鋼筋混凝土課程

鋼筋混凝土課程第1頁/共75頁1.混凝土結(jié)構(gòu)課程介紹；

2.混凝土結(jié)構(gòu)的類型，優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用和發(fā)展簡況；

3.本課程的學(xué)習(xí)方法與要求；

4.鋼筋的品種、規(guī)格、力學(xué)性能及強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。

緒論Introduction

第一章材料的力學(xué)性能主要內(nèi)容第2頁/共75頁

第一講教學(xué)目標(biāo)：1.了解混凝土結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn)；2.理解《混凝土結(jié)構(gòu)》課程的學(xué)習(xí)方法。3.了解建筑鋼材的品種、規(guī)格及選用要求；4.理解建筑鋼材的力學(xué)性能。第3頁/共75頁重點(diǎn)1.混凝土結(jié)構(gòu)的類型及特點(diǎn)；

2.建筑鋼材的力學(xué)性能。難點(diǎn)1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念。2.建筑鋼材的力學(xué)性能。第4頁/共75頁

一、課程功能課程性質(zhì)：建筑工程專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課

課程任務(wù)：

1.為后續(xù)課程建筑施工、施工項(xiàng)目管理、建筑地基與基礎(chǔ)、建筑工程計(jì)量與計(jì)價(jià)等奠定基礎(chǔ)；

2.為將來的職業(yè)工作——建筑施工技術(shù)與管理奠定結(jié)構(gòu)方面的知識和能力。

混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程介紹第5頁/共75頁

二、課程教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：

掌握混凝土及砌體結(jié)構(gòu)常用材料的種類和材性；掌握混凝土及砌體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造知識；掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法；掌握現(xiàn)澆鋼筋砼肋形樓蓋的設(shè)計(jì)方法。第6頁/共75頁

能力目標(biāo)：

具有進(jìn)行一般建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件（受彎、軸向受壓構(gòu)件）截面設(shè)計(jì)與承載力復(fù)核的能力；具有一般多層砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力；具有分析和處理實(shí)際施工過程中遇到的一般結(jié)構(gòu)問題的能力；具有正確識讀建筑結(jié)構(gòu)施工圖的能力。第7頁/共75頁

德育目標(biāo)：

運(yùn)用各種教學(xué)手段密切聯(lián)系工程實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和創(chuàng)造性工作能力；培養(yǎng)學(xué)生熱愛專業(yè)，熱愛本職工作的精神；培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)。第8頁/共75頁

三、教學(xué)環(huán)節(jié)安排

理論教學(xué)

84學(xué)時(shí)，主要內(nèi)容鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

實(shí)踐教學(xué)

1周，內(nèi)容為現(xiàn)澆鋼筋砼肋形樓蓋設(shè)計(jì)。第9頁/共75頁0.1.1建筑結(jié)構(gòu)的定義建筑結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）——

建筑中由若干構(gòu)件連接而成的能承受作用的平面或空間體系。

注：“作用”——

能使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、變形、裂縫等）的各種原因的總稱。作用分為：（1）直接作用即荷載：如結(jié)構(gòu)自重、人群荷載、風(fēng)荷載等；

§0.1概述第10頁/共75頁

0.1.2建筑結(jié)構(gòu)的組成

1.水平構(gòu)件：梁、板等，用以承受豎向荷載。

2.豎向構(gòu)件：柱、墻等，其作用是支承水平構(gòu)件或承受水平荷載。

3.基礎(chǔ)：其作用是將建筑物承受的荷載傳至地基。（2）間接作用：如地震、基礎(chǔ)沉降、溫度變化等。第11頁/共75頁0.1.3建筑結(jié)構(gòu)的分類

建筑結(jié)構(gòu)按承重結(jié)構(gòu)所用的材料不同分類木結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)第12頁/共75頁

1.混凝土結(jié)構(gòu)

（1）混凝土結(jié)構(gòu)的概念素混凝土結(jié)構(gòu)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)第13頁/共75頁141）就地取材；2）耐久性好；3）整體性好；4）可模性好；5）耐火性好；6）剛性好；7）節(jié)約鋼材。1）自重大；2）工期長；3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)模板用量大；4）補(bǔ)強(qiáng)維修工作比較困難等等。（2）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：第14頁/共75頁

鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的破壞情況對比第15頁/共75頁

（3）鋼筋和混凝土共同工作的原因

1）鋼筋表面與混凝土之間存在粘結(jié)作用。

2）變形協(xié)調(diào)作用在以上作用中，鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)作用是鋼筋與混凝土能夠一起共同工作的最主要原因。摩擦力機(jī)械咬合力膠結(jié)力粘結(jié)作用第16頁/共75頁

（4）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類

1）按結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和結(jié)構(gòu)外形分為：桿件系統(tǒng)和非桿件系統(tǒng)；

2）按結(jié)構(gòu)的制造方法分為：整體式、裝配式及裝配整體式；

3）按結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)力狀態(tài)分為：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

第17頁/共75頁國際金融中心大廈，中國臺北508米

臺北101大樓高508米（含天線），有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”，還有兩臺世界最高速的電梯，從一樓到89樓，只要39秒的時(shí)間。

這座地下5層、地上101層的摩天大樓被視為世界新“地標(biāo)”。

第18頁/共75頁國家石油雙子星座大廈，（塔樓１）馬來西亞吉隆坡451.9米

第19頁/共75頁西爾斯大樓，美國芝加哥．442米

西爾斯大樓，是位于美國伊利諾州芝加哥的一幢摩天大樓，樓高442米，共地上108層。由建筑師密斯·凡德勒所設(shè)計(jì)。第20頁/共75頁金茂大廈，中國上海．420.5米

金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司獨(dú)家投資5.6億美元建設(shè)的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工。她是中國改革開放、經(jīng)濟(jì)騰飛的象征之一。

金茂大廈主樓1～52層為辦公用房，53～87層為五星級賓館，88層為觀光層，裙樓為金融、商業(yè)、服務(wù)、康樂等多功能設(shè)施。大廈同時(shí)又是一座集智能化、信息化、現(xiàn)代化于一體的大樓，當(dāng)代最先進(jìn)的高新技術(shù)在大廈中得到最為完善的體現(xiàn)。金茂大廈平面布局嚴(yán)謹(jǐn)，空間組織合理，立面構(gòu)思精細(xì)，結(jié)構(gòu)選型可靠，體現(xiàn)了當(dāng)代國際建筑與設(shè)計(jì)的發(fā)展潮流。設(shè)計(jì)者為美國S.O.M事務(wù)所。大廈充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)的文化與現(xiàn)代高新科技相融合的特點(diǎn)，既是中國古老塔式建筑的延伸和發(fā)展，又是海派建筑風(fēng)格在浦東的再現(xiàn)。

第21頁/共75頁第22頁/共75頁國際金融中心大廈（二期），中國香港420米

第23頁/共75頁中信廣場大廈，中國廣州391米

中信廣場到底有多少層，媒體報(bào)道的也有不同，有人說80層，有人說是82層，有人說是83層，準(zhǔn)確地說，中信廣場地面以上樓高是80層，地底下有二層半，是停車場和電機(jī)設(shè)備中心、配電房等，中信廣場地面上的樓高大輝煌，地底下的部分也不簡單，兩個(gè)有足球場大的機(jī)房已經(jīng)達(dá)到國家示范水平，負(fù)責(zé)整個(gè)中信廣場的空調(diào)設(shè)備，機(jī)房二十幾部機(jī)器轟轟作響，陶瓷地面一塵不染。中信廣場的停車場逾900個(gè)車位，是廣州市面積最大的室內(nèi)停車場。

地面以上的中信廣場由一座高80層的主樓和東西兩座各高38層的副樓，以及高4層的中信購物城裙樓組成，占地2·3萬平方米，四周是綠化帶和低矮的噴泉。

第24頁/共75頁第25頁/共75頁迪拜塔第26頁/共75頁第27頁/共75頁上海金茂大廈，88層，382m廣東國際大廈，63層，建筑高度200.18米，20世紀(jì)90年代初國內(nèi)最高的鋼筋砼結(jié)構(gòu)，也是世界上最高的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼平板樓蓋的超高層建筑。第28頁/共75頁第29頁/共75頁第30頁/共75頁第31頁/共75頁第32頁/共75頁第33頁/共75頁第34頁/共75頁第35頁/共75頁第36頁/共75頁第37頁/共75頁2.砌體結(jié)構(gòu)（1）概念由塊體（磚、石材、砌塊）和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)稱為砌體結(jié)構(gòu)。

第38頁/共75頁第39頁/共75頁

（2）特點(diǎn)

主要優(yōu)點(diǎn)：

1）取材方便，造價(jià)低廉；

2）具有良好的耐火性及耐久性；

3）具有良好的保溫、隔熱、隔音性能，節(jié)能效果好；

4）施工簡單，技術(shù)容易掌握和普及，也不需要特殊的設(shè)備。

主要缺點(diǎn)：自重大，強(qiáng)度低，整體性差，砌筑勞動強(qiáng)度大。第40頁/共75頁以鋼材為主制作的結(jié)構(gòu)。3.鋼結(jié)構(gòu)（1）概念第41頁/共75頁第42頁/共75頁第43頁/共75頁第44頁/共75頁第45頁/共75頁4.木結(jié)構(gòu)（1）概念指全部或大部分

用木材制作的結(jié)構(gòu)。

第46頁/共75頁第47頁/共75頁第48頁/共75頁第49頁/共75頁第50頁/共75頁第51頁/共75頁0.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況第52頁/共75頁

Q混凝土結(jié)構(gòu)：1850年，法國人郎波特（L﹒Lambot）制成了鐵絲網(wǎng)水泥砂漿的小船。1861年，法國人莫尼埃（Joseph﹒Monier）獲得了制造鋼筋混凝土構(gòu)件的專利。20世紀(jì)30年代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。目前，世界上最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋為朝鮮平壤柳京飯店，高度達(dá)305.4m。0.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況第53頁/共75頁1.理論方面

l全過程可靠度理論;l模糊可靠度的概念正在建立;l結(jié)構(gòu)的非線性分析;l全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。第54頁/共75頁2.材料方面

l混凝土結(jié)構(gòu)的材料將向輕質(zhì)、高強(qiáng)、新型、復(fù)合方向發(fā)展;

l高強(qiáng)鋼筋快速發(fā)展;

第55頁/共75頁

3.結(jié)構(gòu)方面

l大跨度結(jié)構(gòu)向空間鋼網(wǎng)架、懸索結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)方向發(fā)展;

l高層砌體結(jié)構(gòu)開始應(yīng)用;

l組合結(jié)構(gòu)成為結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向。

第56頁/共75頁0.3學(xué)習(xí)本課程要注意的問題課程性質(zhì)鋼筋混凝土基本構(gòu)件－專業(yè)基礎(chǔ)課混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)－專業(yè)課混凝土構(gòu)件的受力性能、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、構(gòu)造等基本理論。梁板結(jié)構(gòu)。注意的一些問題：1.理論聯(lián)系實(shí)際，深入設(shè)計(jì)、施工一線；2.突出重點(diǎn)，注重基本理論的學(xué)習(xí)，打好基礎(chǔ)；3.概念清晰，著眼于理解；第57頁/共75頁砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)材料的力學(xué)性能.3)受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)偏心受壓構(gòu)件正截面承載力2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則正截面承載力計(jì)算4)受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)砼結(jié)構(gòu)砼結(jié)構(gòu)基本理論R.C.梁板結(jié)構(gòu)

軸心受壓構(gòu)件正截面承載力斜截面承載力計(jì)算5)受拉構(gòu)件承載力6)受扭構(gòu)件承載力第58頁/共75頁第一章材料的力學(xué)性能1.1鋼筋1.1.1鋼筋的種類鋼筋按在結(jié)構(gòu)中是否施加預(yù)應(yīng)力分類普通鋼筋鋼絲熱軋?zhí)妓劁撈胀ǖ秃辖痄摰?9頁/共75頁鋼筋按外形分類光面鋼筋變形鋼筋第60頁/共75頁

1）普通鋼筋普通鋼筋指用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)普通鋼筋分為HPB235、HRB335、HRB400和RRB400四個(gè)級別。第61頁/共75頁

HPB235級鋼筋：光圓鋼筋，公稱直徑范圍為8～20mm，推薦直徑為8、10、12、16、20mm。實(shí)際工程中只用作板、基礎(chǔ)和荷載不大的梁、柱的受力主筋、箍筋以及其他構(gòu)造鋼筋。

HRB335級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍為6～50mm，推薦直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm。是混凝土結(jié)構(gòu)的輔助鋼筋，實(shí)際工程中也主要用作結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的受力主筋。第62頁/共75頁

HRB400級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍和推薦直徑同HRB335鋼筋。是混凝土結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)鋼筋，實(shí)際工程中主要用作結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的受力主筋。

RRB400級鋼筋：月牙紋鋼筋，公稱直徑范圍為8～40mm，推薦直徑為8、10、12、16、20、25、32和40mm。強(qiáng)度雖高，但疲勞性能、冷彎性能以及可焊性均較差，其應(yīng)用受到一定限制。第63頁/共75頁

2）預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)優(yōu)先采用鋼絞線和鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。

鋼絞線：由多根高強(qiáng)鋼絲絞織在一起而形成的，有3股和7股兩種，多用于后張法大型構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力鋼絲：主要是消除應(yīng)力鋼絲，其外形有光面、螺旋肋、三面刻痕三種。熱處理鋼筋：包括40Si2Mn、48Si2Mn及45Si2Cr幾種牌號，它們都以盤條形式供應(yīng)，無需焊接、冷拉，施工方便。第64頁/共75頁鋼筋按形式分類柔性鋼筋：普通鋼筋

勁性鋼筋：型鋼、鋼軌或用型鋼與鋼筋焊成的骨架第65頁/共75頁1.1.2鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及塑性性能鋼筋的力學(xué)性能：鋼筋的力學(xué)性能是衡量鋼筋質(zhì)量的重要指標(biāo)，它包括強(qiáng)度、塑性、冷彎性能、沖擊韌性。（1）強(qiáng)度

1）有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋第66頁/共75頁se

有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋a’abcdefua′為比例極限oa為彈性階段de為強(qiáng)化階段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強(qiáng)度fycd為屈服臺階e為極限抗拉強(qiáng)度fufyfef為頸縮階段o低碳鋼和低合金鋼（含碳量和低碳鋼相同）一次拉伸時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖1-2。第67頁/共75頁

把?y取為計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，以?u作為材料的強(qiáng)度儲備。

2）無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋沒有明顯的屈服點(diǎn)和屈服臺階鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見圖1-3。

對于沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼材，以殘余變形為0.2%時(shí)的應(yīng)力作為名義屈服點(diǎn)，其值約等于極限強(qiáng)度85%。第68頁/共75頁

（2）塑性性能