混凝土结构设计原理----------01绪 论.ppt

第1章 绪论
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教学提示:本章主要讲述了混凝土结构的一般概念,重点阐述了性质不同的两种材料(钢筋和混凝土)能够结合在一起共同工作的可能性和有效性以及混凝土结构的特点;简要地介绍了钢筋混凝土结构在工程中的应用、发展前景及《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002),并对混凝土结构课程的特点及学习方法提出了建议。
教学要求:要求学生在了解混凝土结构一般概念的基础上,深刻理解和掌握钢筋和混凝土共同工作的条件,充分认识钢筋与混凝土的优缺点,了解钢筋混凝土结构在土木工程中的应用及发展前景,做好学习本课程的准备。
● 混凝土结构的一般概念
● 钢筋和混凝土共同工作的可能性
● 钢筋混凝土结构的分类
● 钢筋混凝土结构的特点
● 混凝土结构的发展概况及工程应用
● 导学
● 思考题
本章内容
混凝土结构的一般概念
混凝土,一般是指由胶凝材料(水泥),粗、细骨料(石子、砂粒),水及其他材料,按适当比例配制,拌和并硬化而成的具有所需形体、强度和耐久性的人造石材。也被形象地称为“砼”。
混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
诉混凝土结构是由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构,常用于路面()和一些非承重结构。
素混凝土路面
混凝土结构的一般概念
钢筋混凝土结构是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()。
钢筋混凝土梁
预应力混凝土结构是充分利用高强度材料来改善钢筋混凝土结构的抗裂性能的结构。是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结构()。
预应力混凝土板
混凝土结构的一般概念
钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构常用作土木工程中的主要承重结构。在多数情况下混凝土结构是指钢筋混凝土结构。
钢筋和混凝土都是土木工程中重要的建筑材料,钢筋的抗拉和抗压强度都很高,但混凝土的抗压强度较高而抗拉强度却很低。为了充分发挥这两种材料性能的优势,把钢筋和混凝土按照合理的组合方式有机地结合在一起共同工作,使钢筋主要承受拉力,混凝土主要承受压力,以满足工程结构的使用要求。
两端搁置在砖墙上的一根梁,在外力作用下会产生弯曲变形,上部为受压区,下部为受拉区()。当此梁由素混凝土制成时,由于混凝土抗拉强度很低,于是在很小的荷载作用下,梁下部受拉区边缘的混凝土就会出现裂缝,而受拉区混凝土一旦开裂,在荷载持续作用下,裂缝会迅速向上发展,梁在瞬时间就会骤然脆裂断开,而梁上部混凝土的抗压能力却还未能充分利用。素混凝土梁的承载力很低。
混凝土结构的一般概念
简支梁的受力分析
当此梁在受拉区配置适量的钢筋,即构成钢筋混凝土梁。在荷载作用下,梁的受拉区混凝土仍会开裂,但钢筋的存在,可以代替受拉区混凝土承受拉力,裂缝不会迅速发展,受压区的压应力仍由混凝土承受,因此,梁可以承受继续增大的荷载,直到钢筋的应力达到其屈服强度。随后荷载仍可略有增加致使受压区混凝土被压碎,混凝土抗压强度得到了充分利用,梁终告破坏。可见,配制在受拉区的钢筋明显地加强了受拉区的抗拉能力,从而使钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁有很大的提高。这样,混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力都得到了充分利用,而且在梁破坏前,其裂缝充分发展,其变形迅速增大,有明显的破坏预兆。结构的受力特性得到显著改善。
混凝土结构的一般概念
承受压力的受压构件——柱(),通常也配置钢筋,以协助混凝土承受压力,以达到减小柱的截面尺寸、改善柱的受力性能、提高柱的承载能力、增加柱的延性的目的。
混凝土结构的一般概念
柱的受力分析
钢筋和混凝土共同工作的可能性
钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料,之所以可能有机地结合在一起共同工作,主要是建立在以下的基础之上的。
①黏结力是使这两种不同性质的材料结合在一起共同工作的基础。由于混凝土中的水泥是胶凝材料,在混凝土硬化后,钢筋和混凝土之间存在黏结力促成这两种性能不同的材料可能而有效地共同工作,承受荷载,并保证钢筋与相邻混凝土的变形一致。
②相近的温度线膨胀系数。混凝土的温度膨胀系数约在(~)× /℃之间,× /℃。因此,当温度变化时,两种材料间不致产生温度应力,不会产生较大的相对变形,不破坏结构的整体性,使黏结得以保持,不会在未受荷载之前,钢筋和混凝土之间就产生相互作用而产生开裂或破坏。