水工钢筋混凝土结构绪论.ppt

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水工钢筋混凝土结构学,华南农业大学水利与土木学院,教材：

水工钢筋混凝土结构学，河海大学，大连理工大学，等合编，2009年08月第四版,参考教材：

1.混凝土结构（上册）混凝土结构设计原理，东南大学，天津大学，同济大学合编，2005年1月第三版2.钢筋混凝土结构，宋玉普，王清湘编著，机械工业出版社，20033.混凝土结构设计原理（2版），沈蒲生主编，高等教育出版社，20054.混凝土结构（上册），叶列平编著，清华大学出版社，20055.水工混凝土结构设计规范SL191-2008,绪论,第一章混凝土结构材料的物理力学性能,第二章钢筋混凝土结构设计计算原理,第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算,第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算,课程目录,第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算,第六章钢筋混凝土受拉构件承载力计算,第七章钢筋混凝土受扭构件承载力计算,第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算,第九章钢筋混凝土肋形结构及钢架结构,第十章预应力混凝土结构,第十一章钢筋混凝土构件的抗震设计,第十二章水工大体积混凝土结构设计中的若干问题,绪论,一、钢筋混凝土结构的特点及分类1.1混凝土结构的分类1.2混凝土结构的定义1.3新型混凝土结构1.4钢筋与混凝土合理的组合原则1.5钢筋与混凝土能长期工作的条件1.6钢筋混凝土结构的优缺点,本讲思考题,二、混凝土结构的发展简史2.1材料的发展2.2计算方法的发展2.3应用概况三、本课程的特点,1.钢筋和混凝土是如何共同工作的；2.钢筋混凝土结构的优点和缺点。

混凝土结构,素混凝土结构,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,钢筋混凝土结构：

根据构件的受力特征，在混凝土构件的适当部分配置钢筋。

1.1混凝土结构的分类,一、钢筋混凝土结构的特点及分类,1.素混凝土结构,由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构。

1.2混凝土结构的定义,2.钢筋混凝土结构由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。

3.预应力混凝土结构：

由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预应力的混凝土制成的结构。

绪论,1.钢骨混凝土结构,1.3新型混凝土结构,2.钢管混凝土结构,3.纤维增强塑料混凝土,4.钢-混凝土混合结构,钢筋混凝土结构不是钢筋和混凝土之间的任意组合。

其组合的原则：

发挥钢筋抗拉、抗压强度高的特点；发挥混凝土抗压强度高，而避免抗拉强度低的弱点。

如下例。

1.4钢筋与混凝土合理的组合原则,返回,为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？

现将素混凝土梁和配置钢筋的梁进行荷载试验：

a）素砼梁极限荷载P=8kN由砼抗拉强度控制破坏形态：

脆性,b）钢筋砼梁极限荷载P=36kN由钢筋受拉、砼受压而破坏破坏形态：

延性,由此得出钢筋和混凝土结合的有效性：

大大提高结构的承载力,结构的受力性能得到改善,1.混凝土浇注后，随着凝结，能与钢筋牢固地粘结在一起，传递应力。

2.二者具有相近的线膨胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度应力和相对变形而破坏粘结力。

钢筋st=1.2105混凝土ct=1.01.5105,3.呈碱性的混凝土可以保护钢筋，使钢筋混凝土结构具有较好的耐久性。

1.5钢筋与混凝土能长期工作的条件,1.耐久性好:

1.6.1钢筋混凝土结构的优点：

1.6钢筋混凝土结构的主要优缺点,密实的混凝土有较高的强度，同时由于钢筋被混凝土包裹，不易锈蚀，维修费用也很少。

2.现浇或装配整体式结构的整体性好，刚度大。

现浇或装配整体式钢筋混凝土结构有很好的整体性，有利于抗震、抵抗振动和爆炸冲击波。

3.可模性好，便于结构型式的实现；,根据需要，可以较容易的浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。

返回,火灾时钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏。

4.耐火性好；,混凝土所用的砂、石一般易于就地取材，另外还可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料。

5.就地取材；,6.节约钢筋；,钢筋混凝土结构合理的发挥了钢筋和混凝土两种材料的性能，与钢结构相比，可以降低造价。

1.自重大=25kN/m3,2.抗裂性差,轻质高强砼,施加预应力,1.6.2钢筋混凝土结构的缺点：

这对大跨度结构、高层建筑结构以及抗震不利，也给运输和施工吊装带来困难。

受拉和受弯等构件在正常使用时往往带裂缝工作，对一些不允许出现裂缝或对裂缝宽度有严格限制的结构，要满足这些要求就需要提高工程造价。

4.隔热、隔声性能较差,3.建造费工，施工速度慢,预制构件、工业化,保温或隔热砂浆,现浇结构模板需耗用较多的木材，施工受到季节气候条件的限制，补强修复较困难。

保温、隔热或隔声性能低于传砌体、砌块等其它材料。

混凝土结构至今已有约150年的历史；混凝土强度达到100N/mm2；（实验室达到266N/mm2）为了克服易于产生裂缝这一缺点，促成了预应力混凝土的发展。

2.1材料的发展,二、混凝土结构的发展简史,为了改善自重大的缺点，发展高强高性能混凝土：

钢纤维混凝土、聚合物混凝土、轻质混凝土、陶粒混凝土、加气混凝土、利用工业废渣的“绿色混凝土”；,为了改善施工慢的缺点，发展建筑工业化；建筑工业化在加快建设速度、降低建筑造价、保证施工质量等方面具有巨大的优越性。

容许应力法,破坏阶段法,以概率理论为基础的极限状态设计法,返回,2.2计算方法的发展,从工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑和基础工程,扩大到近海工程、海底建筑、地下建筑、核电站安全壳等领域,2.3.1应用范围：

2.3应用概况,返回,广州新电视塔:

主塔体高度420.0m，总高度达到米。

上海金贸大厦（88层、420.5m），我国最高的高层建筑上海电视塔（468m），亚洲最高的建筑物长江三峡水利枢纽工程，大坝高186m，坝体混凝土用量达1527万m3，是世界上最大的水利工程上海杨浦大桥是目前世界上跨度最大的斜拉桥，全长1172m,2.3.2我国的应用情况：

朝鲜平壤的柳京饭店（105层、319.8m）美国的西尔斯大厦（420m）马来西亚的双塔（457m）加拿大多伦多的预应力混凝土电视（549m）,2.3.3国外的应用情况：

2.3.4混凝土结构的工程应用,1.房屋建筑工程2.桥梁工程3.特种结构与高耸结构4.水利及其他工程,1.注意与材料力学之间材料的差异。

2.计算公式是由实验加理论分析建立的，注意适用条件。

3.构造规定的重要性。

4.受力特性由钢筋和混凝土两种材料共同确定。

5.本课程是一门结构设计课程，要考虑实践性。

包括方案、材料选择、截面形式、配筋、构造措施等。

6.学习本课程时，要学会运用现行的水工钢筋混凝土结构设计规范。

三、本课程的特点,学习本课程要注意的问题,

（1）加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面；,

（2）突出重点，并注意难点的学习；受弯构件正截面承载力计算是各构件设计的重点,（3）深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背,通过本课程的学习，并通过课程设计等实践性教学环节，使学生初步具有运用理论知识正确进行混凝土结构设计和解决实际技术问题的能力。

课程要求：

中环大厦78层,374m,国际金融中心88层,415m,台北101101层,508m,重庆市万县长江大桥,三峡大坝,奚落度拱坝,黄河小浪底工程,本讲：

思考题,返回,1.什么是混凝土结构？

2.什么是素混凝土结构？

3.什么是钢筋混凝土结构？

4.什么是预应力混凝土结构？

6.钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起共同工作？

7.钢筋混凝土结构有哪些主要优点。