工程結(jié)構(gòu)緒論課件

1、工程結(jié)構(gòu)緒論 主講：顧向陽(yáng)主講：顧向陽(yáng)聯(lián)系：聯(lián)系： E-mail: xiangyang.工程結(jié)構(gòu)緒論 第一章 混凝土結(jié)構(gòu)緒論一、課程簡(jiǎn)介一、課程簡(jiǎn)介1、課程性質(zhì)課程性質(zhì)：本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的目的是本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的目的是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握工程結(jié)構(gòu)的基本理通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握工程結(jié)構(gòu)的基本理論和實(shí)用設(shè)計(jì)方法，具備根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、論和實(shí)用設(shè)計(jì)方法，具備根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的特點(diǎn)、性質(zhì)、功能和業(yè)主的要求，正確、合理地進(jìn)行工程結(jié)性質(zhì)、功能和業(yè)主的要求，正確、合理地進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。2、課程的教學(xué)目標(biāo)：課程的教學(xué)目標(biāo)： 通過(guò)課程

2、的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)的基本概念、基本理論和基本技能的基本概念、基本理論和基本技能,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有一個(gè)初對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步的了解。步的了解。 （1 1）進(jìn)行一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力）進(jìn)行一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能力 （2 2）分析和處理施工及使用中出現(xiàn)的一般結(jié)構(gòu)問(wèn)題的能力）分析和處理施工及使用中出現(xiàn)的一般結(jié)構(gòu)問(wèn)題的能力 （3 3）為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)、適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)）為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)、適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)緒論3、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)方法 （1）學(xué)會(huì)使用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)范）學(xué)會(huì)使用相應(yīng)的結(jié)構(gòu)規(guī)范 （2）通過(guò)一定量的

3、練習(xí)，熟悉結(jié)構(gòu)原理，相應(yīng)的規(guī)范）通過(guò)一定量的練習(xí)，熟悉結(jié)構(gòu)原理，相應(yīng)的規(guī)范應(yīng)用應(yīng)用 （3）參觀施工中的各種結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)布置和施工方）參觀施工中的各種結(jié)構(gòu)類型，結(jié)構(gòu)布置和施工方法，走訪有經(jīng)驗(yàn)的工程設(shè)計(jì)人員。法，走訪有經(jīng)驗(yàn)的工程設(shè)計(jì)人員。 （4）參考資料：）參考資料： 工程結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)同濟(jì)大學(xué)出版社，同濟(jì)大學(xué)出版社，2005 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理高等教育出版社，高等教育出版社，2005 混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)中國(guó)建筑工業(yè)出版社，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理東南大學(xué)出版社，東南大學(xué)出版社，2008工程結(jié)構(gòu)緒論4 4、考勤與考核、考勤與考核 考核分平時(shí)

4、作業(yè)、考勤，這一部分占最終考核成績(jī)的考核分平時(shí)作業(yè)、考勤，這一部分占最終考核成績(jī)的30%30%，考，考試部分占試部分占70%70%。平時(shí)作業(yè)、考勤每缺一次扣最終成績(jī)。平時(shí)作業(yè)、考勤每缺一次扣最終成績(jī)3 3分，以分，以3030分為限。分為限?？己顺煽?jī)考核成績(jī)平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)3030分，包括作業(yè)與考勤，分，包括作業(yè)與考勤，期中考試期中考試期末考試：期末考試：7070分分工程結(jié)構(gòu)緒論二、結(jié)構(gòu)的組成與分類二、結(jié)構(gòu)的組成與分類1、工程結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)：由若干單元按一定的規(guī)則，通過(guò)合理的連接方式所組成的能夠承受并傳遞荷載和其他間接作用的骨架。其中的單元就是工程結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件。2 2、基本構(gòu)件、基本構(gòu)件 板：板

5、：彎矩，剪力彎矩，剪力 梁：梁：彎矩，剪力，扭矩彎矩，剪力，扭矩 柱：柱：彎矩，剪力，扭矩，壓力彎矩，剪力，扭矩，壓力 墻：墻：彎矩，剪力，壓力彎矩，剪力，壓力 桿：桿：壓力，拉力壓力，拉力 拱：拱：壓力壓力 索：索：拉力拉力 基礎(chǔ)：基礎(chǔ)：壓力壓力 基本構(gòu)件基本構(gòu)件工程結(jié)構(gòu)緒論工程結(jié)構(gòu)緒論3 3、分類、分類（1 1）按結(jié)構(gòu)所采用的材料）按結(jié)構(gòu)所采用的材料混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)素砼結(jié)構(gòu)素砼結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu)鋼筋砼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)纖維砼結(jié)構(gòu)纖維砼結(jié)構(gòu)其他加筋砼結(jié)構(gòu)其他加筋砼結(jié)構(gòu)磚石砌體結(jié)構(gòu)磚石砌體結(jié)構(gòu)砌塊砌體結(jié)構(gòu)砌塊砌體結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)緒論混合結(jié)構(gòu)體系：磚

6、混結(jié)構(gòu)，鋼混合結(jié)構(gòu)體系：磚混結(jié)構(gòu)，鋼-混凝土結(jié)合構(gòu)件如組合梁、組混凝土結(jié)合構(gòu)件如組合梁、組合柱。合柱。（2 2）按結(jié)構(gòu)的受力體系）按結(jié)構(gòu)的受力體系框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu), ,塔式結(jié)構(gòu)、桅式結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、塔式結(jié)構(gòu)、桅式結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、板柱結(jié)構(gòu)、墻板結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等充氣結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等, , 工程結(jié)構(gòu)緒論（3 3）按使用功能）按使用功能建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)住宅、住宅、公共建筑、公共建筑、工業(yè)建筑工業(yè)建筑 特種結(jié)構(gòu)特種結(jié)構(gòu)煙囪煙囪水池水池水塔水塔筒倉(cāng)筒倉(cāng)貯藏罐

7、貯藏罐擋土墻等擋土墻等 橋梁結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)公路鐵路橋公路鐵路橋立交橋立交橋人行天橋等人行天橋等; ;地下結(jié)構(gòu)地下結(jié)構(gòu)隧道、涵洞、隧道、涵洞、人防工事、人防工事、地下建筑地下建筑 工程結(jié)構(gòu)緒論（4 4）按照建筑物外形特點(diǎn)）按照建筑物外形特點(diǎn)單層結(jié)構(gòu)單層結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)多層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu)高聳結(jié)構(gòu) （5 5）按照結(jié)構(gòu)的施工方法）按照結(jié)構(gòu)的施工方法現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的裝配整體式結(jié)構(gòu)預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的裝配整體式結(jié)構(gòu)。工程結(jié)構(gòu)緒論 主要以混凝土材料，并根據(jù)需要配置主要以混凝土材料，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、鋼骨、鋼管鋼骨、鋼

8、管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(Concrete Structure)。1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念和特點(diǎn)素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)FRP筋混凝土筋混凝土鋼鋼 -混凝土混合結(jié)構(gòu)混凝土混合結(jié)構(gòu)纖維混凝土纖維混凝土三、混凝土結(jié)構(gòu)三、混凝土結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)緒論素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)（Plain Concrete)FoundationMasonry wall工程結(jié)構(gòu)緒論鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinforced

9、Concrete Structure)ReinforcementStirrupSupport工程結(jié)構(gòu)緒論預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（Pre-stressed Concrete Structure)Pre-stress rebarConcreteHollowtubePre-stressed concrete hollow floor工程結(jié)構(gòu)緒論鋼骨混凝土柱鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete) (Encased Concrete)SteelReinforcementStirrupSteel reinforced Concrete column工程

10、結(jié)構(gòu)緒論鋼管混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete Filled Tube)Steel tubeConcrete Concrete filled tube column工程結(jié)構(gòu)緒論鋼鋼-混凝土組合（混合）結(jié)構(gòu)混凝土組合（混合）結(jié)構(gòu)(Composite Structure or Hybrid Structure)工程結(jié)構(gòu)緒論FRP混凝土混凝土（Fiber Reinforced Polymer(Plastic) Concrete )工程結(jié)構(gòu)緒論（2 2）共同工作的基礎(chǔ)）共同工作的基礎(chǔ) n鋼筋和混凝土之間存在較好的傳遞應(yīng)力的能力鋼筋和混凝土之間存在較好的傳遞應(yīng)力的能力, ,在荷載作用下在荷載作用

11、下, ,不產(chǎn)生相對(duì)滑移不產(chǎn)生相對(duì)滑移, ,保證兩種材料保證兩種材料協(xié)調(diào)變形、共同受力。協(xié)調(diào)變形、共同受力。n鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相近鋼筋和混凝土兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)相近, ,鋼材為鋼材為 , ,混凝土混凝土為為 。當(dāng)溫度變化時(shí)。當(dāng)溫度變化時(shí), ,兩兩者不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的不協(xié)調(diào)變形而導(dǎo)致破壞。者不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的不協(xié)調(diào)變形而導(dǎo)致破壞。n混凝土對(duì)鋼筋起良好的保護(hù)作用混凝土對(duì)鋼筋起良好的保護(hù)作用, ,結(jié)構(gòu)的抗火能結(jié)構(gòu)的抗火能力和耐久性大大提高。力和耐久性大大提高。 1.2 1.2 10 105 5 1.0 1.0 1.5 1.5 10 105 5工程結(jié)構(gòu)緒論工程結(jié)構(gòu)緒論試驗(yàn)結(jié)果表明：試驗(yàn)

12、結(jié)果表明：（1 1）當(dāng)荷載較小時(shí)，截面上的應(yīng)變則同彈性材料的梁一）當(dāng)荷載較小時(shí)，截面上的應(yīng)變則同彈性材料的梁一樣，沿截面高度呈直線分布；樣，沿截面高度呈直線分布；（2 2）當(dāng)荷載增大使截面受拉區(qū)邊緣纖維拉應(yīng)變達(dá)到混凝）當(dāng)荷載增大使截面受拉區(qū)邊緣纖維拉應(yīng)變達(dá)到混凝土抗拉極限應(yīng)變時(shí)該處的混凝土被拉裂，裂縫沿截面高度土抗拉極限應(yīng)變時(shí)該處的混凝土被拉裂，裂縫沿截面高度方向迅速開(kāi)展，試件隨即發(fā)生斷裂破壞。方向迅速開(kāi)展，試件隨即發(fā)生斷裂破壞。（3 3）破壞的性質(zhì)：破壞是突然的，沒(méi)有明顯的預(yù)兆，屬）破壞的性質(zhì)：破壞是突然的，沒(méi)有明顯的預(yù)兆，屬于脆性破壞。于脆性破壞。 盡管混凝土的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度高幾倍或

13、十幾倍，盡管混凝土的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度高幾倍或十幾倍，但得不到充分利用，因?yàn)樵撛嚰钠茐氖怯苫炷恋目估貌坏匠浞掷?，因?yàn)樵撛嚰钠茐氖怯苫炷恋目估瓘?qiáng)度控制，破壞荷載值很小，只有強(qiáng)度控制，破壞荷載值很小，只有 8 kN8 kN左右。左右。 工程結(jié)構(gòu)緒論 鋼筋混凝土梁的破壞試驗(yàn)：鋼筋混凝土梁的破壞試驗(yàn)： 在梁的受拉區(qū)布置三根直徑為16 mm的HPB235級(jí)鋼筋(記作316)并在受壓區(qū)在布置兩根為 10 mm的架力鋼筋和適量的箍筋。 再進(jìn)行同樣的荷載試驗(yàn) 。 當(dāng)加載到一定階段使截面受拉區(qū)邊緣纖維拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，混凝土雖被拉裂，但裂縫不會(huì)沿截面的高度迅速開(kāi)展，試件也不會(huì)隨即發(fā)

14、生斷裂破壞。 混凝土開(kāi)裂后，裂縫截面的混凝土拉應(yīng)力由縱向受拉鋼筋來(lái)承受，故荷載還可進(jìn)一步增加。此時(shí)變形將相應(yīng)發(fā)展，裂縫的數(shù)量和寬度也將增大。 工程結(jié)構(gòu)緒論受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度和受壓區(qū)混凝土抗壓強(qiáng)度都被充分利用時(shí)，試件才發(fā)生破壞。 破壞性質(zhì)：試件破壞前，變形和裂縫都發(fā)展得很充分，呈現(xiàn)出明顯的破壞預(yù)兆，屬于塑性破壞。2 2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （1 1）耐久性好。）耐久性好。 (2)(2)耐火性好耐火性好 (3)(3)可模性好?？赡Ｐ院?。(4)(4)整體性好。整體性好。 （5 5）就地取材。）就地取材。 工程結(jié)構(gòu)緒論 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：自重大。鋼筋混凝土的重度約為自重大。鋼筋

15、混凝土的重度約為25kN/m25kN/m3 3，比砌體和，比砌體和木材的重度都大。盡管比鋼材的重度小，但結(jié)構(gòu)的截面尺木材的重度都大。盡管比鋼材的重度小，但結(jié)構(gòu)的截面尺寸比鋼結(jié)構(gòu)的大，因而其自重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相同跨度或高度的寸比鋼結(jié)構(gòu)的大，因而其自重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)相同跨度或高度的鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)。 抗裂性較差。如前所述，混凝土的抗拉強(qiáng)度非?？沽研暂^差。如前所述，混凝土的抗拉強(qiáng)度非常低，因此，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常帶裂縫工作。盡管裂低，因此，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常帶裂縫工作。盡管裂縫的存在并不一定意味著結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，但是它影響結(jié)構(gòu)縫的存在并不一定意味著結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，但是它影響結(jié)構(gòu)的耐久性和美觀。當(dāng)裂縫數(shù)量較多和

16、開(kāi)展較寬時(shí)，還將給的耐久性和美觀。當(dāng)裂縫數(shù)量較多和開(kāi)展較寬時(shí)，還將給人造成不安全感。人造成不安全感。 施工的周期較長(zhǎng)，受天氣的影響較大，需要較多施工的周期較長(zhǎng)，受天氣的影響較大，需要較多的腳手架、模板。的腳手架、模板。 損壞補(bǔ)強(qiáng)維修較難。損壞補(bǔ)強(qiáng)維修較難。工程結(jié)構(gòu)緒論四、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r1、混凝土早期的發(fā)展、混凝土早期的發(fā)展 18241824年英國(guó)約瑟夫年英國(guó)約瑟夫阿斯匹丁發(fā)明了波特蘭水泥并取得阿斯匹丁發(fā)明了波特蘭水泥并取得了專利。了專利。 18501850年，法國(guó)藍(lán)波特（年，法國(guó)藍(lán)波特（L.LambotL.Lambot）制成了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿）制成了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿的小船。的小船。 1861

17、1861年法國(guó)約瑟夫年法國(guó)約瑟夫莫尼埃（莫尼埃（Joseph MomierJoseph Momier）獲得了制）獲得了制造鋼筋混凝土板、管道和拱橋等的專利。造鋼筋混凝土板、管道和拱橋等的專利。 德國(guó)學(xué)者德國(guó)學(xué)者18661866年發(fā)表了計(jì)算理論和計(jì)算方法，年發(fā)表了計(jì)算理論和計(jì)算方法，18871887年又年又發(fā)表了試驗(yàn)結(jié)果，并提出了鋼筋應(yīng)配置在受拉區(qū)的概念和發(fā)表了試驗(yàn)結(jié)果，并提出了鋼筋應(yīng)配置在受拉區(qū)的概念和板的計(jì)算方法。在此之后，鋼筋混凝土的推廣應(yīng)用才有了板的計(jì)算方法。在此之后，鋼筋混凝土的推廣應(yīng)用才有了較快的發(fā)展。較快的發(fā)展。 18911891年年18941894年，歐洲各國(guó)的研究者發(fā)表了一些理

18、論和試年，歐洲各國(guó)的研究者發(fā)表了一些理論和試驗(yàn)研究結(jié)果。但是在驗(yàn)研究結(jié)果。但是在1850185019001900年的整整年的整整5050年內(nèi)，由于工年內(nèi)，由于工程師們將鋼筋混凝土的施工和設(shè)計(jì)方法視為商業(yè)機(jī)密，因程師們將鋼筋混凝土的施工和設(shè)計(jì)方法視為商業(yè)機(jī)密，因此總的來(lái)說(shuō)公開(kāi)發(fā)表的研究成果不多。此總的來(lái)說(shuō)公開(kāi)發(fā)表的研究成果不多。 工程結(jié)構(gòu)緒論 美國(guó)學(xué)者美國(guó)學(xué)者18501850年進(jìn)行過(guò)鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)，但其年進(jìn)行過(guò)鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)，但其研究成果直到年才研究成果直到年才18771877發(fā)表并為人所知。發(fā)表并為人所知。1919世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代有學(xué)者曾使用過(guò)某些形式的鋼筋混凝土，并且于有學(xué)者

19、曾使用過(guò)某些形式的鋼筋混凝土，并且于18841884年年第一次使用變形（扭轉(zhuǎn)）鋼筋并形成專利。第一次使用變形（扭轉(zhuǎn)）鋼筋并形成專利。18901890年在舊年在舊金山建造了一幢兩層高、金山建造了一幢兩層高、321321英尺（英尺（95m95m）長(zhǎng)的鋼筋混凝）長(zhǎng)的鋼筋混凝土美術(shù)館。從此以后，鋼筋混凝土在美國(guó)獲得了迅速的土美術(shù)館。從此以后，鋼筋混凝土在美國(guó)獲得了迅速的發(fā)展。發(fā)展。 從從2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代開(kāi)始，從材料性能的改善，結(jié)構(gòu)形式年代開(kāi)始，從材料性能的改善，結(jié)構(gòu)形式的多樣化，施工方法的革新，計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的完的多樣化，施工方法的革新，計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的完善等多方面開(kāi)展了大量的研究

20、工作，工程應(yīng)用十分普遍，善等多方面開(kāi)展了大量的研究工作，工程應(yīng)用十分普遍，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)入了現(xiàn)代化階段。使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)入了現(xiàn)代化階段。工程結(jié)構(gòu)緒論2、混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個(gè)階段、混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的幾個(gè)階段 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展, ,大體上可以分為三個(gè)階段大體上可以分為三個(gè)階段: : （1 1）第一階段是從鋼筋混凝土發(fā)明至）第一階段是從鋼筋混凝土發(fā)明至2020世紀(jì)初。這世紀(jì)初。這一階段一階段 ，所采用的鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低，所采用的鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都比較低， 主要主要用來(lái)建造中小型樓板、梁、用來(lái)建造中小型樓板、梁、 拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計(jì)算理論拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計(jì)算理論套用彈性

21、理論，設(shè)計(jì)方法采用容許應(yīng)力法。套用彈性理論，設(shè)計(jì)方法采用容許應(yīng)力法。 （2 2）第二階段是從）第二階段是從2020世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)前后。世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)前后。這一階段鋼筋和混凝土的強(qiáng)度有所提高，這一階段鋼筋和混凝土的強(qiáng)度有所提高， 預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)明和應(yīng)用結(jié)構(gòu)的發(fā)明和應(yīng)用, ,使鋼筋混凝土被用來(lái)建造大跨度的空使鋼筋混凝土被用來(lái)建造大跨度的空間結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究開(kāi)始進(jìn)行間結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究開(kāi)始進(jìn)行, ,在計(jì)算理論上在計(jì)算理論上已開(kāi)始考慮材料的塑性，已開(kāi)始按破損階段計(jì)算結(jié)構(gòu)的破已開(kāi)始考慮材料的塑性，已開(kāi)始按破損階段計(jì)算結(jié)構(gòu)的破壞承載力。壞承載力。工程結(jié)構(gòu)

22、緒論（3 3）第三階段是從第二次世界大戰(zhàn)以后到現(xiàn)在。這一階段的）第三階段是從第二次世界大戰(zhàn)以后到現(xiàn)在。這一階段的特點(diǎn)是隨著高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土的出現(xiàn)，特點(diǎn)是隨著高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土的出現(xiàn)， 預(yù)制裝配式預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土以混凝土結(jié)構(gòu)、高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土以及各種新的施工技術(shù)等廣泛地應(yīng)用于各種土木工程及各種新的施工技術(shù)等廣泛地應(yīng)用于各種土木工程, ,如超如超高層建筑、大跨度橋梁、跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等。在計(jì)算高層建筑、大跨度橋梁、跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等。在計(jì)算理論上已過(guò)度到充分考慮混凝土和鋼筋塑性的極限狀態(tài)設(shè)理論上已過(guò)度到充分考慮混凝土和鋼筋塑性

23、的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論，在設(shè)計(jì)方法上已過(guò)度到以概率論為基礎(chǔ)的多系數(shù)計(jì)理論，在設(shè)計(jì)方法上已過(guò)度到以概率論為基礎(chǔ)的多系數(shù)表達(dá)的設(shè)計(jì)公式。表達(dá)的設(shè)計(jì)公式。 工程結(jié)構(gòu)緒論3、混凝土結(jié)構(gòu)用材料的發(fā)展、混凝土結(jié)構(gòu)用材料的發(fā)展高強(qiáng)輕質(zhì)高強(qiáng)輕質(zhì) （1)混凝土材料強(qiáng)度大幅提高混凝土材料強(qiáng)度大幅提高 在在20世紀(jì)世紀(jì)30年代混凝土平均強(qiáng)度約為年代混凝土平均強(qiáng)度約為10MPa，到，到20世紀(jì)世紀(jì)50年代初年代初已提高到已提高到20 MPa，20世紀(jì)世紀(jì)60年代約為年代約為30 MPa，20世紀(jì)世紀(jì)70年代初已提年代初已提高到高到40 MPa。到。到20世紀(jì)世紀(jì)80年代初，在發(fā)達(dá)國(guó)家年代初，在發(fā)達(dá)國(guó)家C60級(jí)混凝土已經(jīng)普

24、遍級(jí)混凝土已經(jīng)普遍采用。采用。 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外采用附加減水劑的方法已制成強(qiáng)度為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外采用附加減水劑的方法已制成強(qiáng)度為200 MPa以上以上的混凝土。的混凝土。 高強(qiáng)混凝土的出現(xiàn)更加擴(kuò)大了混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，為鋼筋混高強(qiáng)混凝土的出現(xiàn)更加擴(kuò)大了混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，為鋼筋混凝土的防護(hù)工程、壓力容器、海洋工程等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。凝土的防護(hù)工程、壓力容器、海洋工程等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。 （2）輕質(zhì)混凝土的研究與應(yīng)用）輕質(zhì)混凝土的研究與應(yīng)用 從從20世紀(jì)世紀(jì)60年代以來(lái)，輕骨料（陶粒、浮石等）混凝土和多孔年代以來(lái)，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(fā)展，其重度為（

25、主要是加氣）混凝土得到迅速發(fā)展，其重度為1418KN/m3。 工程結(jié)構(gòu)緒論4、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展 19281928年年法國(guó)工程師弗耐西涅成功地將高強(qiáng)鋼絲用于預(yù)法國(guó)工程師弗耐西涅成功地將高強(qiáng)鋼絲用于預(yù)應(yīng)力混凝土，使應(yīng)力混凝土，使預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土的概念得以在工程實(shí)踐中成得以在工程實(shí)踐中成為現(xiàn)實(shí)。為現(xiàn)實(shí)。 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念在預(yù)應(yīng)力混凝土的概念在1919世紀(jì)世紀(jì)8080年代已提出，但是當(dāng)年代已提出，但是當(dāng)時(shí)因鋼筋強(qiáng)度偏低及對(duì)預(yù)應(yīng)力損失缺乏深入研究，使預(yù)應(yīng)時(shí)因鋼筋強(qiáng)度偏低及對(duì)預(yù)應(yīng)力損失缺乏深入研究，使預(yù)應(yīng)力混凝土未能成功地實(shí)現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用是在力混凝

26、土未能成功地實(shí)現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用是在19381938年年弗耐西涅發(fā)明錐形楔式錨具（弗式錨具）和弗耐西涅發(fā)明錐形楔式錨具（弗式錨具）和19401940年年比利時(shí)的門格爾發(fā)明門格爾體系之后。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)比利時(shí)的門格爾發(fā)明門格爾體系之后。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性得到根本的改善，使的抗裂性得到根本的改善，使高強(qiáng)鋼筋能夠在混凝土結(jié)構(gòu)高強(qiáng)鋼筋能夠在混凝土結(jié)構(gòu)中和到有效的利用，使混凝土結(jié)構(gòu)能夠用于大跨結(jié)構(gòu)、壓中和到有效的利用，使混凝土結(jié)構(gòu)能夠用于大跨結(jié)構(gòu)、壓力貯罐、核電站容器等領(lǐng)域中力貯罐、核電站容器等領(lǐng)域中。工程結(jié)構(gòu)緒論5、在結(jié)構(gòu)形式方面的發(fā)展、在結(jié)構(gòu)形式方面的發(fā)展 （1）鋼筋混凝土在高層建筑

27、中的應(yīng)用）鋼筋混凝土在高層建筑中的應(yīng)用 高強(qiáng)混凝土的發(fā)展，促進(jìn)了混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑高強(qiáng)混凝土的發(fā)展，促進(jìn)了混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用。中的應(yīng)用。19761976年建成的美國(guó)芝加哥水塔廣場(chǎng)大廈達(dá)年建成的美國(guó)芝加哥水塔廣場(chǎng)大廈達(dá)7474層，高層，高262262米米。朝鮮平壤的柳京大廈，。朝鮮平壤的柳京大廈，105105層，高層，高305305米米，也是混凝土結(jié)構(gòu)。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)在啟層建筑中采用的也是混凝土結(jié)構(gòu)。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)在啟層建筑中采用的混凝土，強(qiáng)度已達(dá)混凝土，強(qiáng)度已達(dá)C80C100C80C100。美國(guó)西雅圖市的。美國(guó)西雅圖市的Two Two Union SquareUnion S

28、quare大廈（大廈（5858層）層）60%60%的豎向荷載由中央四根的豎向荷載由中央四根直徑為直徑為1010英尺（英尺（3.05m3.05m）的鋼管混凝土柱承受，鋼管內(nèi)填）的鋼管混凝土柱承受，鋼管內(nèi)填充的混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)充的混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)C135,C135,馬來(lái)西亞吉隆波的雙塔大廈馬來(lái)西亞吉隆波的雙塔大廈, ,是型鋼混凝土結(jié)構(gòu)是型鋼混凝土結(jié)構(gòu), ,高高450450米。國(guó)內(nèi)的上海金茂大廈米。國(guó)內(nèi)的上海金茂大廈, ,高高382m,382m,主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu). .廣州的中天廣場(chǎng)廣州的中天廣場(chǎng), ,高高322m322m。世界上最大的水利工程長(zhǎng)江三峽，壩高世界上最大的水利工程

29、長(zhǎng)江三峽，壩高186m186m，混凝土用，混凝土用量達(dá)量達(dá)1527m1527m3 3。 （ 2 2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁，特種結(jié)構(gòu)、水利工程、）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在橋梁，特種結(jié)構(gòu)、水利工程、海洋工程、港口碼頭工程等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展海洋工程、港口碼頭工程等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展 工程結(jié)構(gòu)緒論 18751875年法國(guó)莫尼埃曾主持修建過(guò)一座長(zhǎng)達(dá)年法國(guó)莫尼埃曾主持修建過(guò)一座長(zhǎng)達(dá)16m16m的的鋼筋混凝土橋，鋼筋混凝土橋，19831983年巴西建成主跨為年巴西建成主跨為440m440m的預(yù)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，力混凝土斜拉橋，19971997年我國(guó)在四川萬(wàn)縣建成主跨年我國(guó)在四川萬(wàn)縣建成主跨420m420m的混凝

30、土拱橋等。在這些方面所取得的矚目成的混凝土拱橋等。在這些方面所取得的矚目成就這里不再一一不列舉了。就這里不再一一不列舉了。 從從19251925年德國(guó)第一次采用折板結(jié)構(gòu)大型煤倉(cāng)開(kāi)始，年德國(guó)第一次采用折板結(jié)構(gòu)大型煤倉(cāng)開(kāi)始，薄壁空間結(jié)構(gòu)逐漸在屋蓋及貯倉(cāng)水塔、水池等構(gòu)建物薄壁空間結(jié)構(gòu)逐漸在屋蓋及貯倉(cāng)水塔、水池等構(gòu)建物中得到廣泛應(yīng)用。中得到廣泛應(yīng)用。工程結(jié)構(gòu)緒論6、在計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法方面的發(fā)展、在計(jì)算理論與設(shè)計(jì)方法方面的發(fā)展 2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代以前，將鋼筋混凝土視為理想彈性材料，按材年代以前，將鋼筋混凝土視為理想彈性材料，按材料力學(xué)的料力學(xué)的允許應(yīng)力法允許應(yīng)力法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。但從進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)

31、算。但從2020世紀(jì)初即開(kāi)始了對(duì)鋼世紀(jì)初即開(kāi)始了對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件考慮材料塑性性能的研究。前蘇聯(lián)在筋混凝土構(gòu)件考慮材料塑性性能的研究。前蘇聯(lián)在19381938年頒布了世年頒布了世界上第一本界上第一本按破損階段設(shè)計(jì)按破損階段設(shè)計(jì)鋼筋混凝土構(gòu)件的規(guī)范，標(biāo)志著鋼筋混鋼筋混凝土構(gòu)件的規(guī)范，標(biāo)志著鋼筋混凝土構(gòu)件承載力計(jì)算的實(shí)用方法進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。凝土構(gòu)件承載力計(jì)算的實(shí)用方法進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代以后，在鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)中考慮年代以后，在鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)中考慮塑性內(nèi)力重分布的計(jì)塑性內(nèi)力重分布的計(jì)算理論算理論也取和了很大進(jìn)展，從也取和了很大進(jìn)展，從2020世紀(jì)世紀(jì)

32、5050年代開(kāi)始，已在雙向板、連年代開(kāi)始，已在雙向板、連續(xù)梁及框架的設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。續(xù)梁及框架的設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。工程結(jié)構(gòu)緒論 2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代以來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及年代以來(lái)，隨著電子計(jì)算機(jī)的普及與計(jì)算力學(xué)的發(fā)展，將與計(jì)算力學(xué)的發(fā)展，將有限元法有限元法用于鋼筋混凝土用于鋼筋混凝土的理論研究與設(shè)計(jì)計(jì)算，大大促進(jìn)了鋼筋混凝土的理論研究與設(shè)計(jì)計(jì)算，大大促進(jìn)了鋼筋混凝土理論及設(shè)計(jì)方法的發(fā)展。理論及設(shè)計(jì)方法的發(fā)展。 在結(jié)構(gòu)的安全度及可靠度設(shè)計(jì)方法方面，在結(jié)構(gòu)的安全度及可靠度設(shè)計(jì)方法方面，2020世世紀(jì)紀(jì)5050年代以前，基本上處于經(jīng)驗(yàn)性的允許應(yīng)力法年代以前，基本上處于經(jīng)驗(yàn)性的允許應(yīng)力法

33、的階段。的階段。2020世紀(jì)世紀(jì)50506060年代，世界各國(guó)逐步年代，世界各國(guó)逐步半半經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)半概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以年代以來(lái)，來(lái)，以概率論數(shù)理論統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)可靠度以概率論數(shù)理論統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)可靠度理論理論有了很大的發(fā)展，使結(jié)構(gòu)可靠度的近似概率有了很大的發(fā)展，使結(jié)構(gòu)可靠度的近似概率法法進(jìn)入了工程設(shè)計(jì)中。進(jìn)入了工程設(shè)計(jì)中。 工程結(jié)構(gòu)緒論五、課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：五、課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)應(yīng)注意的事項(xiàng)： 1 1混凝土結(jié)構(gòu)通常是由鋼筋和混凝土結(jié)合而成的一混凝土結(jié)構(gòu)通常是由鋼筋和混凝土結(jié)合而成的一種結(jié)構(gòu)。種結(jié)構(gòu)。 鋼筋混凝土材料與理論力學(xué)中

34、的剛性材料以及材料鋼筋混凝土材料與理論力學(xué)中的剛性材料以及材料力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想彈性材料或理想彈塑材料力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)中理想彈性材料或理想彈塑材料有有很大的區(qū)別很大的區(qū)別。為了對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的為了對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能與破壞特受力性能與破壞特征征有較好的了解，首先要求對(duì)鋼筋混凝土的有較好的了解，首先要求對(duì)鋼筋混凝土的力學(xué)性能力學(xué)性能要很好地掌握要很好地掌握。工程結(jié)構(gòu)緒論2混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算公式具有經(jīng)驗(yàn)性：混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算公式具有經(jīng)驗(yàn)性： 混凝土結(jié)構(gòu)在裂縫出現(xiàn)以前的抗力行為，混凝土結(jié)構(gòu)在裂縫出現(xiàn)以前的抗力行為，與理想彈性結(jié)構(gòu)相近。但是在裂縫出現(xiàn)以后，與理想彈性結(jié)構(gòu)相近。但是在裂縫出現(xiàn)以后，與理想彈性

35、材料有顯著不同。與理想彈性材料有顯著不同。 混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能還與結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能還與結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)、配筋方式和配筋數(shù)量等多種因素有關(guān)，暫時(shí)還配筋方式和配筋數(shù)量等多種因素有關(guān)，暫時(shí)還難以用一中簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)、力學(xué)模型來(lái)描述難以用一中簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)、力學(xué)模型來(lái)描述。 因此，目前主要以混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)與工因此，目前主要以混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的試驗(yàn)與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，許多計(jì)算公式都程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，許多計(jì)算公式都帶有經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)。它們雖然不那樣嚴(yán)謹(jǐn)，然而卻帶有經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)。它們雖然不那樣嚴(yán)謹(jǐn)，然而卻能夠較好地能夠較好地反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力性能。反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)受力性能。工程結(jié)構(gòu)緒論3 3明白分析公式與設(shè)計(jì)公式之間區(qū)別，了解和掌握我國(guó)明白分析公式與設(shè)計(jì)公式之間區(qū)別，了解和掌握我國(guó)當(dāng)前有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策。當(dāng)前有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策。 工程實(shí)際情況是非常復(fù)雜的，建筑結(jié)構(gòu)上的實(shí)際荷載和實(shí)工程實(shí)際情況是非常復(fù)雜的，建筑結(jié)構(gòu)上的實(shí)際荷載和實(shí)際材料指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的大小會(huì)有一定的出入。它們可能高際材料指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的大小會(huì)有一定的出入。它們可能高于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，也