混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第三版梁興文）課件 第1章 概論

1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（第三版）2023/3/232023/3/232土木工程結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)

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

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

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

《組合結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》2023/3/232023/3/23目錄第1章概論第2章鋼筋和混凝土材料的基本性第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理第4章受彎構(gòu)件正截面的性能設(shè)計

第6章受拉構(gòu)件的正截面的性能與設(shè)計第5章受彎構(gòu)件的正截面的性能與設(shè)計

第7章構(gòu)件的斜截面受剪性能與設(shè)計第8章受扭構(gòu)件扭曲截面受剪性能與設(shè)計第9章正常使用極限狀態(tài)驗算及耐久性設(shè)計第10章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的性能與設(shè)計2023/3/232023/3/23第1章平臺合作1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點1.2

混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展1.3

本課程的主要內(nèi)容及特點2023/3/232023/3/2351.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念和特點

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土結(jié)構(gòu)的特點2023/3/232023/3/2361.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)需要配置普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、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混凝土纖維混凝土1.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2023/3/232023/3/237

素混凝土結(jié)構(gòu)1.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2023/3/232023/3/238

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2023/3/232023/3/2391.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的概念預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土電桿預(yù)應(yīng)力的錨具2023/3/232023/3/23101.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建國門地鐵2023/3/232023/3/23111.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)2023/3/232023/3/23121.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

FRP(FiberReinforcedPolymer)混凝土結(jié)構(gòu)2023/3/232023/3/23131.1.1

混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)組合樓板鋼－混凝土組合柱2023/3/232023/3/23141.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念

纖維混凝土纖維混凝土井蓋冷軋帶鋼剪切型鋼纖維

生態(tài)合成纖維合成纖維2023/3/232023/3/2315

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；混凝土的抗壓強度未充分利用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；混凝土的抗拉、抗壓強度均充分利用1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2023/3/232023/3/2316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1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念2023/3/232023/3/23171.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念混凝土中配置鋼筋后，承載能力、變形能力、耗能能力，均大大提高重要概念優(yōu)良結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足兩個條件，承載力高，變形能力（延性）和耗能能力好問題鋼筋與混凝土兩種材料能否協(xié)同工作？2023/3/232023/3/23181.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念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。不致因溫度變化產(chǎn)生較大的相對變形而使兩者間的粘結(jié)力遭到破壞。

混凝土對鋼筋起到了保護和固定作用，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。

2023/3/232023/3/23191.1.2

混凝土結(jié)構(gòu)的特點

混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點

就地取材耐久性好耐火性整體性可模性節(jié)約鋼材

混凝土結(jié)構(gòu)的缺點及改進

自重大：

輕質(zhì)高強混凝土抗裂性差：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)2023/3/232023/3/23201.2混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展

混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展2023/3/232023/3/23211.2.1發(fā)展階段

早期階段（1850-1920）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2023/3/232023/3/23221.2.2

應(yīng)用

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

第三階段（1950-1980）高強材料的應(yīng)用，先進施工方法的應(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)等2023/3/232023/3/23231.2.2

應(yīng)用

混凝土結(jié)構(gòu)朝鮮柳京大廈香港中央廣場大廈廣東國際大廈65s,200m底層柱1.8×2.2m2023/3/232023/3/23241.2.2

應(yīng)用

世界最高建筑的前10幢RankBuilding,CityYearstoriesHStructualsystem1.Taipei101,Taipei,Taiwan2004101508Steel1.Taipei101,Taipei,Taiwan2004101508Steel2.PetronasTower1,KualaLumpur,Malaysia199888452Mixed3.PetronasTower2,KualaLumpur,Malaysia199888452Mixed4.SearsTower,Chicago1974110442Steel5.JinMaoBuilding,Shanghai199988421Mixed6.TwoInternationalFinanceCenter,HongKong200388412Mixed7.CiticPlaza,Guangzhou,China199680391Mixed8.ShunHingSquare,Shenzhen,China199669384Mixed9.EmpireStateBuilding,NewYork1931102381Mixed10.CentralPlaza,HongKong199278374Mixed2023/3/232023/3/23252023/3/232023/3/23261.2.2

應(yīng)用TwoInternationalFinanceCenter,HongKongJinMaoBuilding,Shanghai

SearsTower,ChicagoPetronasTower,KualaLumpur,MalaysiaTaipei101,Taipei,Taiwan2023/3/232023/3/23271.2.2

應(yīng)用CiticPlaza,Guangzhou,ChinaShunHingSquare,Shenzhen,ChinaEmpireStateBuilding,NewYorkCentralPlaza,HongKongBankofChina(BOC)Tower

2023/3/232023/3/23281.2.2

應(yīng)用

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)2023/3/232023/3/23291.2.2

應(yīng)用

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)2023/3/232023/3/23301.2.3

拓展

高性能混凝土(HighPerformanceConcrete)

高強度、高耐久性、高流動性、高抗?jié)B性

纖維增強混凝土（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、耐腐蝕等優(yōu)點，已廣泛用于建筑、橋梁結(jié)構(gòu)的加固補強以及機場飛機跑道工程等。

2023/3/232023/3/23311.2.3

拓展活性粉未混凝土（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。

■工程化纖維增強水泥基復(fù)合材料

（EngineeredCementitiousComposites，ECC）

ECC具有類似于金屬材料的拉伸強化現(xiàn)象，其極限拉應(yīng)變可達到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。2023/3/232023/3/23321.2.3

拓展2023/3/232023/3/23331.2.3

拓展2023/3/232023/3/23341.3本課程的主要內(nèi)容和特點

本課程的主要內(nèi)容課程特點與學(xué)習(xí)方法1.3

本課程的主要內(nèi)容及特點2023/3/232023/3/23351.3.1

主要內(nèi)容混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

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

↓↓

計算簡圖，荷載計算，內(nèi)力和變形分析

↓↓

構(gòu)件截面承載力計算，變形和裂縫寬度控制

↓↓

構(gòu)造措施■本課程內(nèi)容--后兩部分—《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》■后繼課程

前兩部分--《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》2023/3/232023/3/23361.3.1

主要內(nèi)容

主要內(nèi)容

受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受拉構(gòu)件受扭構(gòu)件混凝土構(gòu)件的裂縫寬度與撓度控制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件2023/3/232023/3/23371.3.2

課程特點與學(xué)習(xí)方法★應(yīng)注意鋼筋與混凝土兩種材料自身的特點材料力學(xué)公式不能直接計算混凝土構(gòu)件的承載力和變形；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(yīng)用時應(yīng)注意鋼筋混凝土性能上的特點?！镉嬎惴椒ㄊ墙⒃诶碚撗芯颗c試驗研究基礎(chǔ)之上根據(jù)構(gòu)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(shù)學(xué)模型，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合出半理論半經(jīng)驗公式。學(xué)習(xí)時一定要深刻理解構(gòu)件的破壞機理和受力性能，特別要注意構(gòu)件計算方法的適用條件。2023/3/232023/3/23381.3.2

課程特點與學(xué)習(xí)方法