第一章 水工混凝土绪论.ppt

1、水工钢筋混凝土结构学,武汉大学 土木工程学院,李大庆,第一章 水工钢筋混凝土结构绪论,一、混凝土结构的基本原理 （1）钢筋混凝土由混凝土和钢筋两种材料组成，这两种材料的 力学特性是不相同的； （2）两种材料必须按照合理的方式结合在一起，充分发挥各自 的力学特性，提高构件的承载能力； （3）必须保证两种材料能很好地共同工作。,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,二、混凝土结构的主要优点和缺点 （1）材料来源广泛，材料利用合理，结构整体性好， 结构可模性好，结构耐久性好，结构耐火性好， 施工设备简单，综合经济性好 （2）结构自重较大，结构抗裂性差，承载力有限

2、， 施工周期较长，对环境影响较大 三、混凝土和钢筋共同工作的原因 （1）混凝土与钢筋有良好的粘结性能，可共同受力。 （2）两者温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力。 （3）混凝土对钢筋有良好的保护作用（耐久性及耐高温）。,四、混凝土结构的应用和发展概况1. 混凝土结构在土木工程中的应用： （1）建筑工程，（2）水电工程，（3）港口工程 （4）市政工程，（5）交通工程， （6）电力工程 （7）石化工程，（8）交通工程， （9）军事工程 2. 混凝土结构材料的应用和发展 （1）混凝土材料 向着高强度， 大应变， 轻质量， 长耐久等方向发展 开发特种混凝土和扩展混凝土用途 （2）钢筋材料 向

3、着高强度，大应变，低腐蚀，耐高温，高抗疲劳等发展 开发其他替代加劲材料,3. 混凝土结构形式的发展 预应力结构，组合结构，加劲混凝土结构， FRP混凝土结构 4. 混凝土结构理论的发展 （1）设计理论 容许应力法 破坏阶段法 极限状态法(半概率) 结构性能设计 极限状态法(全概率) （2）计算方法 线弹性 弹塑性 断裂力学 能量设计 常规计算 计算机仿真,5. 混凝土结构设计规范的发展 上世纪50年代照搬和借鉴前苏联相应规范 上世纪60-70年代独立编制建立在统计与经验基础上的“半经验、半概率单一安全系数表达的极限状态法”的设计规范. 上世纪90年代开始,基本制订“以概率理论为基础、以分项系数

4、来表达其可靠度的极限状态法”的设计规范. 6. 理论研究的发展方向 计算机仿真计算技术的应用； 结构仿真试验技术的完善； 结构设计的全概率方法的应用。,我国的设计规范体系,我国超过100m高的高层建筑中绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结构。,混凝土结构的应用实例,1.建筑工程,2.交通工程,隧道、桥梁、高速公路、城市高架公路、地铁大都采用混凝土结构。,大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等必须采用混凝土结构,3.水利工程,4.特种工程,核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、储水池、储气灌、海洋石油平台、电视塔等必须采用或多采用混凝土结构。,五、本课程的目的和学习方法 1.目的 熟悉混凝土结构构件的受力性能，掌握混凝土结构的力学分析方法及构件的设计方法，了解混凝土结构的构造规定及一般的构造措施。能对现有混凝土结构或构件的性能进行评估。 2.学习方法 注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同点，正确运用已有的力学知识解决实际问题。 混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论体系。很多公式不能由严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。学习和应用时要