結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理0學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)0第一頁，共62頁?？傉摰?頁/共61頁第二頁，共62頁。和變形，和變形，4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n局部承壓，局部承壓，2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的基本的基本概念，概念，4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)與計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，算，14學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，4學(xué)學(xué)時(shí)時(shí)n總論第2頁/共61頁第三頁，共62頁。總論第3頁/共61頁第四頁，共62頁?？傉摰?頁/共61頁第五頁，共62頁。目的目的(md)Aims概念概念(ginin)Concept模型模型Model綜合綜合Synthe

2、tic問題問題Problems理解理解Understanding分析分析Analysis應(yīng)用應(yīng)用Applications總論第5頁/共61頁第六頁，共62頁?？傉摰?頁/共61頁第七頁，共62頁。構(gòu)構(gòu)造造物物材料材料構(gòu)件構(gòu)件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼材鋼材混凝土混凝土FRP木材木材石材石材受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件受扭構(gòu)件受扭構(gòu)件橋跨橋跨墩臺(tái)墩臺(tái)基礎(chǔ)基礎(chǔ)塔柱塔柱總論第7頁/共61頁第八頁，共62頁。總論1.1.混凝土結(jié)構(gòu)（混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete StructuresConcrete Structures） 主要以混凝土材料，并配以鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼主要以混凝土材料，并配以鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼

3、筋、鋼管、鋼骨等，作為主要承重筋、鋼管、鋼骨等，作為主要承重(chngzhng)(chngzhng)材料的結(jié)構(gòu)。材料的結(jié)構(gòu)。素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu) 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) FRP- FRP-混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 纖維混凝土結(jié)構(gòu)纖維混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 鋼鋼- -混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)第8頁/共61頁第九頁，共62頁?？傉搖素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)u（Plain Concrete StructuresPlain Concrete Structures） 以普通混凝土材料制作的結(jié)構(gòu)。主以普通

4、混凝土材料制作的結(jié)構(gòu)。主要要(zhyo)(zhyo)用于承受壓力而不承受拉力用于承受壓力而不承受拉力的結(jié)構(gòu)，如重力堤壩、支墩、基礎(chǔ)、擋的結(jié)構(gòu)，如重力堤壩、支墩、基礎(chǔ)、擋土墻、地坪、水泥混凝土路面、飛機(jī)場(chǎng)土墻、地坪、水泥混凝土路面、飛機(jī)場(chǎng)跑道及砌塊等。跑道及砌塊等。 返回返回(fnhu)第9頁/共61頁第十頁，共62頁?？傉搖鋼筋鋼筋(gngjn)(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)u （Reinforced Concrete StructuresReinforced Concrete Structures） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種材料組成種材料組成(z

5、 chn)(z chn)的。的。 鋼筋是一鋼筋是一種抗拉性能很好的材料；混凝土具有較種抗拉性能很好的材料；混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)廣高的抗壓強(qiáng)度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于房屋建筑、地下結(jié)構(gòu)、橋梁、泛應(yīng)用于房屋建筑、地下結(jié)構(gòu)、橋梁、隧道、水利、港口工程中。隧道、水利、港口工程中。第10頁/共61頁第十一頁，共62頁。第11頁/共61頁第十二頁，共62頁。返回返回(fnhu)第12頁/共61頁第十三頁，共62頁?？傉搖預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)u（Prestressed Concrete StructuresPrestressed Concre

6、te Structures） 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是為解決鋼筋混凝預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是為解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用階段容易開裂問題土結(jié)構(gòu)在使用階段容易開裂問題(wnt)(wnt)而發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)。由高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)而發(fā)展起來的結(jié)構(gòu)。由高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土兩種材料組成的。度混凝土兩種材料組成的。 預(yù)應(yīng)力混凝預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于房屋建筑、地下結(jié)構(gòu)、橋梁土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于房屋建筑、地下結(jié)構(gòu)、橋梁、隧道、水利、港口工程中。、隧道、水利、港口工程中。第13頁/共61頁第十四頁，共62頁。第14頁/共61頁第十五頁，共62頁。第15頁/共61頁第十六頁，共62頁。第16頁/共61頁第十七頁，共62頁。第17頁/共

7、61頁第十八頁，共62頁。第18頁/共61頁第十九頁，共62頁。返回返回(fnhu)第19頁/共61頁第二十頁，共62頁?？傉搖鋼管鋼管(gnggun)(gnggun)混凝土混凝土u（Concrete Filled Steel TubeConcrete Filled Steel Tube）第20頁/共61頁第二十一頁，共62頁。總論u鋼管鋼管(gnggun)(gnggun)混凝土混凝土u（Concrete Filled Steel TubeConcrete Filled Steel Tube）參考書目：參考書目：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：理論與實(shí)踐第鋼管混凝土結(jié)構(gòu)：理論與實(shí)踐第2 2版，韓版，韓林海林海

8、(ln hi)(ln hi)著，科學(xué)出版社，著，科學(xué)出版社，20072007鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算與應(yīng)用，蔡紹懷鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算與應(yīng)用，蔡紹懷編著，中國建筑工業(yè)出版社，編著，中國建筑工業(yè)出版社，19891989返回返回(fnhu)第21頁/共61頁第二十二頁，共62頁?？傉搖鋼骨鋼骨(n )(n )混凝土（混凝土（Steel Steel Reinforced ConcreteReinforced Concrete）u（Encased ConcreteEncased Concrete）返回返回(fnhu)第22頁/共61頁第二十三頁，共62頁?？傉搖FRP-FRP-混凝土混凝土（Fiber R

9、einforced Polymer Concrete）第23頁/共61頁第二十四頁，共62頁。總論uFRP-FRP-混凝土混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）第24頁/共61頁第二十五頁，共62頁。總論uFRP-FRP-混凝土混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）CFRP殼 -混 凝 土主梁混 凝 土橋面( q i o min)板第25頁/共61頁第二十六頁，共62頁。總論uFRP-FRP-混凝土混凝土（Fiber Reinforced Polymer Concrete）參考書目參考書目FRPFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

10、及應(yīng)用，王加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)及應(yīng)用，王文煒編著文煒編著(binzh)(binzh)，中國建筑工業(yè)出版社，中國建筑工業(yè)出版社，20072007FRPFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)，騰錦光著，中加固混凝土結(jié)構(gòu)，騰錦光著，中國建筑工業(yè)出版社，國建筑工業(yè)出版社，20052005返回返回(fnhu)第26頁/共61頁第二十七頁，共62頁。鋼鋼- -混凝土組合混凝土組合(zh)(zh)板板鋼鋼- -混凝土組合混凝土組合(zh)(zh)梁梁u鋼鋼- -混凝土組合（混合混凝土組合（混合(hnh)(hnh)）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)（Steel Concrete Composite Steel Concrete Composite （

11、HybridHybrid）StructuresStructures）第27頁/共61頁第二十八頁，共62頁。總論u鋼鋼- -混凝土組合（混合混凝土組合（混合(hnh)(hnh)）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)（Steel Concrete Composite Steel Concrete Composite （HybridHybrid）StructuresStructures）返回返回(fnhu)第28頁/共61頁第二十九頁，共62頁?？傉搖纖維纖維(xinwi)(xinwi)混凝土（混凝土（Fiber Fiber Concrete Concrete ）第29頁/共61頁第三十頁，共62頁。總論第30頁/共61頁

12、第三十一頁，共62頁。總論返回返回(fnhu)第31頁/共61頁第三十二頁，共62頁?？傉?.1.混凝土結(jié)構(gòu)（混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete StructuresConcrete Structures） 主要以混凝土材料，并配以鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼主要以混凝土材料，并配以鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋、鋼管、鋼骨管、鋼骨(n )(n )等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)。等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)。素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu) 鋼骨鋼骨(n )(n )混凝土混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) FRP- FRP-混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 纖維混凝土結(jié)構(gòu)纖維混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝

13、土結(jié)構(gòu) 鋼鋼- -混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)第32頁/共61頁第三十三頁，共62頁?？傉摶炷两Y(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)的發(fā)展的發(fā)展18241824年英國人阿斯普丁（年英國人阿斯普?。↗.AspdinJ.Aspdin）發(fā)明硅）發(fā)明硅酸鹽水泥酸鹽水泥18491849年法國人朗波（年法國人朗波（L.LambotL.Lambot）制造了第一）制造了第一只鋼筋混凝土小船只鋼筋混凝土小船18721872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)開始應(yīng)用于土木工程距開始應(yīng)用于土木工程距今僅今僅150150多年多年與磚石結(jié)構(gòu)與磚石結(jié)構(gòu)(

14、jigu)(jigu)、木結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)相比，相比，混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)的歷史并不長，但發(fā)展的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)已經(jīng)成已經(jīng)成為土木工程中最主要的結(jié)構(gòu)為土木工程中最主要的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)，而且，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)還還在不斷發(fā)展。在不斷發(fā)展。第33頁/共61頁第三十四頁，共62頁?？傉搉混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)n材料利用合理材料利用合理n耐久性和耐火性好，維護(hù)費(fèi)用低耐久性和

15、耐火性好，維護(hù)費(fèi)用低n可模性好可模性好n成本低成本低第34頁/共61頁第三十五頁，共62頁?？傉搉混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)n自重大自重大n抗裂性差抗裂性差n混凝土一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比混凝土一旦破壞，其修復(fù)、加固、補(bǔ)強(qiáng)比較困難較困難n施工施工(sh gng)(sh gng)復(fù)雜，工序多復(fù)雜，工序多第35頁/共61頁第三十六頁，共62頁。u討論思考題：討論思考題：u鋼材與混凝土結(jié)構(gòu)的組合形式和作用鋼材與混凝土結(jié)構(gòu)的組合形式和作用(zuyng)？u為什么要加不同形式的鋼材？為什么要加不同形式的鋼材？u不同形式的鋼材，作用不同形式的鋼材，作用(zuyng)有什么有什么不同？不同？u你

16、有哪些新的想法？你有哪些新的想法？第36頁/共61頁第三十七頁，共62頁?？傉摰?7頁/共61頁第三十八頁，共62頁?？傉摰?8頁/共61頁第三十九頁，共62頁?？傉摲祷胤祷?fnhu)第39頁/共61頁第四十頁，共62頁。總論第40頁/共61頁第四十一頁，共62頁。總論返回返回(fnhu)第41頁/共61頁第四十二頁，共62頁。總論返回返回(fnhu)第42頁/共61頁第四十三頁，共62頁。圖：1932澳大利亞503m悉尼鋼拱橋鋼拱橋圖：1977美國518.2m New River橋第43頁/共61頁第四十四頁，共62頁?？傉摲祷胤祷?fnhu)第44頁/共61頁第四十五頁，共62頁?？傉摰?/p>

17、45頁/共61頁第四十六頁，共62頁?？傉摰?6頁/共61頁第四十七頁，共62頁。第47頁/共61頁第四十八頁，共62頁。 趙州橋（公元趙州橋（公元591-605年）又稱安濟(jì)橋，位于中國河北省趙縣城南。是年）又稱安濟(jì)橋，位于中國河北省趙縣城南。是現(xiàn)存最早，并且保存良好的拱橋?，F(xiàn)存最早，并且保存良好的拱橋。 單孔空腹圓弧石拱橋，長單孔空腹圓弧石拱橋，長64.4m，凈跨，凈跨37.20m，矢高，矢高7.23m。 主拱圈主拱圈(n qun)上兩側(cè)各開兩個(gè)小拱，以宣泄洪水，減輕自重。該橋制作精良上兩側(cè)各開兩個(gè)小拱，以宣泄洪水，減輕自重。該橋制作精良，結(jié)構(gòu)獨(dú)創(chuàng)，造型勻稱美麗，雕刻細(xì)致生動(dòng)，列代都予重視和

18、保護(hù)，結(jié)構(gòu)獨(dú)創(chuàng)，造型勻稱美麗，雕刻細(xì)致生動(dòng)，列代都予重視和保護(hù)，1991年列為世界文化遺產(chǎn)。年列為世界文化遺產(chǎn)。 第48頁/共61頁第四十九頁，共62頁。 烏巢河橋位于湖南省鳳凰縣沱江源頭的烏巢河峽谷的縣道上。烏烏巢河橋位于湖南省鳳凰縣沱江源頭的烏巢河峽谷的縣道上。烏巢河大橋全長巢河大橋全長241m，該橋因地制宜，就地取材，綜合應(yīng)用和發(fā)展，該橋因地制宜，就地取材，綜合應(yīng)用和發(fā)展了中國近了中國近20多年來建設(shè)石拱橋的經(jīng)驗(yàn)，建成橋?qū)挾嗄陙斫ㄔO(shè)石拱橋的經(jīng)驗(yàn)，建成橋?qū)?m、主跨為、主跨為120m的雙肋石拱橋。主拱圈由兩條分離式矩形石肋和的雙肋石拱橋。主拱圈由兩條分離式矩形石肋和8條鋼筋混凝土橫條鋼筋混

19、凝土橫系梁組成。拱軸線系梁組成。拱軸線(zhu xin)為為m=1.543懸鏈線，拱矢度懸鏈線，拱矢度1/5，拱肋，拱肋為等高變寬度。采用為等高變寬度。采用20MPa的小石子混凝土砌的小石子混凝土砌100kPa的塊石；肋的塊石；肋寬寬2.5m，高，高1.6m。該橋結(jié)構(gòu)輕盈，造型美觀，是目前世界上最大。該橋結(jié)構(gòu)輕盈，造型美觀，是目前世界上最大跨徑石拱橋記錄的保持者，于跨徑石拱橋記錄的保持者，于1990年建成通車。年建成通車。 第49頁/共61頁第五十頁，共62頁。第50頁/共61頁第五十一頁，共62頁。第51頁/共61頁第五十二頁，共62頁。組合(zh)桁架橋鋼桁架腹桿+上下混凝土翼緣板第52頁/共61頁第五十三頁，共62頁。組合(zh)剛構(gòu)橋鋼箱梁+混凝土墩第53頁/共61頁