混凝土结构结构设计原理

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1、混凝土结构结构设计原理第1章绪论§1．l混凝土结构的一般概念1.1.1混凝土结构的定义与分类以混凝土为主要材料制成的结构称为混凝土结构，包括钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和素混凝土结构等。（1）配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢骨架的混凝土制成的结构称为钢筋混凝土结构；（2）配置预应力钢筋，再经过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构称为预应力混凝土结构；（3）无钢筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构称为素混凝土结构。1.1.2配筋的作用与要求钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同的材料组成的。用混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，二者共同工作，以满足工程结构的使用要求。为了使钢筋和

2、混凝土两者共同工作，需要混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力，这样两者才能共同变形、共同受力。在不受力的情况下变形的一个主要因素就是温度的变化，也就是热胀冷缩。它们两者的温度线膨胀系数比较接近（钢1.2×10-5/oC；混凝土1.0×10-5～1.5×10-5/oC），所以两者不会因为温度的变化而造成粘结破坏。有时为了防止钢筋和混凝土之间产生滑移还会在钢筋的端部留一定的锚固长度，有的还做弯钩。761.1.3钢筋混凝土结构的优缺点钢筋混凝土结构的主要优点：取材容易：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。合理用材：钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝

3、土两种材料的性能，与钢结构相比，可以降低造价。耐久性：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，所以钢筋混凝土结构的耐久性比较好。耐火性：混凝土包裹在钢筋外面，火灾时钢筋不会很快达到软化温度而导致结构整体破坏。与裸露的木结构、钢结构相比耐火性要好。可模性：根据需要，可以较容易地浇筑成各种形状和尺寸的钢筋混凝土结构。整体性：整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。钢筋混凝土结构缺点:1）自身重力较大，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。2）钢筋混凝土结构抗裂性较差，3）钢筋混凝土

4、结构的隔热隔声性能也较差。所以现在正在发展轻质高强混凝土来减轻自重。§l.2混凝土结构的发展与应用概况混凝土结构使用至今已有大约150年的历史。因为它具有我们前面介绍的这许多优点，所以发展速度很快，应用也广泛。混凝土的品种也越来越多。例如轻质混凝土、加气混凝土、陶粒混凝土和绿色混凝土等，还有很多其他具有特殊性能的混凝土也在研究中。混凝土的应用范围越来越广泛。在以前主要是用于地上的一些建筑和基础工程，现在已经扩展到了地下和海中的一些工程，甚至开始实验用于月面建筑。我国是使用混凝土结构最多的国家，很多有名的建筑都是钢筋混凝土结构，例如上海电视塔、长江三峡水利枢纽工程等。以后混凝土结构在我国

5、的应用会国家广泛。近年来，很多数学和计算机方法在混凝土结构中的应用不仅取得了很多新的研究成果还使得建筑结构设计的时间大大缩短，从而提高了经济效益。§l.3学习本课程要注意的问题混凝土结构课程按内容的性质可以分为基本构件和结构设计两部分，我们的主要内容是前一部分。1．加强实验、实践性学习并注意扩大知识面2．突出重点，并注意难点的学习3．深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，且忌死记硬背。本讲课程小结：混凝土结构的一些基本概念和分类；钢筋混凝土结构的优缺点；钢筋和混凝土的工作原理。本讲课程作业：钢筋混凝土结构的工作原理是什么？76第2讲次第二章钢筋混凝土的材料力学性能目的要求：通过

6、本讲课程的学习，了解混凝土的立方体抗压强度标准值；轴心抗压强度和轴心抗拉强度。重点：立方体抗压强度标准值。难点：立方体抗压强度标准值与试件尺寸关系。第2章混凝土结构材料的物理力学性能§2.1混凝土的物理力学性能2.1.1混凝土的组成结构普通混凝土是由水泥、砂、石材料用水拌合硬化后形成的人工石材，是多相复合材料。通常把混凝土的结构分为三种基本类型：①微观结构即水泥石结构；②亚微观结构即混凝土中的水泥砂浆结构；③宏观结构即砂浆和粗骨料两组分体系。2.1.2单轴向应力状态下的混凝土强度1.混凝土的抗压强度(1)混凝土的立方体抗压强度和强度等级我国把立方体抗压强度作为评定混凝土强度等级的标准。

7、我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81-85）规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）ºC的温度和相对湿度90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为N/mm2。《混凝土结构设计规范》规定混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，用符号fcu,k表示。即用上述标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。《混凝土设计规