鋼筋混凝土結構學使用教材：《混凝土結構》羅向榮高等教育出版社出版授課對象：建筑工程技術專業專科生授課形式：采用多媒體電子課件（自編），輔以課堂互動式教學手段，師生共同探索和學習。課程說明課程性質：1.《鋼筋混凝土結構》是土木工程專業最主要的一門專業基礎課，2.是一門關鍵的學位課程，3.是報考結構工程碩士研究生的考試課程。4.該課程的實踐性強（后續包含3個課程設計），實用性強，與該專業的畢業設計有著很大的聯系，5.今后報考“注冊結構工程師”的一門難度較大的科目。

存在的困難和問題：學時少，內容多，要求高。對學生的要求：積極配合教師上好每一節課，認真聽講，積極思考，積極參與交互式教學活動中，認真完成課后作業（大量的）。多給教師提寶貴意見和建議。對教師的要求：認真對待每一節課和每一個學生，不斷探索新的教學理念，積極采用新的教學手段和方法，認真傾聽學生的意見和建議，努力提高教學質量，真正為學生所想、所思，共同完成我們的任務。緒論

以混凝土為主要材料制作的結構稱為混凝士結構。它包括素混凝土結構、鋼筋混凝土結構、型鋼混凝土結構、鋼管混凝土結構和預應力混凝土結構等。

素混凝土結構是指不配置任何鋼材的混凝土結構。

鋼筋混凝土結構是指用圓鋼筋作為配筋的普通混凝土結構、圖0-1為常見鋼筋混凝土結構和構件的配筋實例.§0.1混凝土結構的基本概念

圖0-1a、b預應力混凝土結構是指在結構構件制作時，在其受拉部位上人為地預先施加壓應力的混凝土結構。素混凝土結構由于承載力低、性質脆，很少用來作為土木工程的承力結構、

型鋼混凝土結構承載能力大、抗震性能好。但耗鋼量較多，可在高層、大跨或抗震要求較高的工程中采用。

鋼管混凝土結構的構件連接較復雜，維護費用大。本書重點講述鋼筋混凝土結構的材料性能、設計原則、計算方法和構造措施.對于預應力混凝土結構，將在本書的第八章中介紹。試驗結果表明：（1）當荷載較小時，截面上的應變則同彈性材料的梁一樣，沿截面高度呈直線分布；（2）當荷載增大使截面受拉區邊緣纖維拉應變達到混凝土抗拉極限應變時該處的混凝土被拉裂，裂縫沿截面高度方向迅速開展，試件隨即發生斷裂破壞。（3）破壞的性質：破壞是突然的，沒有明顯的預兆，屬于脆性破壞。盡管混凝土的抗壓強度比其抗拉強度高幾倍或十幾倍，但得不到充分利用，因為該試件的破壞是由混凝土的抗拉強度控制，破壞荷載值很小，只有8kN左右。

（2）鋼筋混凝土梁的破壞試驗：在梁的受拉區布置三根直徑為16mm的HPB235級鋼筋(記作3Φ16)并在受壓區在布置兩根為10mm的架力鋼筋和適量的箍筋。再進行同樣的荷載試驗(圖0-4b)①當加載到一定階段使截面受拉區邊緣纖維拉應力達到混凝土抗拉極限強度時，混凝土雖被拉裂，但裂縫不會沿截面的高度迅速開展，試件也不會隨即發生斷裂破壞。②混凝土開裂后，裂縫截面的混凝土拉應力由縱向受拉鋼筋來承受，故荷載還可進一步增加。此時變形將相應發展，裂縫的數量和寬度也將增大。

（3）鋼筋和混凝土是兩種物理、力學性能很不相同的材料，它們可以相互結合共同工作的主要原因是：①混凝土結硬后，能與鋼筋牢固地粘結在一起，相互傳遞內力。粘結力是這兩種性質不同的材料能夠共同工作的基礎；②鋼筋的線膨脹系數為1.2×10-5℃-1，混凝土的為1.0×10-5℃-1～1.5×10-5℃-1，二者數值相近。因此.當溫度變化時，鋼筋與混凝土之間不會存在較大的相對變形和溫度應力而發生粘結破壞。

（4）鋼筋混凝土結構的優點：鋼筋混凝土結構除了比素混凝土結構具有較高的承載力和較好的受力性能以外。與其他結構相比還具有下列優點：①就地取材。鋼筋混凝土結構中，砂和石料所占比例很大，水泥和鋼筋所占比例較小。砂和石料一般可以由建筑工地附近供應。②節約鋼材。鋼筋混凝土結構的承載力較高。大多數情況下可用來代替鋼結構，因而節約鋼材。③耐久、耐火。鋼筋埋放在混凝土中，受混凝土保護不易發生銹蝕，因而提高了結構的耐久性。當火災發生時。鋼筋混凝土結構不會象木結構那樣被燃燒，也不會象鋼結構那樣很快軟化而破壞。④可模性好。鋼筋混凝土結構可以根據需要澆搗成任何形狀。⑤現澆式或裝配整體式鋼筋混凝土結構的整體性好，剛度大。

（5）鋼筋混凝土結構的缺點：①自重大。鋼筋混凝土的重度約為25kN/m3，比砌體和木材的重度都大。盡管比鋼材的重度小，但結構的截面尺寸比鋼結構的大，因而其自重遠遠超過相同跨度或高度的鋼結構。②抗裂性差。如前所述，混凝土的抗拉強度非常低，因此，普通鋼筋混凝土結構經常帶裂縫工作。盡管裂縫的存在并不一定意味著結構發生破壞，但是它影響結構的耐久性和美觀。當裂縫數量較多和開展較寬時，還將給人造成不安全感。③施工的周期較長，受天氣的影響較大，需要較多的腳手架、模板。④補強維修較難。§0.2混凝土結構的應用與發展概況

一、混凝土早期的發展1824年英國約瑟夫·阿斯匹丁發明了波特蘭水泥并取得了專利。1850年，法國藍波特（L.Lambot）制成了鐵絲網水泥砂漿的小船。1861年法國約瑟夫·莫尼埃（JosephMomier）獲得了制造鋼筋混凝土板、管道和拱橋等的專利。德國學者1866年發表了計算理論和計算方法，1887年又發表了試驗結果，并提出了鋼筋應配置在受拉區的概念和板的計算方法。在此之后，鋼筋混凝土的推廣應用才有了較快的發展。1891年－1894年，歐洲各國的研究者發表了一些理論和試驗研究結果。但是在1850－1900年的整整50年內，由于工程師們將鋼筋混凝土的施工和設計方法視為商業機密，因此總的來說公開發表的研究成果不多。

美國學者1850年進行過鋼筋混凝土梁的試驗，但其研究成果直到年才1877發表并為人所知。19世紀70年代有學者曾使用過某些形式的鋼筋混凝土，并且于1884年第一次使用變形（扭轉）鋼筋并形成專利。1890年在舊金山建造了一幢兩層高、321英尺（95m）長的鋼筋混凝土美術館。從此以后，鋼筋混凝土在美國獲得了迅速的發展。從20世紀30年代開始，從材料性能的改善，結構形式的多樣化，施工方法的革新，計算理論和設計方法的完善等多方面開展了大量的研究工作，工程應用十分普遍，使鋼筋混凝土結構進入了現代化階段。

二、混凝土結構用材料的發展——高強輕質（1)混凝土材料強度大幅提高在20世紀30年代混凝土平均強度約為10MPa，到20世紀50年代初已提高到20MPa，20世紀60年代約為30MPa，20世紀70年代初已提高到40MPa。到20世紀80年代初，在發達國家C60級混凝土已經普遍采用。近年來國內外采用附加減水劑的方法已制成強度為200MPa以上的混凝土。高強混凝土的出現更加擴大了混凝土結構的應用范圍，為鋼筋混凝土的防護工程、壓力容器、海洋工程等領域的應用創造了條件。（2）輕質混凝土的研究與應用從20世紀60年代以來，輕骨料（陶粒、浮石等）混凝土和多孔（主要是加氣）混凝土得到迅速發展，其重度為14－18KN/m3。。

四、在結構形式方面的發展1.鋼筋混凝土在高層建筑中的應用高強混凝土的發展，促進了混凝土結構在超高層建筑中的應用。1976年建成的美國芝加哥水塔廣場大廈達74層，高262米。朝鮮平壤的柳京大廈，105層，高305米，也是混凝土結構。美國、俄羅斯等國在啟層建筑中采用的混凝土，強度已達C80~C100。美國西雅圖市的TwoUnionSquare大廈（58層）60%的豎向荷載由中央四根直徑為10英尺（3.05m）的鋼管混凝土柱承受，鋼管內填充的混凝土強度等級達C135。2.鋼筋混凝土結構在橋梁，特種結構、水利工程、海洋工程、港口碼頭工程等各個領域內的發展

1875年法國莫尼埃曾主持修建過一座長達16m的鋼筋混凝土橋，1983年巴西建成主跨為440m的預應力混凝土斜拉橋，1997年我國在四川萬縣建成主跨420m的混凝土拱橋等。在這些方面所取得的矚目成就這里不再一一不列舉了。從1925年德國第一次采用折板結構大型煤倉開始，薄壁空間結構逐漸在屋蓋及貯倉水塔、水池等構建物中得到廣泛應用。

§0.3混凝土結構設計原理課程的特點的學習方法

一、本課程主要教授的主要內容：（1）鋼筋混凝土結構設計原理課程主要是對房屋建筑與公路橋涵工程中混凝土結構構件的受力性能、計算方法和構造要求等問題進行討論。主要內容：①混凝土結構的材料性能，它是學習以后各章的基礎。②受彎構件正截面承載力計算③受彎構件斜截面承載力計算④軸心受力構件承載力計算，⑤偏心受力構件承載力計算⑥混凝土構件的裂縫、變形和耐久性⑦預應力混凝土構件設計。（2）鋼筋混凝土結構設計課程主要是對房屋建筑中混凝土結構受力性能、計算方法和構造要求等問題進行討論。具體內容包括：鋼筋混凝土梁板結構設計、鋼筋混凝土單層廠房設計。對應的后續兩個課程設計。二、課程特點及學習應注意的事項：(1)混凝土結構通常是由鋼筋和混凝土結合而成的一種結構。鋼筋混凝土材料與理論力學中的剛性材料以及材料力學、鋼結構力學中理想彈性材料或理想彈塑材料有很大的區別。為了對混凝土結構的受力性能與破壞特征有較好的了解，首先要求對鋼筋混凝土的力學性能要很好地掌握。

(2)混凝土結構計算公式具有經驗性：①混凝土結構在裂縫出現以前的抗力行為，與理想彈性結構相近。但是在裂縫出現以后，與理想彈性材料有顯著不同。②混凝土結構的受力性能還與結構的受力狀態、配筋方式和配筋數量等多種因素有關，暫時還難以用一中簡單的數學、力學模型來描述。因此，目前主要以混凝土結構構件的試驗與工程實踐經驗為基礎進行分析，許多計算公式都帶有經驗性質。它們雖然不那樣嚴謹，然而卻能夠較好地反映結構的真實受力性能。

(3）明白分析公式與設計公式之間區別，了解和掌握我國當前有關混凝土結構設計的技術和經濟政策。工程實際情況是非常復雜的，建筑結構上的實際荷載和實際材料指標與規范規定的大小會有一定的出入。它們可能高于規范規定的數值，也可能低于規范規定的數值。此外，不同結構的重要性也不一樣，它們對結構的安全、適用和耐久的要求不相同。為了使混凝土結構設計滿足講技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的要求，將混凝土結構各種分析公式用于設計時，要考慮上述各種因素的影響。

(4)構造要求是非常主要的內容

進行混凝土結構設計時離不開計算。但是，現行的計算方法一般只考慮荷載效應。其他影響因素，如：混凝土收縮、溫度影響以及地基不均勻沉陷等，難于用計算公式來表達。GB50010-2002《混凝土結構設計規范》(以下簡稱《規范》)根據長期的工程實踐經驗，總結出一些構造措施來考慮這些因素的影響。因此，在學習本課程時，除了要對各種計算公式了解和掌握以外，對于各種構造措施也必須給予足夠的重視。在設計混凝土結構時，除了進行各種計算之外，還必須檢查各項構造要求是否得