混凝土结构设计原理

昆明学院

混凝土结构设计原理

绪论


0.1 混凝土结构的基本概念以混凝土为主要材料制作的结构称为混凝土结构。素混凝土结构钢筋混凝土结构型钢混凝土结构钢管混凝土结构预应力混凝土结构 FPR 筋混凝土 ( 纤维增强塑料混凝土）

绪论


素砼结构钢筋砼结构型钢砼结构

钢管砼结构预应力钢筋砼结构

P P

0.1 混凝土结构的基本概念


钢管混凝土


合拢的钢管混凝土拱圈

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广西第一座预应力混凝土桥梁




预应力构件


型钢混凝土结构


c 型钢


FPR 筋混凝土



基本材料的性能：混凝土• 抗压强度高，抗拉强度很低。一般抗拉强度为抗压强度的 1/8~1/10 。• 破坏时无明显征兆，呈脆性破坏。• 材料破坏时其抗压强度远未被充分利用。

P P



钢筋• 抗拉和抗压强度都很高。• 破坏时有较好的延性。• 较长的钢材容易被压曲，材料强度往往得不到充

分利用。• 耐火性差，高温下很快软化破坏。



P P 钢筋混凝土• 承载力有很大提高• 受力性能显著改善

构件裂而不坏，直至受拉钢筋和受压混凝土破坏。破坏时有明显的预兆。

混凝土和钢筋共同工作的原因•混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起，可共同受力，共同变形 •两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两者的粘结力，混凝1.0×10-5~1.5 ×10-5 ，钢筋： 1.2 ×10-5

•混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化



随着科学技术的不断发展，正逐渐被克服

混凝土结构主要的优点、缺点混凝土结构主要的优点、缺点耐久性好耐火性好整体性好可模性好就地取材节约钢材阻止射线的穿透

优点

自重大易开裂耗模板施工受季节性影响隔热隔声性能差

缺点



* 1824 年，英国人 J. Aspdin 发明了水泥，有了混凝土； * 1849 年，法国人 Joseph Louis Lambot 用水泥砂浆涂在钢丝网的两面做成小船 ---- 最早的钢筋混凝土结构； * 1861 年，法国花匠 J. Monier 获得了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利 ----尽管他不懂钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的发明者；

* 1884 年，德国人 Wayss, Bauschingger 和 Koenen等提出了钢筋应配置在构件中受拉力的部位和钢筋混凝土板的计算理论。后来，钢筋混凝土结构逐渐得到了推广应用。

0.2 混凝土结构的应用与发展1. 钢筋混凝土结构的诞生

* 1872 年，美国建造了第一幢钢筋混凝土房屋； J. Monier 制作的钢筋砼花盆 J. Monier建造的首座钢筋砼桥


2.材料方面的发展•强度不断提高

•轻质混凝土的应用 •无砂混凝土

0.2 混凝土结构的应用与发展

混凝土： C10 → C25 → C60 → C80 → C100 → C200 加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等。容重一般为： 14kN/m3~18kN/m3 ( 普通混凝土为 24kN/m3)只有粗骨料，无细骨料

•FRP 筋的应用

用 FRP 筋代替钢筋 , 具有高强、轻质、抗腐蚀和耐疲劳、温度作用下稳定性好等特点

陶粒


3. 结构方面的发展•预应力混凝土结构的应用

•结构体系的丰富

0.2 混凝土结构的应用与发展上海广播电视塔 -东方明珠中央电视台新址

兰州小西湖立交桥


0.2 混凝土结构的应用与发展4. 计算理论与设计方法方面的发展材料力学的允许应力设计法

塑性内力重分布法有限元法

5. 结构安全度与可靠度设计方面的发展

经验性的允许应力设计法

半经验半概率的极限状态设计法

近似概率的极限状态法


0.3 混凝土结构设计原理课程的特点与学习方法1. 主要目的• 培养土木工程从业人员的基本素质；• 培养理论分析与工程实践相结合的能力；• 培养提炼科学问题的能力；• 激发创新能力。


2. 主要内容

0.3 混凝土结构设计原理课程的特点与学习方法

•基础知识

•构件的设计原理与方法

材料性能设计方法

轴拉构件轴压构件受弯构件受剪构件受扭构件偏压、偏拉构件变形、裂缝及结构的耐久性预应力混凝土结构


注意与材料力学、结构力学的联系与区别；熟悉材料性能，以解释现象；不同结构类型有不同的设计规范，但基本理论是

一致的，重点学好基本设计理论；重视试验，注意积累感性认识。

0.3 混凝土结构设计原理课程的特点与学习方法3. 学习方法

混凝土结构设计原理

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