcrete 6 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 预应力混凝土结构 PrestressedConcrete 7 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 钢骨混凝土结构 SteelReinforcedConcrete EncasedConcrete 8 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 钢管混凝土结构 ConcreteFilledTube 9 1 混凝土的主要力学性能 1 抗压强度较高 而抗拉强度却很低 只有抗压强度的1 8 1 20 2 破坏时具有明显的脆性性质 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 1 1 2 配筋的作用与要求 一 为什么想将钢筋与混凝土组合起来使用 主要由两者的力学性能和经济性决定的 10 Pcr 9 7kN fc 13 4N mm2ft 1 54N mm2 ft sc ft 2 素混凝土梁的受力性能 Pu Pcr 破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近 远未达到混凝土的抗压强度 破坏表现为脆性断裂 无明显预兆 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 11 1 抗拉和抗压强度都很高 2 延性好 多数钢材具有屈服现象 破坏时表现出较好的延性 3 易于压曲失稳 细长的钢筋受压时极易压曲 仅能作为受拉构件 4 耐久性和耐火性差 因此 将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起 可以取长补短 充分利用材料的性能 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 3 钢材的主要性能 12 Pcr 9 7kN fc 13 4N mm2ft 1 54N mm2fy 335N mm2 ft sc ft 4 钢筋混凝土梁的受力性能 Pu 52 5kN fy 配置钢筋后 RC梁的承载力 52 5kN 比素混凝土梁 9 7kN 大大提高 钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用 破坏过程有明显预兆 Py 50 0kN 第一章绪论 fc 13 1 钢筋和混凝土之间存在良好的粘结力 保证在荷载作用下两种材料协调变形 共同受力 2 钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数 钢材为1 2 10 5 oC 混凝土为1 0 1 5 10 5 oC 保证温度变化时 两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏 3 混凝土的碱性环境 粘结力 Bond 第一章绪论 二 钢筋与混凝土共同工作的条件 14 一 优点 1 就地取材 2 合理用材 经济性好 3 耐久性和耐火性好 维护费用低 4 可模性好 5 整体性好 且通过合适的配筋 可获得较好的延性 适用于抗震 抗爆结构等 第一章绪论 1 1 3混凝土结构的优缺点 15 自重大不适用于大跨 高层结构 轻质 高强和预应力 抗裂性差普通RC结构 在正常使用阶段往往带裂缝工作 预应力混凝土 第一章绪论 1 1混凝土结构一般概念和特点 二 缺点 16 1824年英国人阿斯普丁 J Aspdin 发明硅酸盐水泥 1849年法国人朗波 L Lambot 制造了第一只钢筋混凝土小船 1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋 第一章绪论 1 2混凝土结构的发展简况 混凝土结构的开始应用于土木工程距今仅150多年 与砖石结构 钢木结构相比 混凝土结构的历史并不长 但发展非常迅速 目前混凝土结构已成为土木工程中最主要的结构 17 第一阶段 从钢筋混凝土发明到20世纪初 材料 钢筋和混凝土的强度都比较低 C20 计算理论 容许应力设计方法 应用 主要用于建造中小型楼板 梁 柱 拱和基础等构件 第一章绪论 1 2混凝土结构的发展简况及其应用 混凝土结构发展的三个阶段 18 第一章绪论 材料 混凝土 钢筋强度不断提高 计算理论 破损阶段设计法极限状态设计法 定值法 第二阶段 从上世纪20年代到第二次世界大战前后 应用 已应用于简单的结构中 特别是1928年法国土木工程师弗雷西奈 E Freyssnet 发明了预应力混凝土 使得混凝土结构可以用来建造大跨度结构 19 第一章绪论 材料 强度继续提高 尤其是高强 高性能混凝土和高强钢筋的发展 泵送商品混凝土技术的发展等 目前国内常用的砼强度等级为C20 C45 第三阶段 二战以后到现在 设计计算理论 以概率理论为基础的极限状态设计法 计算机技术推进了设计理论的发展 应用 建造了一大批超高层建筑 大跨度桥梁 特长跨海隧道 高耸结构等大型工程 20 第一章绪论 台北101101层 508m 金茂大厦88层 421m 21 第一章绪论 1 2混凝土结构的发展简况及其应用 重庆市万县长江大桥 22 第一章绪论 1 2混凝土结构的发展简况及其应用 元江大桥 23 1 3课程的主要内容 特点与学习方法 一 课程的主要内容 第一章绪论 研究四种构件在两种极限状态下的受力性能 设计计算方法及构造措施 24 四种基本构件 承载能力极限状态 安全性 正常使用极限状态 适用性 耐久性 S R 课程的内容框架 二 课程的内容框架 第一章绪论 设计方法 材性 25 第一章绪论 三 课程的特点 1 实验性 理论性和实践性很强 2 突出特点是以实验研究为基础 提出假定 进行简化 建立实用的设计计算方法和公式 用于解决工程实际问题 3 内容存在 七多 即概念多 公式多 系数多 符号多 构造规定多 教学环节多 文字叙述多 26 第一章绪论 27 第一章绪论 四 学习方法 由钢筋和混凝土两种力学性能不同且复杂的材料组成 所以钢筋混凝土的力学性能十分复杂 因此 其受力性能 设计计算方法及配筋构造不可能用力学方法推出 必须建立在实验研究的基础上 1 3课程的主要内容 特点和学习方法 1 钢筋混凝土结构是一门实验性很强的学科 28 第一章绪论 1 3课程的主要内容 特点和学习方法 设计过程包括结构选型 构件布置 内力分析 配筋计算 配筋构造 绘制施工图等 设计中许多数据可能有多种选择 因此设计结果不是唯一的 最终的设计结果应是安全适用和经济合理的 2 构件和结构设计是一个综合性问题 29 第一章绪论 1 设计规范的作用 设计规范是具有约束性和立法性的文件 其目的是使工程结构设计既安全适用又经济合理 2 国内的五本砼结构设计规范 建工GB50010 2002 公路JTGD62 2004 水工SL T191 96 港工JTJ267 98 铁路TB10002 3 3 本课程的学习应与设计规范相结合 30 3 本课程学习的重点 本课程以基本理论为主 并结合主要用于建筑结构的 混凝土结构设计规范GB50010 2002 道桥结构的 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTGD62 2004 学习 31 第一章绪论 一方面设计应遵