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1、一一 混凝土结构的工作原理混凝土结构的工作原理（一）混凝土结构定义与分类1、定义：以混凝土为主，并根据需要配置普通钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构。2、分类：素混凝土结构素混凝土结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构预应力混凝土结构预应力混凝土结构钢混凝土组合结构钢混凝土组合结构第1页/共23页(二)混凝土和钢筋的材料特点1 1、混凝土的力学性能特点：、混凝土的力学性能特点：抗压强度高，而抗拉强度却很低。抗压强度高，而抗拉强度却很低。一般抗拉强度只有抗压强度的一般抗拉强度只有抗压强度的1/81/81/201/20。破坏时具有明显的脆性性质破坏时具有明显的脆性性
2、质。2、钢材的力学性能特点：钢材的力学性能特点：抗拉和抗压强度都很高。抗拉和抗压强度都很高。破坏时表现出较好的延性。破坏时表现出较好的延性。细长钢筋受压时极易压屈。细长钢筋受压时极易压屈。将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。第2页/共23页Pcr=9.7kN150300 fts sc=ft2500Pu Pcrfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2素混凝土简支梁例题：素混凝土梁与钢筋混凝土对比例题：素混凝土梁与钢筋混凝土对比第3页/共23页Pcr=9.7kN fts sc=ft1503002500Pu 52.5kN2f16fc=13.4N/mm2
3、ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2钢筋混凝土简支梁配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。第4页/共23页常见配筋方式常见配筋方式受扭构件配筋梁中配置箍筋第5页/共23页(三三)、钢筋与混凝土二者共同工作的、钢筋与混凝土二者共同工作的条件条件混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力；二者的温度线膨胀系数十分接近钢：1.210-5，混凝土：1.010-51.510-5。第6页/共23页二、混凝土结构的优缺点二、混凝土结构的优缺点（一）优点取材容易：可就地取材，有效利用废料；节约钢材：发挥混凝土抗压，钢筋抗拉的特
4、点。耐久性好：混凝土包裹钢筋，不易锈蚀；耐火性好：混凝土包裹钢筋，延缓升温；可模性好：根据需要，浇筑成各种形状；整体性好：有利于抗震、抵抗冲击和爆炸冲击波。第7页/共23页自重大：对大跨、高层结构以及抗震不利；轻质、高强混凝土抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工 作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；预应力混凝土施工复杂：工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工 期长，施工受季节、天气的影响较大；钢模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等维修加固困难：一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。维修加固困难：一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。混凝土结构加
5、固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。（二）缺点第8页/共23页三、混凝土结构的应用与发展a 1824年英国人阿斯普丁(J.Aspdin)发明硅酸盐水泥。a 1849年法国人朗波(L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船。a 1872年在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋。a 1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土。a 与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，目前混凝土结构已成为大量土木工程结构中最主要的结构，从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑、基础工程扩大到了近海工程、海底建筑、地下建筑、核
6、安全壳等领域。第9页/共23页金茂大厦位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区黄金地段，与著名的外滩风景区隔江相望，是目前中国第一，世界第三高楼。金茂大厦由美国公司设计，占地面积2.4万平方米，高420.5米,主楼有88层，裙房有6层，地下室3层，总建筑面积29万平方米。大厦集办公、酒店、餐饮、观光、会展、娱乐、购物等多功能于一体 第10页/共23页 深圳帝王大厦81层，高325米。是我国目前最高的钢混凝土组合结构，58层以下采用钢骨混凝土柱。第11页/共23页1956年丹麦37岁的年轻建筑设计师约翰乌特松完成了其设计工作并于1957年击败231个竞争对手，获得第一名。1959年歌剧院正式破土动工，然
7、而，这个设计对传统的建筑施工提出了尖锐的挑战：如何支撑这个不规则的屋顶此外，工程陷入了一系列的技术及经费大超预算的难题之中，并成为当时朝野两党政治权利斗争的焦点和砝码，建设工程几度停止，新政府上台后拒绝为工程追加新的预算，并终止了与约翰乌特松的合同，后者于1966年愤然辞职回国，当时工程才完成不到四分之一。澳大利亚政府不得不继续委任由三名本国建筑师来完成余下的工程。直到1973年，经过15年的艰难曲折，悉尼歌剧院终于在几度搁浅后，草草建成竣工。工程总花费超过10亿澳元，是设计预算的十五倍。意想不到的是，掀起头盖来的悉尼歌剧院立即引来世人的好评，成为世界各地旅游者和艺术家们向往的地方。但是，对于
8、这座伟大建筑的设计师约翰乌特松，他在愤然拂袖而去后却再也没有踏上澳大利亚的土地，也未能亲眼目睹竣工后的悉尼歌剧院。悉尼歌剧院又称海中歌剧院，占地近2万平方米，三面环海，建筑的最高点距海平面60米，相当于20层高的大楼。造型新颖奇特，外形宛如一组扬帆出海的船队，也像一枚枚屹立在海滩上的大贝壳，与周围的海上景色浑然一体，富有诗意，被誉为一件杰出的艺术品.第12页/共23页第13页/共23页三峡大坝第14页/共23页奚落度拱坝黄河小浪底工程第15页/共23页50年代照搬原苏联的设计规范60年代自己开始编写规范钢筋混凝土结构设计规范（GBJ21-66）74年颁布了新的规范钢筋混凝土结构设计规范（TJ1
9、0-74）1990年又颁布了混凝土结构设计规范（GBJ10-89）2002年颁布混凝土结构设计规范（GB50010-2002）四、混凝土结构设计规范的发四、混凝土结构设计规范的发展展第16页/共23页五 混凝土结构课程的性质、特点及内容课程性质钢筋混凝土基本构件专业基础课混凝土结构设计专业课混凝土构件的受力性能、设计计算方法、构造混凝土构件的受力性能、设计计算方法、构造等基本理论等基本理论。梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋设计。梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋设计。注意的一些问题：1.理论联系实际，深入设计、施工一线；2.突出重点，注重基本理论的学习，打好基础；3.概念清晰，着眼于理解；第17页/共23页内容材料力学性质钢筋混凝土结构设计基本原则基本构件设计（受弯、受压、受拉、受扭）混凝土结构设计（楼盖设计）第18页/共23页素混凝土结构（Plain Concrete)素混凝土基础素混凝土第19页/共23页第20页/共23页预应力混凝土结构预应力混凝土结构（Prestressed Concrete)第21页/共23页钢-混凝土混合结构钢骨混凝土结构混凝土型钢钢管混凝土结构钢管混凝土第22页/共23页感谢您的观看。第23页/共23页