《混凝土结构》chap0.ppt

* * 授课班级2 授课教师：陈群清 混凝土结构 （上册） 绪 论 §1 建筑结构的基本概念 一、建筑结构的概念 1.定义：建筑物中由结构构件组成的承重骨架，是建筑物存在的物质基础。 2.结构构件：基础、墙体、柱、梁、楼板、屋盖、楼梯等。 3.结构构件与建筑构件的区别：女儿墙、散水、吊顶、台阶等非承重构件称为建筑构件。 4.建筑和结构的关系：结构关注建筑物的安全性、适用性和耐久性，建筑体现建筑物的使用性和美学要求。前者为内在特质，后者为外在特质。 二、建筑结构的基本要求 1.平衡：即建筑物从宏观上看应该总是静止的。微观上，建筑物尤其是高层建筑在水平荷载作用下可能会产生加速度，如风荷载、地震作用、撞击力等。 2.稳定：整体结构或结构的一部分作为刚体不允许失稳。如雨篷的倾覆、大跨网架的垮塌、地基不均匀沉降产生的倾斜或地基土滑移造成的倾覆等。 3.承载能力：结构或构件在可能出现的荷载作用下必须安全可靠，具有足够的承载能力。 4.适用：应满足使用要求，不应出现影响正常使用的过大变形、过宽的裂缝、局部损坏、振动等。 5.经济：适当的造价。 6.美观：尤其是钢结构、高层建筑等标志性建筑。 三、建筑结构的分类 1.按材料分类： （1）混凝土结构：包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、 预应力混凝土结构。 优点：取材方便、耐久耐火、可塑性好、整体性好。 缺点：自重较大、抗裂性差。 （2）砌体结构：由块体与砂浆砌筑而成，多层房屋采用较多。 优点：取材方便、成本低廉。 缺点：自重较大、砌筑慢、作业量大、破坏田地。 （3）钢结构：用于大跨度结构、吊车厂房、超高层建筑、轻钢结构、轻钢住宅。 优点：质量均匀、强度高、重量轻、便于工业化施工。 缺点：易锈蚀、耐火性差、造价高。 （4）木结构： 优点：制造简单、自重轻、易加工。 缺点：易燃、易腐、易受虫蛀。 2.按受力和构造特点分类 （1）砖混结构：楼（屋）盖一般采用钢筋混凝土结构构件，墙体及基础采用砌体结构。 （2）排架结构：工业厂房屋面横梁（或屋架）与柱顶端铰接，柱下端与基础固结。 （3）框架结构：梁柱刚接形成整体刚架，底层柱脚与基础固结。 （4）剪力墙结构：纵横布置的钢筋混凝土墙体称为剪力墙。 （5）其他形式的结构：框架—剪力墙结构、框架—筒体结构、筒中筒结构、悬挂结构。 （6）大跨度结构：壳体结构、网架结构、悬索结构等。 四、建筑结构的特点 1.材料的特殊性：除钢材外，其他结构材料的力学性能不同于匀质材料性能。 2.公式的试验性：计算公式一般是在试验基础上建成的，有其适用范围。 3.设计的规范性：计算要符合现行的各种标准和规范。 4.解答的多样性：设计时没有唯一答案。 §2 混凝土结构的基本概念 一、混凝土结构的定义 以混凝土作为主要承重材料制作而成的结构称为混凝土结构 二、混凝土结构的分类 1.素混凝土结构：不配置任何钢材的混凝土结构。 2.钢筋混凝土结构：用圆钢筋作为配筋的普通混凝土结构。钢筋有光圆钢筋、带肋钢筋。根据结构和构件的形式和受力特点，在适当位置布置一定形式和数量的钢筋。 3.钢管混凝土结构：钢管内浇灌混凝土形成的混凝土结构。 4.型钢混凝土结构：用型钢或用钢板焊成的组合钢截面作为配筋的混凝土结构。 5.预应力混凝土结构：在混凝土结构中预先施加应力的混凝土结构。 本书主要讲述钢筋混凝土结构的设计原理与计算方法。 图0-1a、b 钢筋混凝土梁和板配筋实例 三、混凝土结构的性能 1.试验分析： （1）素混凝土简支梁的破坏试验： 图0-4a为一根未配置钢筋的素混凝土简支梁，跨度4m，截面尺寸b×h=200mm×300mm、混凝土强度等级为C20。梁的跨中作用一个集中荷载F，对其进行破坏性试验。 试验结果表明： ①当荷载较小时，截面上的应变则同弹性材料的梁一样，沿截面高度呈直线分布； ②当荷载增大使截面受拉区边缘纤维拉应变达到混凝土抗拉极限应变时该处的混凝土被拉裂，裂缝沿截面高度方向迅速开展，试件随即发生断裂破坏。 ③破坏的性质：破坏是突然的，没有明显的预兆，属于脆性破坏 尽管混凝土的抗压强度比其抗拉强度高几倍或十几倍，但得不到充分利用，因为该试件的破坏是由混凝土的抗拉强度控制，破坏荷载值很小，只有8kN左右。 （2）钢筋混凝土梁的破坏试验： 在梁的受拉区布置三根直径为16mm的HPB235级钢筋(记作3Φ16)并在受压区在布置两根为10mm的架力钢筋和适量的箍筋。 再进行同样的荷载试验(图0-4b) ①当加载到一定阶段使截面受拉区边缘纤维拉应力达到混凝土抗拉极限强度时，混凝土虽被拉裂，但裂缝不会沿截面的高度迅速开展，试件也不会