第 1章 绪论混凝土结构
—— 混凝土结构设计原理第 1章 绪论
2
第 1章 绪论
1.1 混凝土结构的概念和特点
1.2 混凝土结构的应用与发展
1.3 学习内容第 1章 绪论
3
以 混凝土 材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管或纤维等形成的主要承重结构，均可称为 混凝土结构 （ Concrete Structures）。
1.1 混凝土结构的概念和特点素混凝土
Plain Concrete
纤维增强混凝土
Fiber Reinforced Concrete
钢骨混凝土
Steel Reinforced Concrete
钢筋混凝土
Reinforced Concrete
钢管混凝土
Concrete Filled Steel Tube
预应力混凝土
Prestressed Concrete
钢－混凝土组合结构
Composite Structure
第 1章 绪论
4
第 1章 绪论
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第 1章 绪论
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第 1章 绪论
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第 1章 绪论
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第 1章 绪论
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第 1章 绪论
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第 1章 绪论
11
第 1章 绪论
12
第 1章 绪论
13
抗压强度高，而抗拉强度却很低通常抗拉强度只有抗压强度的 1/8~1/20
破坏时具有明显的 脆性特征混凝土 的材料特性第 1章 绪论
14
抗拉和抗压强度都很高具有 屈服 现象，破坏时表现出 较好的延性细长的钢筋受压时极易 压曲钢筋 的材料特性第 1章 绪论
15
混凝土结构的 特点素混凝土梁
L=1500mm
120
200
C20
P
钢筋混凝土梁
L=1500mm
120
200
2f14
C20
P
P=4.4 kN P=62.5 kN
由上述对比试验可知：
钢筋混凝土梁的 承载力 比素混凝土梁 大大提高 （ 14倍 ） ；
素混凝土梁 破坏突然,没有明显预兆； 而钢筋混凝土梁则表现出较好的 延性,破坏前 有明显预兆；
钢筋混凝土梁最终由于混凝土被压碎而破坏,此时钢筋已经屈服,钢筋和混凝土的 材料强度均得到充分利用 。
第 1章 绪论
16
将 混凝土 和 钢筋 这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分发挥各自的材料性能 。
除在构件的受拉区配置钢筋外在构件的 受压区 也可配置钢筋，来协助混凝土承受压力第 1章 绪论
17
V+
_
Pa b
c dP
P P P P
M
3
Pl
ba c d
bc段称为纯弯段,ab,cd 段称为弯剪段
x?x?
xy?
xy?
x?x?
1?3?
在 复杂应力区域 配置钢筋第 1章 绪论
18
核心混凝土 三向受压可利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用 钢管 来约束混凝土钢管混凝土
Concrete filled Steel Tube
第 1章 绪论
19
配置预应力筋，形成预应力混凝土构件或结构张拉钢筋砼成型及养护放张钢筋第 1章 绪论
20
钢筋和混凝土 共同工作的基础：
1,两者之间有良好的粘结力，可以保证两者协同工作
2,温度线膨胀系数相近，因此当温度变化时两者之间不会产生过大的变形差
（钢材为 1.2× 10-5/ ℃,混凝土为 1.0~1.5× 10-5 / ℃ ）
本课程主要研究 钢筋混凝土 基本构件和基本原理,不同的结构和构件中，钢筋位置和形式并不相同，可见钢筋和混凝土不是随意结合的，而 应根据构件的受力特点布置钢筋 。
第 1章 绪论
21
1.2 混凝土结构的应用与发展
1824年英国人阿斯普丁 (J.Aspdin)发明硅酸盐水泥
1849年法国人朗波 (L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船
1872年在纽约建造了第一所钢筋混凝土房屋
混凝土结构开始应用距今仅 150多年
与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，目前已成为大量土木工程中主要采用的结构形式，而且 高性能混凝土 和 新型钢－混凝土组合结构 还在不断发展。
钢筋混凝土结构的 优点材料利用合理 钢筋与混凝土的材料强度可充分发挥；
可模性好 适用于各种复杂的结构形式；
耐久和耐火性好 维护费用低；
结构整体性好 有利于结构的抗震、抗爆；
刚度、阻尼大 有利于结构的变形控制；
材料易获得 混凝土材料可就地取材，还可利用工业废料作为其原材料，进而保护环境。
第 1章 绪论
22
钢筋混凝土结构的 缺点自重大 不适于发展高层和大跨结构；
？
钢材和混凝土同时承受 100吨 的压力抗压强度,混凝土 30MPa 钢材 235MPa
容重 25 kN/m3 容重 78 kN/m3
0.837 kN 0.33 kN
183 65
承载力较低 往往导致受力构件的截面尺寸较大；
抗裂性差 对防渗防漏的结构不利，还会影响结构的耐久性；
施工较复杂 工期长，受季节影响；
修复、加固难 混凝土产生裂缝或被压碎后修复困难；
早期容易开裂 高性能混凝土水胶比较小，早期收缩大。
第 1章 绪论
23
自重大抗裂性差承载力较低施工较复杂修复、加固难混凝土结构的 发展取决于 混凝土 材料的发展轻质混凝土纤维混凝土高性能混凝土自密实混凝土碳纤维加固高性能、高功能 和 智能化 是 21世纪混凝土科技的主要发展趋势第 1章 绪论
24
1.3 学习内容学习 内容
材料特性
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
预应力混凝土结构
楼盖结构
单层厂房
砌体结构基础知识构件设计结构设计，
后续课程第 1章 绪论
25
钢筋混凝土基本构件受剪构件受弯构件受拉构件受压构件受扭构件受拉受压受弯受剪受扭截面基本受力形态基本构件的受力往往是基本受力形态的 复合
—— 混凝土结构设计原理第 1章 绪论
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1.1 混凝土结构的概念和特点
1.2 混凝土结构的应用与发展
1.3 学习内容第 1章 绪论
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以 混凝土 材料为主，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管或纤维等形成的主要承重结构，均可称为 混凝土结构 （ Concrete Structures）。
1.1 混凝土结构的概念和特点素混凝土
Plain Concrete
纤维增强混凝土
Fiber Reinforced Concrete
钢骨混凝土
Steel Reinforced Concrete
钢筋混凝土
Reinforced Concrete
钢管混凝土
Concrete Filled Steel Tube
预应力混凝土
Prestressed Concrete
钢－混凝土组合结构
Composite Structure
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抗压强度高，而抗拉强度却很低通常抗拉强度只有抗压强度的 1/8~1/20
破坏时具有明显的 脆性特征混凝土 的材料特性第 1章 绪论
14
抗拉和抗压强度都很高具有 屈服 现象，破坏时表现出 较好的延性细长的钢筋受压时极易 压曲钢筋 的材料特性第 1章 绪论
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混凝土结构的 特点素混凝土梁
L=1500mm
120
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C20
P
钢筋混凝土梁
L=1500mm
120
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2f14
C20
P
P=4.4 kN P=62.5 kN
由上述对比试验可知：
钢筋混凝土梁的 承载力 比素混凝土梁 大大提高 （ 14倍 ） ；
素混凝土梁 破坏突然,没有明显预兆； 而钢筋混凝土梁则表现出较好的 延性,破坏前 有明显预兆；
钢筋混凝土梁最终由于混凝土被压碎而破坏,此时钢筋已经屈服,钢筋和混凝土的 材料强度均得到充分利用 。
第 1章 绪论
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将 混凝土 和 钢筋 这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分发挥各自的材料性能 。
除在构件的受拉区配置钢筋外在构件的 受压区 也可配置钢筋，来协助混凝土承受压力第 1章 绪论
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V+
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Pa b
c dP
P P P P
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ba c d
bc段称为纯弯段,ab,cd 段称为弯剪段
x?x?
xy?
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x?x?
1?3?
在 复杂应力区域 配置钢筋第 1章 绪论
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核心混凝土 三向受压可利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用 钢管 来约束混凝土钢管混凝土
Concrete filled Steel Tube
第 1章 绪论
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配置预应力筋，形成预应力混凝土构件或结构张拉钢筋砼成型及养护放张钢筋第 1章 绪论
20
钢筋和混凝土 共同工作的基础：
1,两者之间有良好的粘结力，可以保证两者协同工作
2,温度线膨胀系数相近，因此当温度变化时两者之间不会产生过大的变形差
（钢材为 1.2× 10-5/ ℃,混凝土为 1.0~1.5× 10-5 / ℃ ）
本课程主要研究 钢筋混凝土 基本构件和基本原理,不同的结构和构件中，钢筋位置和形式并不相同，可见钢筋和混凝土不是随意结合的，而 应根据构件的受力特点布置钢筋 。
第 1章 绪论
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1.2 混凝土结构的应用与发展
1824年英国人阿斯普丁 (J.Aspdin)发明硅酸盐水泥
1849年法国人朗波 (L.Lambot)制造了第一只钢筋混凝土小船
1872年在纽约建造了第一所钢筋混凝土房屋
混凝土结构开始应用距今仅 150多年
与砖石结构、钢木结构相比，混凝土结构的历史并不长，但发展非常迅速，目前已成为大量土木工程中主要采用的结构形式，而且 高性能混凝土 和 新型钢－混凝土组合结构 还在不断发展。
钢筋混凝土结构的 优点材料利用合理 钢筋与混凝土的材料强度可充分发挥；
可模性好 适用于各种复杂的结构形式；
耐久和耐火性好 维护费用低；
结构整体性好 有利于结构的抗震、抗爆；
刚度、阻尼大 有利于结构的变形控制；
材料易获得 混凝土材料可就地取材，还可利用工业废料作为其原材料，进而保护环境。
第 1章 绪论
22
钢筋混凝土结构的 缺点自重大 不适于发展高层和大跨结构；
？
钢材和混凝土同时承受 100吨 的压力抗压强度,混凝土 30MPa 钢材 235MPa
容重 25 kN/m3 容重 78 kN/m3
0.837 kN 0.33 kN
183 65
承载力较低 往往导致受力构件的截面尺寸较大；
抗裂性差 对防渗防漏的结构不利，还会影响结构的耐久性；
施工较复杂 工期长，受季节影响；
修复、加固难 混凝土产生裂缝或被压碎后修复困难；
早期容易开裂 高性能混凝土水胶比较小，早期收缩大。
第 1章 绪论
23
自重大抗裂性差承载力较低施工较复杂修复、加固难混凝土结构的 发展取决于 混凝土 材料的发展轻质混凝土纤维混凝土高性能混凝土自密实混凝土碳纤维加固高性能、高功能 和 智能化 是 21世纪混凝土科技的主要发展趋势第 1章 绪论
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1.3 学习内容学习 内容
材料特性
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
预应力混凝土结构
楼盖结构
单层厂房
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后续课程第 1章 绪论
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钢筋混凝土基本构件受剪构件受弯构件受拉构件受压构件受扭构件受拉受压受弯受剪受扭截面基本受力形态基本构件的受力往往是基本受力形态的 复合
