混凝土结构及基本原理.ppt

土木工程结构 混凝土结构 《混凝土结构设计原理》 《混凝土结构设计》 钢结构 《钢结构设计原理》 《钢结构设计》 砌体结构 《砌体结构》（包括原理和设计） 钢-混凝土组合结构 《组合结构设计原理》 1.1.1 混凝土结构的基本概念 2. 为什么会有混凝土结构？ 素混凝土梁的破坏特征 断裂，承载力很低，脆性破坏 RC混凝土梁的破坏特征 受拉钢筋先屈服，受压区混凝土最后被压坏，承载力较高，延性破坏 1.1.1 混凝土结构的基本概念 素混凝土柱的破坏特征 承载力和变形能力均较低，脆性破坏 RC混凝土柱的破坏特征 承载力和变形能力均较高，延性破坏 1.1.1 混凝土结构的基本概念 钢筋与混凝土两种材料共同工作的基础 ◇钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能协调变形，共同工作。粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。 ◇钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。钢材料为1.2×10-5，混凝土为（1.0~1.5）×10-5。不致使两者间的粘结力遭到破坏。 ◇混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀和直接遭受火烧，提高了结构的耐久性和耐火性。 1.2.3 拓展 活性粉未混凝土（Reactive Powder Concrete, RPC） 由骨料（级配良好的石英砂）、水泥、硅粉、高效减水剂以及一定量的纤维（如钢纤维等）等组成,是一种超高强度、超高韧性和高耐久性的超高性能混凝土,比普通混凝土和现有的高性能混凝土有质的飞跃。 ■工程化纤维增强水泥基复合材料 （Engineered Cementitious Composites，ECC） ECC具有类似于金属材料的拉伸强化现象，其极限拉应变可达到5~6%，与钢材的塑性变形能力几乎相近，是具有像金属一样变形的混凝土材料。ECC的抗压强度类似于混凝土，抗压弹性模量较低，但受压变形能力比普通混凝土大很多；其耐火性和耐久性也超过普通混凝土。 1.2.3 拓展 钢与混凝土组合结构 用型钢或钢板焊（或冷压）成钢截面, 再将其埋置于混凝土中，使混凝土与型钢形成整体共同受力，称为钢与混凝土组合结构，简称SRC (Steel Reinforced Concrete)。 ★压型钢板与混凝土组合楼板 ★钢与混凝土组合梁 ★型钢混凝土结构 ★钢管混凝土结构 ★外包钢混凝土结构 1.3.1 主要内容 混凝土结构设计步骤 结构方案（构件选型、结构布置等） ↓↓ 计算简图，荷载计算，内力和变形分析 ↓↓ 构件截面承载力计算，变形和裂缝宽度控制 ↓↓ 构造措施 ■本课程内容--后两部分—《混凝土结构设计原理》 ■后继课程 前两部分--《混凝土结构设计》 1.3.2 课程特点与学习方法 ★构件与结构设计是一个综合性问题 构件的承载力和变形计算，构件的截面形式、材料选用及配筋构造等。 学习时要注意学会对多种因素进行综合分析，培养综合分析判断能力。 ★两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。 如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围，就会引起构件受力性能的改变，从而引起构件截面设计方法的改变，这是学习时必须注意的一个方面。 1.3.2 课程特点与学习方法 ★课程的实践性强，应注意对规范的理解和运用 1.3.2 课程特点与学习方法 本章小结 ★混凝土结构充分发挥了钢筋和混凝土两种材料各自的优点。 在混凝土中配置适量的钢筋后，可使构件的承载力大大提高，构件的受力性能也得到显著改善。 ★钢筋和混凝土共同工作的三个条件 钢筋与混凝土之间存在粘结力； 两种材料的温度线膨胀系数很接近； 混凝土对钢筋起保护作用。 ★ 混凝土结构优点，也存在一些缺点。 本课程的主要内容 课程特点与学习方法 主要内容 受弯构件 受压构件 受拉构件 受扭构件 混凝土构件的裂缝宽度与挠度 预应力混凝土构件 1.3.1 主要内容 ★应注意钢筋与混凝土两种材料自身的特点 材料力学公式不能直接计算混凝土构件的承载力和变形； 可用平衡条件、物理条件和几何条件建立基本方程，在具体应用时应注意钢筋混凝土性能上的特点。 ★计算方法是建立在理论研究与试验研究基础之上 根据构