混凝土结构设计原理_绪论.ppt

1、混凝土结构的设计原则是混凝土结构，主要的教学参考书是教科书和参考资料。沈普生混凝土结构设计原则蓝宗建混凝土结构设计原则东南大学出版社滕朱志明金泉(上)建筑工业出版社混凝土结构设计规范：GB50010-2002建筑结构可靠性设计统一标准：GB500682001建筑结构设计荷载规范：GB 50011-2002(06版)公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范：JTG D622004公路水泥混凝土路面设计规范：JTG D40206作为主要的承重材料，可称为混凝土结构。1.1混凝土结构、素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构、玻璃钢钢筋混凝土(FRP)、钢-混凝

2、土混合结构、纤维混凝土、素混凝土结构(素混凝土)、基础、砌体墙、以及素混凝土梁的一般概念和特点承载力较小。钢筋混凝土结构，钢筋，刚度，保护层，支撑，钢筋混凝土梁具有较大的承载力，良好的变形性能，损伤预测，预应力混凝土结构，预加固混凝土，混凝土，空心管，预加固混凝土空心楼盖，钢筋混凝土，型钢，钢筋，钢筋，型钢混凝土柱，钢管混凝土，钢管混凝土，混凝土，钢管混凝土柱，玻璃钢混凝土(纤维增强聚合物(塑料)混凝土)，复合结构或混合结构，材料性能如何？将两种材料混合在一起工作有什么好处吗？这些材料能很好地结合在一起吗？如何确保这些材料能够很好地协同工作？元素类型？不同种类元素在载荷下的力学行为？如何设计元

3、素和结构？对混凝土结构的上述定义有什么问题吗？混凝土：抗压强度高，抗压强度高，但抗拉强度低，但抗拉强度低，仅为抗压强度的1/81/20，受损时脆性明显。因此，素混凝土构件在实际工程中的应用是有限的，主要用于基础、桥墩和一些主要承受压力的非承重结构。基本材料性能、素混凝土梁的素混凝土梁试验、聚合酶链反应=9.7千牛、聚合酶链反应=13.4牛顿/平方毫米、聚合酶链反应=英尺、素混凝土梁的力学性能、聚合酶链反应、中跨截面受压边缘的压应力与破坏时的抗拉强度相似，远离钢材：抗拉强度和抗压强度均较高，有屈服现象，破坏时表现出良好的延性。然而，细长钢筋在受压时容易弯曲，只能用作受拉构件。纯钢构件的承载力往往

4、取决于钢的屈曲，材料强度通常没有充分发挥。Advantage:将混凝土和钢材有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的特性。取长补短，钢筋混凝土梁的钢筋混凝土梁试验，PCR=9.7kn，Fc=13.4n/mm2 ft=1.54n/mm2 fy=335n/mm2，ft，sc=ft，钢筋混凝土梁，Pu 52.5kN，fy，配筋，钢筋混凝土梁的承载力较素混凝土梁有较大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度得到充分利用，破坏过程有明显预兆。py50.0kn，fc，PCR=9.7kn，fc=13.4n/mm2 ft=1.54n/mm2 fy=335n/mm2，ft，sc=ft，钢筋混凝土梁，pu52

5、.5kn，fy，py50.0kn，fc，但从开裂荷载到通常，裂缝宽度很小，不会影响正常使用。然而，裂缝导致梁的刚度显著降低，使得钢筋混凝土梁无法应用于大跨度结构。如何解决？钢筋混凝土除了在构件的受拉区进行加固外，还有许多其他加固方法，其中钢筋可以布置在构件的受压区，以帮助混凝土承受压力。在复杂应力区域(如剪切截面中的梁、抗扭构件、连接区、剪力墙等。)，可设置箍筋或纵横交错的钢筋。当构件受力较大时，可以直接配置钢骨，用箍筋约束混凝土，提高混凝土的抗压强度，甚至提高钢管与混凝土(钢纤维、玻璃纤维等)混合而成的纤维混凝土的抗拉强度。)可以改进。因此，两种(或两种以上)材料的有机结合可以充分发挥各自的

6、优势，创造出多种形式的复合材料，适应各种应力要求。取得了良好的综合经济效益，钢筋和混凝土共同工作的条件不同，钢筋和混凝土的物理力学性能也有很大的不同，它们能够共同工作是因为钢筋和混凝土之间有良好的粘结，在荷载作用下，它们能够保证在荷载作用下产生相同的变形，共同受力。粘结、钢筋和混凝土具有基本相同的温度线性膨胀指数(钢筋为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5)，因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差异，这将导致它们之间粘结的失效。定义：粘结是一种沿表面方向存在于钢筋表面的应力。影响粘结的主要因素：混凝土的强度；钢筋的直径；钢筋的表面特性。混凝土结构的组成，混凝土结构的优点：材

7、料的合理利用：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度的比值适当，基本上不存在局部稳定问题，且单价较低。对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。成型性好：混凝土可根据需要浇注成各种性能和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳和箱形结构。耐久性和耐火性好，维护成本低：钢筋有混凝土保护层，不易生锈，混凝土强度随时间增加；混凝土是一种不良的导热体，30毫米厚的混凝土保护层可以耐火2小时，这样钢筋就不会因为温度过高而失去强度。现浇混凝土结构整体性好，通过适当的加固可以获得较好的延性，适用于抗震、防爆结构；同时，它具有良好的抗振和抗辐射性能，适用于防护结构。较大的刚度和阻尼有利于结构的

8、变形控制。易于使用的当地材料：混凝土中使用的大量砂石易于使用当地材料。近年来，工业废料被用来制造人造骨料或作为水泥的附加成分来改善混凝土的性能。混凝土结构的缺点：自重：不适用于大跨度和高层结构。重量轻、强度和预应力高、抗裂性差：普通钢筋混凝土结构在正常使用阶段经常出现裂缝，当环境恶劣时(露天、海岸和化学侵蚀)，其耐久性会受到影响；这也限制了普通钢筋混凝土在大跨度结构中的应用，高强度钢筋的应用是不可能的。承载力有限的预应力混凝土：在高层建筑的重型结构和底部结构中，构件尺寸过大，减少了使用空间。高强度、钢骨、钢管混凝土，施工复杂，工序多(支模、绑扎钢筋、浇筑、养护)，施工周期长，且施工受季节和天气

9、影响较大。一旦混凝土结构被破坏，就很难对其进行修复、加固和加固。钢模、滑动模等。泵送、早强、商品、高性能、无振动自密实混凝土等。混凝土结构加固技术得到了不断的发展，如最近的研究和发展1.2混凝土结构的发展及其应用波特兰水泥是由英国人阿斯丁于1824年发明的，第一艘钢筋混凝土船是由法国人兰伯特于1849年建造的。第一座钢筋混凝土房子建于1872年的纽约。混凝土结构应用于土木工程才150多年。与砌体结构和钢木结构相比，混凝土结构历史较短，但发展很快。目前，混凝土结构已成为大量土木工程结构中最重要的结构，高性能混凝土和新型混凝土结构仍在发展中。第一阶段):从钢筋混凝土的发明到20世纪初，钢筋混凝土和

10、钢筋混凝土的强度相对较低，主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础。计算理论：应用弹性理论和许用应力设计方法计算结构内力和构件截面。混凝土结构的发展，第二阶段：从20世纪20年代到第二次世界大战前后混凝土和钢筋强度的不断提高。1928年，法国杰出的土木工程师法国发明了预应力混凝土，这使得混凝土结构可以用来建造大跨度结构。计算理论：前苏联著名混凝土结构专家格沃兹德夫在20世纪50年代开始考虑混凝土塑性性能的破坏阶段设计方法，并提出了更加合理的极限状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理论。第三阶段：二战以来，随着建设速度的加快，对材料性能和施工工艺提出了更高的要求，出现了装配式钢筋混凝

11、土结构和泵送商品混凝土等工业化生产技术。随着高强混凝土和钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明，超高层建筑、大跨度桥梁、超长跨海隧道、高层建筑等一大批大型工程相继建成，成为现代土木工程的标志。设计计算理论：发展了基于概率论的极限状态设计方法，解决了大部分基本理论问题。然而，新的混凝土材料及其复合结构的出现不断提出新的问题，促进了混凝土结构的发展。随着混凝土结构和材料的发展，20世纪60年代美国混凝土的平均抗压强度为28N/mm2；在20世纪70年代，它是42N/mm2；如果有特殊需要，则为40n/mm2；在实验室，它是266牛顿/平方毫米；轻质混凝土的应用容重一般为14kN/m318

12、kN/m3(普通混凝土加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、砖混混凝土等)。玻璃钢杆被用来代替钢筋。纤维混凝土由于提高了混凝土的抗裂性、耐磨性和延性，在一些有特殊要求的结构中得到了应用。钢筋混凝土在高层建筑中的应用高强混凝土的发展促进了混凝土结构在超高层建筑中的应用。建于1976年的美国芝加哥塔广场大厦有74层，高262米。朝鲜平壤的刘晶大楼有105层，305米高，也是混凝土结构。美国、俄罗斯等国高层建筑中使用的混凝土强度已达到C80C100。美国西雅图联合广场二号楼(58层)60%的竖向荷载由4根直径10英尺(3.05米)的钢管混凝土柱承担，钢管混凝土强度等级达到C135。2.钢筋混凝土结构在桥梁、特殊结构、水利工程、海洋工程、港口码头工程等各个领域的发展。1875年，莫尼耶主持建造了一座长16米的钢筋混凝土桥；1983年，巴西建造了一座主跨440米的预应力混凝土斜拉桥；1997年，一座主跨420米的混凝土拱桥在四川省万县建成。自1925年德国首次采用折板结构的大型煤仓以来，薄壁空间结构已广泛应用于屋顶、储煤塔和水池等建筑中。理论研究、设计方法、许用应力设计方法、失效阶段设计方法、极限状态设计方法、半经验半概率方法、近似概率方法、全概率方法、全寿命设计方法、材料力学方法的发展，以及由经验方法确定的安全系数。自20世纪60年代以来，随着电子计算机的普及和计