混凝土结构设计原理绪论

混凝土结构设计原理主页页目录录帮助助下一章上一章混凝土结结构设计计原理B（路桥方方向）授课教师师：李洛洛克混凝土结构设计原理主页页目录录帮助助下一章上一章结构设计计原理（第三版版）叶见曙主主编编李国平主主审审混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章综合成绩绩评定办办法1、按时上上课2、及时复复习和预预习3、按时完完成作业业4、多看书书——勤查规范范、参考考书成绩评定定：作业10%＋考勤20%＋期末考考试70%=100分（10分）（（20分）（（70分）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？§0.３钢筋和混凝土为什么能共同工作？§0.４混凝土结构主要的优点、缺点§0.５混凝土结构的发展简况如何§0.６符号体系§0.７计量单位§0.８学习内容与方法混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？结构构：：广义上指土木木工程中中的的建筑物、构筑物及其相关组组成部分分的实体体。狭义上指各种种工程实实体的承承重骨架架。建筑物：：建筑物通通称建筑筑，一般般指供人居住、工工作、学习、生生产、经经营、娱娱乐、储储藏物品品以及进进行其他社会会活动的的工程建建筑。构筑物：：构筑物就就是不具具备、不不包含或或不提供人人类居住住功能的人工建建造物，，如桥梁梁，堤坝坝，隧道道等。构件件：：构造物物的各个结结构都是是由若干干个基本本构件构构成的，按受受力与变变形特点点，构件件分为受受拉、压压、弯、剪、、扭、复复合受力力构件。。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？在房屋建筑筑物中的承受荷荷载和传传递荷载载的部分分主要有有梁、柱柱、板、、承重墙墙等构件件，这些些构件进进行合理理搭配就就可以组组成很多多建筑物物的形式式。房屋建筑筑物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖木结构构由木材组组成承重重骨架，，用砖做做维护的的结构形形式，砖砖墙（砌体））不承重重房屋建筑筑物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖混结构构是由砖墙墙（砌体体）为主主要承重重的结构构房屋建筑筑物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？框架结构构钢筋混凝凝土的柱柱、梁为为承重结结构，用用砖做维维护的1种结构，，砖墙（（砌体））不承重重房屋建筑筑物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？钢结构构由钢柱、钢梁组组成的的承重重结构构，也也有的的就是是屋面面用钢钢梁的的，这这种结结构中中的砌砌体都都是不不承重重房屋建建筑物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？路桥工工程构构造物物在路桥桥工程程构造造物的的承受荷荷载和传递荷荷载的部分分主要要有主主梁、、横梁梁、板板、拱拱圈、、索、、杆、、墙、、柱、、墩台台等等等构件件，这这些构构件进进行合合理搭搭配就就可以以组成成很多多基础础设施施中的的构造造物形形，如如桥梁、涵洞、隧道、挡土墙墙等。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？桥梁路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？涵洞路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？隧道路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？挡土墙墙路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？混凝土土结构构：以以混凝凝土为为主制制作的的结构构。如如：素混凝土土结构构（plainconcretestructure）钢筋混凝土土结构构（reinforcedconcretestructure）劲性混凝土土结构构（steel-reinforcedconcretestructure）预应力力混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）钢管混凝土土结构构（concrete-filledtubestructure）按材料料分类类钢结结构砌体结结构木结结构混合结结构混凝土土结构构混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章素砼结构钢筋砼结构劲性砼结构预应力砼结构钢管砼结构混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？素混凝土土结构构（plainconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？钢筋混凝土土结构构（reinforcedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？预应力力混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？钢管混混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？素混凝土梁

破坏特征：一裂即断，脆性，破坏无预兆；Fmax≈8kN混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？

破坏特征：裂不等于坏，破坏有预兆；Fmax≈36kN钢筋混凝土梁混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章由此可可见，，素混混凝土土结构构中加加入少少量钢钢筋以以后：：承载力力有很很大提提高；；受力性性能和和破坏坏特征征有明明显改改善。。钢筋的的配置置位置置钢筋的的主要要作用用是抗抗拉、、抗剪剪,因此配配置在在结构构中拉拉应力力、剪剪应力力较大大的位位置。。梁内钢钢筋的的配置置——梁梁在钢钢筋混混凝土土构件件中属属于受弯构构件，弯矩矩在梁梁内产产生的的拉力，因此此钢筋筋布置置在梁梁的受拉区区，主要要作用用是承承受由由弯矩矩在梁梁内产产生的的拉力力混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.３钢筋和混凝土为什么能共同工作？粘结作作用：混凝凝土结结硬后后与钢钢筋牢牢固地地粘结结在一一起，，能相相互传传递应应力。。线膨胀胀系数数:钢筋与与混凝凝土有有相近近的线线膨胀胀系数数钢筋：：c=1.2×10-5℃-1混凝土土：c=1.0×10-5~1.5×10-5℃-1保护层层：混凝土土可以以保护护钢筋筋不被被锈蚀蚀。价格低低廉：：玻璃纤纤维、、碳纤纤维等等也可可作筋筋,价格昂昂贵混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.４混凝土结构主要的优点、缺点优点承载力大就地取材耐久、耐火可模性好整体性好、刚度大自重大混凝土：24~25kN/m3

粘土砖:18~19kN/m3

杉木：4

kN/m3易开裂性质脆缺点优点多多，缺缺点少少；缺缺点可可克服服。总体来来说：：混凝土土结构构虽然然历史史较短短，但但由于于其优优异的的性能能，因因此现现阶段段在房房屋建建筑与与路桥桥工程程建设设中得得到广广泛的的应用用。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.５混凝土结构的发展简况如何1824年，英英国人人J.Aspdin发明波波特兰兰水泥泥；1850年，法法国人人L.Lambot制成铁铁丝网网水泥泥船；；1859年，法法国人人P.Martin平炉转转炉炼炼钢成成功1861年，法法国人人J.Monier取得板板、管管道、、拱桥桥专利利。与钢、、木、、砌体体材料料相比比，历历史最最短，，但发发展最最快，，已经成成为当当今世世界各各国的的主导导材料料之一一。材料：：朝轻质质、高高强方方向发发展。。强度度发展展如：：混凝土土：C10→C25→C60→C80→C100→C200混凝土土材料料：混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：高层建建筑混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：常用桥桥型简支箱箱梁混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：钢围堰堰混凝土结构设计原理绪论论混凝土土结构构：简支梁梁的预预制过过程1.底模安装。图为技术人员在测量反拱。反拱的作用主要为减少预应力产生的上供度。2．钢筋绑扎。采用梁体道碴槽板钢筋和梁体底腹板钢筋分开绑扎工艺，梁体底腹板钢筋及预应力孔道定位网均在钢筋绑扎台座上绑扎成型。钢筋绑扎台座上设置有固定钢筋及各预埋的胎卡具，以确保其位置相对准确。3．吊底腹板钢筋。用两台12.5吨的龙门吊将其吊入制梁台座。然后调整、补充钢筋。装预埋件。最后通知监理检查，合格后穿橡胶管。请仔细看看下图，梁体上有很多白色的小点。那是混凝土垫块。作用是保证钢筋与模板间留有空隙，也就是形成保护层。垫块以每平方米不少于四个布置。4．穿管。每个孔道由两段橡胶管接成。中间设一个接头。等混凝土浇筑完毕后，这橡胶管是要拔出来的，拔管时从梁的两端反方向拔出。

5．安装模板。模板安装之前须清洗干净并涂脱模剂。注意底模与端模、侧模均应垂直。连接处要紧密不漏浆。6．绑扎桥面钢筋。7．浇筑混凝土。浇筑前须通知监理检查模板，钢筋等是否合格。监理检查合格并签字后方可浇筑混凝土。灌注的原则是“先底板，再腹板，最后顶板，从两端到中间，分层连续灌注成型”。每片梁的灌注总时间不宜超过3.5小时8．养生。混凝土灌注后2小时，覆盖帆布养护。9．拔橡胶管。当混凝土强度达到6到8Mpa时，经过实验室允许后即可拔管。10．模板拆除。当梁体混凝土强度不低于25Mpa，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差均不大于15摄氏度，且能保持混凝土菱角完整时由实验室出具拆模通知单方可进行拆模。11．梁体美容。因为模板的表面并不是完全光滑的，拆模后，表面会留下一些小坑。须用水泥浆填补。12．穿钢绞线。用卷扬机拖拉的方法进行穿孔，钢绞线穿入孔道后，两端伸出一定的长度，伸出长度为750mm13．张拉。梁体预应力分两期进行，即一期张拉和二期张拉。一期张拉在混凝土强度≥33.5Mpa后在制梁台座上进行。一期张拉完毕后将梁吊至存梁区进行二期张拉。二期张拉按混凝土龄期不小于14天，同时混凝土的强度和弹模达到要求后进行。14．压浆前的准备。张拉结束后，伸在梁外面的有75mm长的钢绞线就已经没有作用了，需要在张拉完毕后24小时内切除。切断处距离工作夹片外30～40mm。压浆时两端都必须是密闭的，所以必须在桥梁两端用水泥砂浆封住钢绞线与锚具之间的空隙。15．压浆。张拉完毕后，为防止钢绞线腐蚀和预应力损失，须在48小时内进行灌浆。压浆顺序为先下后上。即先压下面的管道，再压上面的管道。同一管道压浆连续进行，一次完成。记录好压浆时间，环境温度，浆的温度，浆的流动度，真空度等。16．封端端之前前的准准备。。封端端之前前须铲铲除锚锚具上上的砼砼。然然后对对锚具具做防防锈防防水处处理。。17．封端。压浆结束后须在24小时内封端。第一副图为工人在装模板，第二副为工人在浇筑混凝土。第三副图为模板拆除后工人在抹平18．封端的最后一个工序，涂防水圈。19．防水层施工。防水效果直接影响桥梁的耐久性。20．保护层施工。防水层施工完毕24小时后，方可进行保护层施工。保护层是保护防水层的。为了使防水层不被破坏，保持良好的防水特性，保护层所用的混凝土是具有较高强度的玻纤增强混凝土。21．工人在对桥面上的伸缩缝涂防水材料。22．梁生产完成后。有龙门吊吊至成品区。然后再运至需要架梁的地方。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：大跨桥桥梁挪威Stolma桥1998年，301米刚构桥桥虎门大桥副航道桥1997年，270米拱桥卢浦大桥2003年，550米巫山长江大桥2005年，460米混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：大跨桥桥梁悬索桥矮寨特大悬索桥2012年，1176米斜拉桥梅州市广州大桥混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：涵洞盖板涵混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：挡土墙墙混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章混凝土土结构构：连续配配筋混混凝土土路面面（CRCP）continuousreinforcedconcretepavement混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.６符号体系采用主主体符符号或或带上上、下下标的的主体体符号号。如如M，fy，Ecf，fy′主体符符号：用斜斜体大大、小小写字字母；；上、下下标：用标标号或或小写写正体体字母母。例外：：lE§0.７计量单位力：N(牛顿)，kN(千牛)1kN=1000N;1kg=10N应力：：N/mm2或MPa(兆帕)长度：：mm,cm,m混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.８学习内容与方法0.8.1课程任任务《混凝土土设计计原理理》是土木木工程程（路路桥专专业））的一一门专业主主干课课程。本课课程学学习现现行的的公路桥桥涵规规范所规定定的钢钢筋混混凝土土结构构构件件强度度计算算的基本原原理和和方法法，其中中包括括构件件的受受力性性能、、强度度和变变形。。重点点是应用公路桥桥涵设设计规规范，，对构构件进进行截截面及及配筋筋设计，验算结构构构件的的强度度，熟悉并解释释有关关构造造规定定，为为编制结构构构件的的技术术说明明和图图纸打打好基基础。。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.８学习内容与方法材性设计方法受弯构件受扭构件轴拉构件轴压构件偏压、偏拉构件变形、裂缝及结构的耐久性预应力混凝土构件RC梁板PC梁板基础知识构件设计结构设计，后续课混凝土土设计计原理理=基础知知识+构件设设计原原理与与方法法0.8.2学习内内容混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.８学习内容与方法0.8.2学习内内容理解并并正确确应用用规范条条文；掌握钢钢筋、、混凝凝土材料的物理理力学学性能能；对构件截面、、尺寸寸、钢钢筋布布置能能正确确把握握布置置；对承载力力规定的的项目目正确确计算算；对正常使使用阶阶段项目指指标进进行验验算；；掌握钢钢筋及及构件件的正确连连接方方法；能将设设计成成果以以结构图图的形式式正确确表达达出来来。进一步步说，，根据作用在在构件件上的的外荷荷载，，确定内力及及荷载载效应应组合合设计计值，，分析和和判断断构件的的受力力特点点，建立符合实实际情情况的的力学学计算算图式式，选择截面形形式、、尺寸寸、材材料、、联结结形式式，验算构件强强度、、稳定定性、、变形形、裂裂缝，，为今今后学学习桥桥梁及及构筑筑物设设计打打下基基础。。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.８学习内容与方法0.8.3课程特特点内容多多、公公式多多、符符号多多、规规定多多，系系统性性差。。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.3课程特特点1、本课程程与材材料力力学联联系密密切。但钢钢筋混混凝土土是一一种复合材材料，物理理力学学性能能复杂杂，不不是理理想弹弹性或或弹塑塑性材材料，，不能能直接接套用用材料料力学学的理理论和和计算算公式式；2、由于于混凝凝土材材料受受力的的复杂杂性，，目前还还没有有建立立完善善的砼砼强度度理论论，因此钢钢筋混混凝土土构件件的计计算理理论和和计算算公式式，很很多是是由试试验研研究得得出的的半理论论、半半经验验公式式，初学学者不不易接接受。。此外外，要要特别别注意意公式式的适适用范范围和和使用用条件件；3、结构设设计仅仅靠理理论计计算还还不够够，具体体布置置时还还要辅辅以一一定的的构造造措施施，才才能保保证安安全可可靠。。学习习时不不能忽忽视这这些规规定。。4、设计可可以有有多个个方案案。在满足基基本要求的的前提下，，不同的人人可能有不不同的结果果，如截面面形式、尺尺寸大小，，材料强度度等级，钢钢筋规格、、分布位置置等，经常常有多种选选择，答案案不是唯一一的，只有有相对好坏坏之分。有有时设计也也不是一次次就成功，，往往需经经几次修改改，反复验验算才能得得出结果。。设计结果好好坏判断标标准主要是是看是否满满足了设计计规范要求求，是否经经济合理和和施工可行行。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点5、从某种意意义上说，，学习本课程程就是学习习规范，教教材相当于于《桥规》的使用说明明书。规范是体现现国家技术术经济政策策，保证设设计质量，，达到设计计方法统一一