混凝土设计原理 第四版.ppt

* 混凝土结构设计原理 袁 志 华 华东交通大学土建学院 2005年8月 主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、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，主要有： 0.1 混凝土结构的一般概念和特点 素混凝土结构 钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢骨混凝土结构 钢管混凝土结构 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 钢 -混凝土混合结构 绪 论 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 素混凝土结构（Plain Concrete) 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 钢筋混凝土结构（Reinforced Concrete) 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 预应力混凝土结构（Prestressed Concrete) 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 钢骨混凝土结构（Steel Reinforced Concrete) (Encased Concrete) 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 钢管混凝土结构（Concrete Filled Tube) 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 钢-混凝土混合结构(Composite Structure) (Hybrid Structure) ◆ 混凝土的基本特性： ◎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1/8~1/20 ◎破坏时具有明显的脆性性质 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。 150 300 2500 素混凝土梁 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 Pcr = 9.7kN 150 300 fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 ft sc= ft 2500 素混凝土梁 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 跨中受拉边缘应力达到混凝土抗拉强度时，梁底将开裂，梁随即破坏，表现为脆性断裂，无明显预兆。 Pcr = 9.7kN 150 300 fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 ft sc= ft 2500 素混凝土梁 Pu ≈ Pcr sc= ft ft 破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度。混凝土抗压强度高的特点未得到充分利用。 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 ◆钢材的基本特点 ◎抗拉和抗压强度都很高 ◎具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性 ◎但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件 ★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。 请看钢筋混凝土梁的受力过程 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2 150 300 2500 钢筋混凝土梁 2f16 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 在前面素混凝土梁底部配置2根钢筋 Pcr = 9.7kN fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2 ft sc= ft 150 300 2500 钢筋混凝土梁 2f16 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 开裂前，与素混凝土梁受力类似。当梁底应力达到ft时，梁受拉区将开裂。 Pcr = 9.7kN fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2 ft sc= ft 150 300 2500 钢筋混凝土梁 2f16 受拉区开裂后，拉力由钢筋承担，荷载可以继续增加。 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 ss sc Pcr = 9.7kN fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2 ft sc= ft 150 300 2500 钢筋混凝土梁 2f16 当钢筋应力达到屈服后，钢筋所能承受的拉力不能再继续增加。梁的承载力比开裂前有很大增加。 Py ≈ 50.0kN 绪论 0.1 混凝土结构一般概念和特点 fy sc Pcr = 9.7kN fc=13.4N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2 ft sc= ft 150 300 2500 钢筋混凝土梁 Pu ≈ 52.5kN sc= ft ft