混凝土结构设计原理路桥方向57

混凝土结构设计原理主页目录帮助下一章上一章混凝土结构设计原理B（路桥方向）授课教师：李洛克混凝土结构设计原理主页目录帮助下一章上一章结构设计原理（第三版）叶见曙主编李国平主审混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章综合成绩评定办法1、按时上课2、及时复习和预习

3、按时完成作业

4、多看书——勤查规范、参考书成绩评定：作业10%＋考勤20%＋期末考试70%=100分

（10分）（20分）（70分）混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§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主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？结构：广义上指土木工程中的的建筑物、构筑物及

其相关组成部分的实体。

狭义上指各种工程实体的承重骨架。建筑物：建筑物通称建筑，一般指供人居住、工作、

学习、生产、经营、娱乐、储藏物品以及进行

其他社会活动的工程建筑。构筑物：构筑物就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物，如桥梁，堤坝，隧道等。构件：构造物的各个结构都是由若干个基本构件构成

的，按受力与变形特点，构件分为受拉、压、

弯、剪、扭、复合受力构件。混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？在房屋建筑物中的承受荷载和传递荷载的部分主要有梁、柱、板、承重墙等构件，这些构件进行合理搭配就可以组成很多建筑物的形式。房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖木结构由木材组成承重骨架，用砖做维护的结构形式，砖墙（砌体）不承重房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖混结构是由砖墙（砌体）为主要承重的结构房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？框架结构钢筋混凝土的柱、梁为承重结构，用砖做维护的1种结构，砖墙（砌体）不承重房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？钢结构由钢柱、钢梁组成的承重结构，也有的就是屋面用钢梁的，这种结构中的砌体都是不承重房屋建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？路桥工程程构造物物在路桥工工程构造造物的承受荷载载和传递荷载载的部分主主要有主主梁、横横梁、板板、拱圈圈、索、、杆、墙墙、柱、、墩台等等等构件件，这些些构件进进行合理理搭配就就可以组组成很多多基础设设施中的的构造物物形，如如桥梁、涵洞、隧道、挡土墙等。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？桥梁路桥工程程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上一章§0.1什么是混凝土结构？涵洞路桥工程程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上一章§0.1什么是混凝土结构？隧道路桥工程程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上一章§0.1什么是混凝土结构？挡土墙路桥工程程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上一章§0.1什么是混凝土结构？混凝土结结构：以以混凝土土为主制制作的结结构。如如：素混凝土结结构（plainconcretestructure）钢筋混凝土结结构（reinforcedconcretestructure）劲性混凝土结结构（steel-reinforcedconcretestructure）预应力混凝土结结构（prestressedconcretestructure）钢管混凝土结结构（concrete-filledtubestructure）按材料分分类钢结构构砌体结构构木结构构混合结构构混凝土结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上一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上一章§0.1什么是混凝土结构？素混凝土结结构（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上一章§0.1什么是混凝土结构？钢筋混凝土结结构（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上一章§0.1什么是混凝土结构？预应力混凝土结结构（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上一章§0.1什么是混凝土结构？钢管混凝凝土结构构（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上一章§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上一章§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上一章由此可见见，素混混凝土结结构中加加入少量量钢筋以以后：承载力有有很大提提高；受力性能能和破坏坏特征有有明显改改善。钢筋的配配置位置置钢筋的主主要作用用是抗拉拉、抗剪剪,因此配置置在结构构中拉应应力、剪剪应力较较大的位位置。梁内钢筋筋的配置置——梁在钢筋筋混凝土构件件中属于受弯构件，弯矩在梁内内产生的拉力，因此钢筋布布置在梁的受拉区，主要作用是是承受由弯矩矩在梁内产生生的拉力混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§0.３钢筋和混凝土为什么能共同工作？粘结作用：混凝土结硬硬后与钢筋牢牢固地粘结在在一起，能相相互传递应力力。线膨胀系数:钢筋与混凝土土有相近的线线膨胀系数钢筋：c=1.2×10-5℃-1混凝土：c=1.0×10-5~1.5××10-5℃-1保护层：混凝土可以保保护钢筋不被被锈蚀。价格低廉：玻璃纤维、碳碳纤维等也可可作筋,价格昂贵混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§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，缺点点少；缺点可可克服。总体来说：混凝土结构虽虽然历史较短短，但由于其其优异的性能能，因此现阶阶段在房屋建建筑与路桥工工程建设中得得到广泛的应应用。混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§0.５混凝土结构的发展简况如何1824年，英国人J.Aspdin发明波特兰水水泥；1850年，法国人L.Lambot制成铁丝网水水泥船；1859年，法国人P.Martin平炉转炉炼钢钢成功1861年，法国人J.Monier取得板、管道道、拱桥专利利。与钢、木、砌砌体材料相比比，历史最短短，但发展最最快，已经成为当今今世界各国的的主导材料之之一。材料：朝轻质、高强强方向发展。。强度发展如如：混凝土：C10→C25→C60→C80→C100→C200混凝土材料：混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：高层建筑混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：常用桥型简支箱梁混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：钢围堰混凝土结构设计原理绪论论混凝土结构：：简支梁的预制制过程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．封端之前的的准备。封端端之前须铲除除锚具上的砼砼。然后对锚锚具做防锈防防水处理。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目录帮助下一章上一章混凝土结构：：大跨桥梁挪威Stolma桥1998年，301米刚构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目录帮助下一章上一章混凝土结构：：混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：大跨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目录帮助下一章上一章混凝土结构：：涵洞盖板涵混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：挡土墙混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构：：连续配筋混凝凝土路面（CRCP）continuousreinforcedconcretepavement混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§0.６符号体系采用主体符号号或带上、下下标的主体符符号。如M，fy，Ecf，fy′主体符号：用斜体大、、小写字母；；上、下标：用标号或小小写正体字母母。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目录帮助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.1课程任务《混凝土设计原原理》是土木工程（（路桥专业））的一门专业主干课程程。本课程学习习现行的公路桥涵规范范所规定的钢筋筋混凝土结构构构件强度计计算的基本原理和方方法，其中包括构构件的受力性性能、强度和和变形。重点点是应用公路桥涵设计计规范，对构构件进行截面面及配筋设计，验算结构构件的强强度，熟悉并解释有关构构造规定，为为编制结构构件的技技术说明和图图纸打好基础础。混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§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，后续课混凝土设计原原理=基础知识+构件设计原理理与方法0.8.2学习内容混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.2学习内容理解并正确应应用规范条文；掌握钢筋、混混凝土材料的物理力学性性能；对构件截面、尺寸、、钢筋布置能能正确把握布布置；对承载力规定的项目正正确计算；对正常使用阶段段项目指标进行行验算；掌握钢筋及构构件的正确连接方法法；能将设计成果果以结构图的形式正确表表达出来。进一步说，根据作用在构件上上的外荷载，，确定内力及荷载效效应组合设计计值，分析和判断构件的受力特特点，建立符合实际情况况的力学计算算图式，选择截面形式、尺尺寸、材料、、联结形式，，验算构件强度、稳稳定性、变形形、裂缝，为为今后学习桥桥梁及构筑物物设计打下基基础。混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点内容多、公式式多、符号多多、规定多，，系统性差。。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点1、本课程与材料料力学联系密密切。但钢筋混凝凝土是一种复合材料，物理力学性性能复杂，不不是理想弹性性或弹塑性材材料，不能直直接套用材料料力学的理论论和计算公式式；2、由于混凝土土材料受力的的复杂性，目前还没有建建立完善的砼砼强度理论，，因此钢筋混凝凝土构件的计计算理论和计计算公式，很很多是由试验验研究得出的的半理论、半经经验公式，初学者不易易接受。此外外，要特别注注意公式的适适用范围和使使用条件；3、结构设计仅靠靠理论计算还还不够，具体布置时时还要辅以一一定的构造措措施，才能保保证安全可靠靠。学习时不不能忽视这些些规定。4、设计可以有多多个方案。在满足基本本要求的前提提下，不同的的人可能有不不同的结果，，如截面形式式、尺寸大小小，材料强度度等级，钢筋筋规格、分布布位置等，经经常有多种选选择，答案不不是唯一的，，只有相对好好坏之分。有有时设计也不不是一次就成成功，往往需需经几次修改改，反复验算算才能得出结结果。设计结果好坏坏判断标准主主要是看是否否满足了设计计规范要求，，是否经济合合理和施工可可行。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、从某种意义义上说，学习本课程就就是学习规范范，教材相当当于《桥规》的使用说明书书。规范是体现国国家技术经济济政策，保证证设计质量，，达到设计方方法统一的保保证，具有约约束性和法规规性，不得随随意更改设计计方法和计算算方法。本教材各种计计算都是依据据现行规范编编写的。通过过学习，能熟熟悉规范、运运用规范，对对规范条文和和概念有一个个正确理解，，具体落实。。同时设计时时要注意了解解国情，根据据当地情况采采用新材料、、新技术、新新工艺，推动动设计、施工工水平进步。。在今后工程程中还可借鉴鉴相关设计手手册、标准图图、通用图、、公开出版的的设计计算实实例、文献以以及技术交流流等途径来增增加自己的工工程经验，通通过不断积累累，提高自身身水平。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.4教学目标学习本课程之之后，大家能能够：1、看懂图纸——解释结构构件件的图纸和技技术说明；2、解释规范——描述并解释交交通部标准《公路钢筋混凝凝土及预应力力混凝土桥涵涵设计规范》（以下简称““桥规”）的的有关条款；；3、学会会计计算算———按照照现现行行““桥桥规规””的的要要求求，，能能够够按按承承载载能能力力极极限限状状态态方方法法和和正正常常使使用用极极限限状状态态方方法法对对构构件件进进行行