工程結(jié)構(gòu)（一）課程基本信息

課程名稱：工程結(jié)構(gòu)(一)課程性質(zhì)：必修考試形式：考試學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：45(2-16周)專業(yè)：工程管理（本科）本課程的主要功能

本課程是工程管理專業(yè)的主干基礎(chǔ)課，其功能：一、為后續(xù)建筑施工、施工項(xiàng)目管理等課程奠定基礎(chǔ)；二、為將來的工作奠定結(jié)構(gòu)方面的知識和能力，如分析和處理實(shí)際施工過程中遇到的一般結(jié)構(gòu)問題的能力、識讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖的能力等。

2013年用教材混凝土結(jié)構(gòu)基本原理

2011年10月第1版2013年8月第3次印刷

主編梁興文

西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院教授、博導(dǎo)重慶大學(xué)出版社本課程主要內(nèi)容1概論(2學(xué)時(shí)）2鋼筋和混凝土材料的基本性能(3學(xué)時(shí))3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理(5學(xué)時(shí))4受彎構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)(8學(xué)時(shí))5受壓構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)(9學(xué)時(shí))6受拉構(gòu)件正截面的性能與設(shè)計(jì)(3學(xué)時(shí))7構(gòu)件斜截面受剪性能與設(shè)計(jì)(5學(xué)時(shí))8受扭構(gòu)件扭曲截面性能與設(shè)計(jì)(4學(xué)時(shí))9正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算及耐久性設(shè)計(jì)(6學(xué)時(shí))10預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的性能與設(shè)計(jì)(0學(xué)時(shí))

合計(jì)45學(xué)時(shí)參考書

東南大學(xué)，天津大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)合編.混凝土結(jié)構(gòu)（上）：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012年1月.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012年5月.

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）》.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011年5月.本課程的考核方式

平時(shí)：15分(作業(yè)、出勤15分)

考試：85分混凝土結(jié)構(gòu)

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》鋼結(jié)構(gòu)

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》砌體結(jié)構(gòu)

《砌體結(jié)構(gòu)》（包括原理和設(shè)計(jì)）鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)

《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》土木工程結(jié)構(gòu)1概論本章主要內(nèi)容：混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展本課程的主要特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法混凝土結(jié)構(gòu)的定義及類型

以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)，并可以根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼骨、鋼管等。

混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型混凝土結(jié)構(gòu)的主要類型素混凝土鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管混凝土鋼骨混凝土鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)FRP混凝土1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土基礎(chǔ)1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土梁1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力：在構(gòu)件承受荷載之前，通過張拉鋼筋等方法預(yù)先對結(jié)構(gòu)施加壓力，從而人為地造成一種與荷載作用下的應(yīng)力狀態(tài)相反的應(yīng)力，借以抵消結(jié)構(gòu)在使用時(shí)的一部分拉應(yīng)力。

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建國門地鐵1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

FRP(FiberReinforcedPolymer)混凝土結(jié)構(gòu)1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)組合樓板1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

2.

為什么會有混凝土結(jié)構(gòu)？素混凝土梁的破壞特征

斷裂，承載力很低，脆性破壞RC混凝土梁的破壞特征

受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)混凝土最后被壓壞，承載力較高，延性破壞1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)素混凝土柱的破壞特征

承載力和變形能力均較低，脆性破壞RC混凝土柱的破壞特征

承載力和變形能力均較高，延性破壞重要概念：優(yōu)良結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足兩個(gè)條件，承載力高，變形能力好（延性好）1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)鋼筋與混凝土兩種材料共同工作的基礎(chǔ)

鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力，使兩者能協(xié)調(diào)變形，共同工作。粘結(jié)力是這兩種不同性質(zhì)的材料能夠共同工作的基礎(chǔ)。

鋼筋與混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)很接近。鋼材料為1.2×10-5，混凝土為（1.0~1.5）×10-5。避免兩者間的粘結(jié)力遭到破壞。

混凝土對鋼筋起到了保護(hù)和固定作用，使鋼筋不容易發(fā)生銹蝕和直接遭受火燒，提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性。

1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

就地取材耐久性耐火性整體性可模性節(jié)約鋼材

混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)及改進(jìn)

自重大：輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土

抗裂性差：預(yù)應(yīng)力混凝土

需用模板：鋼模板，預(yù)制構(gòu)件（工業(yè)化）施工復(fù)雜：預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點(diǎn)1824年，英國泥瓦匠JosephAspdin發(fā)明硅酸鹽水泥

1848年，法國人朗波J.J.Lambot

制造了第一只鋼筋混凝土小船1871~1875年，在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋

早期階段（1850-1920）1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展

第二階段（1920-1950）預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用

第三階段（1950-1980）高強(qiáng)材料的應(yīng)用，先進(jìn)施工方法的應(yīng)用

第四階段（1980-）新結(jié)構(gòu)體系在高層建筑中的應(yīng)用近代混凝土力學(xué)--混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用范圍：建筑工程，橋梁工程，隧道與地下工程，水利工程，特種結(jié)構(gòu)，高聳結(jié)構(gòu)，1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展

混凝土結(jié)構(gòu)1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展(1)迪拜塔(阿聯(lián)酋迪拜)，高度818米鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)

混凝土結(jié)構(gòu)1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展(2)上海中心，高度632米巨型框架-核心筒-伸臂桁架結(jié)構(gòu)體系鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)580米。上海中心大廈的旋轉(zhuǎn)、不對稱的外部立面可使風(fēng)載降低24%，減少大樓結(jié)構(gòu)的風(fēng)力負(fù)荷。

混凝土結(jié)構(gòu)1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展(3)臺北101大廈(中國臺北)，2003年完工，508米六庫怒江橋是當(dāng)時(shí)國內(nèi)跨度最大的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展

高性能混凝土(HighPerformanceConcrete)

高強(qiáng)度、高耐久性、高流動(dòng)性、高抗?jié)B性

纖維增強(qiáng)混凝土（FibreReinforcedConcrete）

在普通混凝土中摻入適當(dāng)?shù)母鞣N纖維材料而形成,其抗拉、抗剪、抗折強(qiáng)度和抗裂、抗沖擊、抗疲勞、抗震和抗爆等性能均有較大提高

.

纖維材料有鋼纖維、合成纖維、玻璃纖維和碳纖維等,碳纖維具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于建筑、橋梁結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)以及機(jī)場飛機(jī)跑道工程等。

1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展活性粉未混凝土（ReactivePowderConcrete,RPC）

由骨料（級配良好的石英砂）、水泥、硅粉、高效減水劑以及一定量的纖維（如鋼纖維等）等組成,是一種超高強(qiáng)度、超高韌性和高耐久性的超高性能混凝土,比普通混凝土和現(xiàn)有的高性能混凝土有質(zhì)的飛躍。

■工程化纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料

（EngineeredCementitiousComposites，ECC）

ECC具有類似于金屬材料的拉伸強(qiáng)化現(xiàn)象，其極限拉應(yīng)變可達(dá)到5~6%，與鋼材的塑性變形能力幾乎相近，是具有像金屬一樣變形的混凝土材料。ECC的抗壓強(qiáng)度類似于混凝土，抗壓彈性模量較低，但受壓變形能力比普通混凝土大很多；其耐火性和耐久性也超過普通混凝土。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟

結(jié)構(gòu)方案（構(gòu)件選型、結(jié)構(gòu)布置等）↓↓

計(jì)算簡圖，荷載計(jì)算，內(nèi)力和變形分析↓↓

構(gòu)件截面承載力計(jì)算，變形和裂縫寬度控制↓↓

構(gòu)造措施■本課程內(nèi)容—分兩部分—《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》■后繼課程《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》1.3課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法★應(yīng)注意鋼筋與混凝土兩種材料自身的特點(diǎn)材料力學(xué)公式不能直接計(jì)算混凝土構(gòu)件的承載力和變形；

★計(jì)算方法是建立在理論研究與試驗(yàn)研究基礎(chǔ)之上根據(jù)構(gòu)件受力性能試驗(yàn)，研究其破壞機(jī)理和受力性能，建立物理和數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出半理論半經(jīng)驗(yàn)公式。學(xué)習(xí)時(shí)一定要深刻理解構(gòu)件的破壞機(jī)理和受力性能，特別要注意構(gòu)件計(jì)算方法的適用條件。1.3課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法1.3課程特點(diǎn)與學(xué)習(xí)方法★構(gòu)件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問題除了進(jìn)行構(gòu)件承載力和變形計(jì)算外，還需構(gòu)件的截面形式、材料選用及配筋構(gòu)造等。

★兩種材料在強(qiáng)度和數(shù)量上存在一個(gè)合理的配比范圍。

如果鋼筋和混凝土在面積上的比例及材料強(qiáng)度的搭配超過了這個(gè)范圍，就會引起構(gòu)件受力性能的改變，從而引起構(gòu)件截面設(shè)計(jì)方法的改變，這是學(xué)習(xí)時(shí)必須注意的一個(gè)方面。

★課程的實(shí)踐性