《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計》項目1任務(wù)1教學課件

項目一任務(wù)1結(jié)構(gòu)的整體認識項目一任務(wù)1結(jié)構(gòu)的整體認識學習目標▲掌握混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念及特點；▲了解混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況；▲了解本課程的主要內(nèi)容、要求和學習方法。學習目標教學提示

▲對混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念應(yīng)作重點講述；

▲同時應(yīng)簡要介紹混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的

應(yīng)用、發(fā)展前景以及相關(guān)行業(yè)的《規(guī)范》

情況；

▲并應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點及學習方法

提出建議。教學提示

▲對混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念應(yīng)作重點講述；

▲同主要內(nèi)容▲混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念和特點▲混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用▲課程的主要內(nèi)容、特點及學習方法主要內(nèi)容1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)二、分類以混凝土為主材，并根據(jù)需要配置鋼筋、鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)(ConcreteStructure)。1.1混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念1.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類一、定義1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點素混凝土結(jié)構(gòu)（PlainConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點素混凝土結(jié)構(gòu)（PlainC1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（ReinforcedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinfo1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（PrestressedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（Prest1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（SteelReinforcedConcrete)(EncasedConcrete)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（ConcreteFilledTube)1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concre1、混凝土的主要力學性能（1）抗壓強度較高，而抗拉強度卻很低

(只有抗壓強度的1/8-1/20)。（2）破壞時具有明顯的脆性性質(zhì)。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點1.1.2、配筋的作用與要求一、為什么想將鋼筋與混凝土組合起來使用？

主要由兩者的力學性能和經(jīng)濟性決定的1、混凝土的主要力學性能1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點1.Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2ftsc=ft25002、素混凝土梁的受力性能Pu≈Pcrsc=ftft破壞時跨中截面受壓邊緣的壓應(yīng)力與抗拉強度相近，遠未達到混凝土的抗壓強度，破壞表現(xiàn)為脆性斷裂，無明顯預(yù)兆。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2

（1）抗拉和抗壓強度都很高。

（2）延性好：多數(shù)鋼材具有屈服現(xiàn)象，破壞時表現(xiàn)出較好的延性。

（3）易于壓曲失穩(wěn)：細長的鋼筋受壓時極易壓曲，僅能作為受拉構(gòu)件。

（4）耐久性和耐火性差。因此，將混凝土和鋼材這兩種材料有機地結(jié)合在一起，可以取長補短，充分利用材料的性能。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點3、鋼材的主要性能（1）抗拉和抗壓強度都很高。因此，將混凝土和鋼材這兩種材料Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2ftsc=f鋼筋混凝土梁的受力性能Pu≈

52.5kNsc=ftftsssc2f16

fy配置鋼筋后：▲

RC梁的承載力（52.5kN)比素混凝土梁（9.7kN)大大提高，▲鋼筋的抗拉強度和混凝土的抗壓強度均得到充分利用，▲破壞過程有明顯預(yù)兆。Py≈

50.0kN

fcPcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ftsc=（1）鋼筋和混凝土之間存在良好的粘結(jié)力；保證在荷載作用下兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力；（2）鋼材與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)

（鋼材為1.2×10-5/oC，混凝土為1.0~1.5×10-5/oC

）；保證溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導致兩者間的粘結(jié)力破壞。（3）混凝土的堿性環(huán)境粘結(jié)力——Bond二、鋼筋與混凝土共同工作的條件（1）鋼筋和混凝土之間存在良好的粘結(jié)力；粘結(jié)力——Bond二一、優(yōu)點（1）就地取材（2）合理用材、經(jīng)濟性好（3）耐久性和耐火性好、維護費用低（4）可模性好（5）整體性好，且通過合適的配筋，可獲得較好的延性：適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)等；1.1.3混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點一、優(yōu)點1.1.3混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點⑴自重大不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。

輕質(zhì)、高強和預(yù)應(yīng)力。⑵抗裂性差

普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作。

預(yù)應(yīng)力混凝土。1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點二、缺點⑴自重大1.1混凝土結(jié)構(gòu)一般概念和特點二、缺點▲

1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥?！?/p>

1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船?！?/p>

1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況▲

混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年?！?/p>

與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為土木工程中最主要的結(jié)構(gòu)。▲1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水第一階段：從鋼筋混凝土發(fā)明到20世紀初。材料：鋼筋和混凝土的強度都比較低（<C20）。計算理論：容許應(yīng)力設(shè)計方法。應(yīng)用：主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的三個階段第一階段：從鋼筋混凝土發(fā)明到20世紀初。1.2混凝土結(jié)構(gòu)的材料：混凝土、鋼筋強度不斷提高。計算理論：破損階段設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法（定值法）。第二階段：從上世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后應(yīng)用：已應(yīng)用于簡單的結(jié)構(gòu)中，特別是1928年法國土木工程師弗雷西奈（E.Freyssnet）發(fā)明了

預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度結(jié)構(gòu)。材料：混凝土、鋼筋強度不斷提高。第二階段：從上世紀20年代到材料：強度繼續(xù)提高。尤其是高強、高性能混凝土和高強鋼筋的發(fā)展，泵送商品混凝土技術(shù)的發(fā)展等。目前國內(nèi)常用的砼強度等級為C20~C45。第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在設(shè)計計算理論：以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。計算機技術(shù)推進了設(shè)計理論的發(fā)展。應(yīng)用：建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程。材料：強度繼續(xù)提高。第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在設(shè)計計算理論：以臺北101101層,508m金茂大廈88層,421m臺北101金茂大廈第一章緒論1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用重慶市萬縣長江大橋第一章緒論1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用重慶市萬縣1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用元江大橋1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應(yīng)用元江大橋受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受扭構(gòu)件受拉構(gòu)件受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件1.3課程的主要內(nèi)容、特點與學習方法一、課程的主要內(nèi)容研究四種構(gòu)件在兩種極限狀態(tài)下的受力性能、設(shè)計計算方法及構(gòu)造措施。受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件受扭構(gòu)件受拉構(gòu)件受彎構(gòu)件受壓構(gòu)件1.3課程四種基本構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)（安全性）正常使用極限狀態(tài)（適用性、耐久性）S≤R課程的內(nèi)容框架二、課程的內(nèi)容框架設(shè)計方法材性四種基本構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)S≤R課程的內(nèi)容三、課程的特點1、實驗性、理論性和實踐性很強。2、突出特點是以實驗研究為基礎(chǔ)，提出假定、進行簡化、建立實用的設(shè)計計算方法和公式，用于解決工程實際問題。3、內(nèi)容存在“七多”，即概念多、公式多、系數(shù)多、符號多、構(gòu)造規(guī)定多、教學環(huán)節(jié)多，文字敘述多。

三、課程的特點1、實驗性、理論性和實踐性很強。問題的復(fù)雜性問題的綜合性基本理論工程應(yīng)用受力性能理論分析構(gòu)件設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計問題不是單一的解答是不唯一的材料的力學性能兩種材料的配比兩種材料的共同工作問題的復(fù)雜性問題的綜合性基本理論工程應(yīng)用受力性能理論分析構(gòu)件四、學習方法由鋼筋和混凝土兩種力學性能不同且復(fù)雜的材料組成，所以鋼筋混凝土的力學性能十分復(fù)雜。因此，其受力性能、設(shè)計計算方法及配筋構(gòu)造不可能用力學方法推出，必須建立在實驗研究的基礎(chǔ)上。1.3課程的主要內(nèi)容、特點和學習方法1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一門實驗性很強的學科四、學習方法由鋼筋和混凝土兩種力學性能不同且復(fù)雜的材料組成，1.3課程的主要內(nèi)容、特點和學習方法設(shè)計過程包括結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件布置、內(nèi)力分析、配筋計算、配筋構(gòu)造、繪制施工圖等。設(shè)計中許多數(shù)據(jù)可能有多種選擇，因此設(shè)計結(jié)果不是唯一的。最終的設(shè)計結(jié)果應(yīng)是安全適用和經(jīng)濟合理的。2、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)設(shè)計是一個綜合性問題1.3課程的主要內(nèi)容、特點和學習方法設(shè)計過程包括結(jié)構(gòu)選型、（1）設(shè)計規(guī)范的作用：設(shè)計規(guī)范是具有約束性和立法性的文件，其目的是使工程結(jié)構(gòu)設(shè)計既安全適用又經(jīng)濟合理。（2）國內(nèi)的五本砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范：鐵路TB10002.3-2005）、建工GB50010-2010、公路JTGD62-2004、水工SL/T191-96、港工JTJ267-983、本課程的學習應(yīng)與設(shè)計規(guī)范相結(jié)合（1）設(shè)計規(guī)范的作用：設(shè)計規(guī)范是具有約束性和立法性的文件，其（3）本課程學習的重點：本課程以基本理論為主，并結(jié)合主要用于鐵路結(jié)構(gòu)的《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB10002.3—2005）道橋結(jié)構(gòu)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62—2004）學習。（3）本課程學習的重點：本課程以基本理論為主，并結(jié)合主要用于一方面設(shè)計應(yīng)遵循規(guī)范，另一方面只有深刻地理解規(guī)范，才能發(fā)揮設(shè)計者的主動性和創(chuàng)造性。本