1、混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0.1什么是混凝土結構什么是混凝土結構結結 構：廣義上指房屋建筑和土木工程的建筑物、構：廣義上指房屋建筑和土木工程的建筑物、 構構 筑物及其相關組成部分的實體。筑物及其相關組成部分的實體。 狹義上指各種工程實體的承重骨架。狹義上指各種工程實體的承重骨架。混凝土結構：以混凝土為主要材料制作的結構。包括：混凝土結構：以混凝土為主要材料制作的結構。包括： 素素混凝土結構（混凝土結構（plain concrete structure） 鋼筋鋼筋混凝土結構（混凝土結構（reinforced concrete

2、structure） 勁性勁性混凝土結構（混凝土結構（steel-reinforced concrete structure） 預應力預應力混凝土結構（混凝土結構（pre-stressed concrete structure ） 鋼管鋼管混凝土結構（混凝土結構（ concrete-filled tube structure ）混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章素砼結構鋼筋砼結構勁勁性砼結構預應應力砼結構鋼鋼管砼結構混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0.2為什么要將鋼筋配

3、置在混凝土結構中為什么要將鋼筋配置在混凝土結構中素混凝土梁素混凝土梁 破壞特征：破壞特征：一裂即斷，脆性，一裂即斷，脆性， 破壞無預兆；破壞無預兆；F Fmaxmax8kN8kN 破壞特征：破壞特征：裂不等于壞，裂不等于壞， 破壞有預兆；破壞有預兆；F Fmaxmax36kN36kN鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章由此可見，素混凝土結構中加入少量鋼筋以后：由此可見，素混凝土結構中加入少量鋼筋以后：承載力有很大提高；承載力有很大提高；受力性能和破壞特征有明顯改善。受力性能和破壞特征有明顯改善。v 注意：鋼筋的

4、主要作用是抗拉和抗剪，也可以抗注意：鋼筋的主要作用是抗拉和抗剪，也可以抗 壓。壓。混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0. 鋼筋和混凝土為什么能共同工作鋼筋和混凝土為什么能共同工作v 混凝土結硬后與鋼筋牢固地粘結在一起，混凝土結硬后與鋼筋牢固地粘結在一起， 能相互傳遞應力。能相互傳遞應力。v 鋼筋與混凝土有相近的線膨脹系數鋼筋與混凝土有相近的線膨脹系數 鋼筋：鋼筋： c=1.210-5-1 混凝土：混凝土： c=1.010-5 1.510-5-1v 混凝土可以保護鋼筋不發生銹蝕。混凝土可以保護鋼筋不發生銹蝕。 注意：玻璃纖維、碳纖維等

5、抗拉強度高的注意：玻璃纖維、碳纖維等抗拉強度高的 材料也可作配筋用。材料也可作配筋用。混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0. 混凝土結構主要的優點、缺點混凝土結構主要的優點、缺點優點優點就地取材就地取材耐久、耐火耐久、耐火可模性好可模性好整體性好、剛度大整體性好、剛度大自重大自重大 混凝土：混凝土：2425 kN/m3 粘土磚粘土磚: 1819kN/m3 杉木：杉木：4 kN/m3易開裂易開裂性質脆性質脆缺點缺點 優點多，缺點少；缺點可克服。優點多，缺點少；缺點可克服。混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫

6、幫 助助下一章下一章上一章上一章0.混凝土結構的發展簡況如何混凝土結構的發展簡況如何v 1824年，英國人年，英國人J.Aspdin發明水泥；發明水泥；v 1850年，法國人年，法國人L.Lambot制成鐵絲網水泥船；制成鐵絲網水泥船；v 1861年，法國人年，法國人J.Monier取得板、管道、拱橋專利。取得板、管道、拱橋專利。 與鋼、木、砌體結構相比，歷史最短，但發展最快，與鋼、木、砌體結構相比，歷史最短，但發展最快， 已經成為當今世界各國的主導結構已經成為當今世界各國的主導結構。n 早期階段（早期階段（1850-19201850-1920）混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主

7、頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0.混凝土結構的發展簡況如何混凝土結構的發展簡況如何n 第二階段（第二階段（1920-19501920-1950）n預力應混凝土的應用預力應混凝土的應用n 第三階段（第三階段（1950-19801950-1980）n高強材料的應用，先進施工方法的應用高強材料的應用，先進施工方法的應用n 第四階段（第四階段（1980- 1980- ）n新結構體系在高層建筑中的應用新結構體系在高層建筑中的應用n近代混凝土力學近代混凝土力學-混凝土結構非線性分析混凝土結構非線性分析n以概率理論為基礎的極限狀態設計方法以概率理論為基礎的極限狀態設計方法混凝土結構設計原理

8、混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章v 材料：材料：朝輕質、高強方向發展。強度發展如：朝輕質、高強方向發展。強度發展如： 混凝土：混凝土：C10 C25 C60 C80 C100 C200 v 結構：結構：高層大跨。如：高層大跨。如： 臺北臺北101，101層，層，508m, 鋼結構；鋼結構； 馬來西亞吉隆坡石油大廈，馬來西亞吉隆坡石油大廈，88層，層，452m，鋼，鋼-混凝土混凝土 結構；結構； 上海金茂大廈，上海金茂大廈，88層，層，421m，鋼，鋼-混凝土結構；混凝土結構； 香港國際金融中心，香港國際金融中心，88層，層，415m，混合結構；，混

9、合結構； 美國亞特蘭大奧運會主體育館美國亞特蘭大奧運會主體育館240m193m， 張拉整體結構；張拉整體結構； 橋梁跨度也越來越大。如四川萬縣拱橋，跨度為橋梁跨度也越來越大。如四川萬縣拱橋，跨度為420m。 混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章迪拜塔迪拜塔 162層層, 828m臺北臺北101101層層, 508m環球金融中心環球金融中心88層層, 421m混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章n鋼筋混凝土拱橋n1997年5月建成n主跨420n勁性骨架施工混凝土結構設計原理混凝

10、土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章重慶市萬縣長江大橋重慶市萬縣長江大橋n斜拉橋，主跨1104m，總長3.1kmn俄羅斯符拉迪沃斯托克n2008年9月開工，2012年6月通車n主橋墩高320米，最長鋼纜牽索580mn總造價約11億美元混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章n中承式鋼管混凝土公路拱橋n主跨530m，橋寬30mn斜拉扣掛法架設鋼管n四川合江，在建n同類型跨度最大混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章n左上：飛艇牽引先導索n左下：建

11、成后的矮寨大橋n右下：建設中的矮寨大橋n大橋概況：1、湖南湘西矮寨鎮，渝湘高速公路大動脈2、主跨1176m，亞洲第一，世界第三3、2012年3月31日通車混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章v設計方法設計方法: 經驗法經驗法半經驗、半理論法半經驗、半理論法概率極限狀態法概率極限狀態法混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0. 符號體系符號體系采用主體符號或帶上、下標的主體符號。如采用主體符號或帶上、下標的主體符號。如 M， fy ， Ecf， fy 主體符號主體符號：用斜體大、

12、小寫字母；：用斜體大、小寫字母； 上、下標上、下標：用標號或小寫正體字母。：用標號或小寫正體字母。 例外：例外： l E0. 計量單位計量單位力：力：N(牛頓牛頓) ，kN(千牛千牛) 1kN=1000N ; 1kgf=10N應力：應力：N/mm2 或或 MPa(兆帕兆帕)長度：長度：mm , cm , m混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章0. 學習內容與方法學習內容與方法 材料性能材料性能 設計方法設計方法軸拉構件軸拉構件軸壓構件軸壓構件受彎構件受彎構件受剪構件受剪構件受扭構件受扭構件偏壓、偏拉構件偏壓、偏拉構件變形、裂縫及變形、

13、裂縫及 結構的耐久性結構的耐久性預應力混凝土結構預應力混凝土結構樓蓋結構樓蓋結構單層廠房單層廠房 結構結構多、高層多、高層 框架結構框架結構基礎基礎知識知識構件構件設計設計結構設計，結構設計，后續課程后續課程結構設計原理結構設計原理=基礎知識基礎知識+構件設計原理與方法構件設計原理與方法0.8.1 學習內容學習內容混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章應注意應注意鋼筋鋼筋與與混凝土混凝土兩種材料自身的特點兩種材料自身的特點 材料力學公式不能直接計算混凝土構件的承載力和變形；材料力學公式不能直接計算混凝土構件的承載力和變形； 可用平衡條件

14、、物理條件和幾何條件建立基本方程，在具體應用時應可用平衡條件、物理條件和幾何條件建立基本方程，在具體應用時應注意鋼筋混凝土性能上的特點。注意鋼筋混凝土性能上的特點。計算方法建立在理論研究與計算方法建立在理論研究與試驗研究試驗研究基礎之上基礎之上 根據構件受力性能試驗，研究其破壞機理和受力性能，建立物理和數根據構件受力性能試驗，研究其破壞機理和受力性能，建立物理和數學模型，并根據試驗數據擬合出半理論半經驗公式。學模型，并根據試驗數據擬合出半理論半經驗公式。 學習時一定要學習時一定要深刻理解構件的破壞機理和受力性能深刻理解構件的破壞機理和受力性能，特別要注意構件，特別要注意構件計算方法的適用條件計算方法的適用條件。0.8.2 學習方法學習方法混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫 助助下一章下一章上一章上一章砼結構設計原理砼結構設計原理梁興文、史慶軒梁興文、史慶軒中國建筑工業出版社中國建筑工業出版社砼結構設計原理砼結構設計原理沈蒲生、梁興文沈蒲生、梁興文高等教育出版社高等教育出版社砼結構設計原理砼結構設計原理張克躍等張克躍等科學出版社科學出版社0.8.3 教材及參考教材教材及參考教材混凝土結構設計原理混凝土結構設計原理緒 論主主 頁頁目目 錄錄幫幫