第一章 绪论
依据
,建筑结构设计统一标准, （ GBJ50009-2001）
,混凝土结构设计规范, （ GB50010-2002）
一、混凝土结构的概念和特点
1,一般概念
P P P P
素混凝土梁承载
力小，破坏突然
钢筋混凝土梁承
载力大，变形性
能好，破坏有预
兆
一、混凝土结构的概念和特点
1,一般概念
P P
钢筋（加筋） + 混凝土 钢筋混凝土结构（构件）
拉压性能均好 抗压性能好 利用混凝土抗压，钢筋
受拉（亦可受压） ----
各尽其能，相得益彰
复合材料（材料学）
一、混凝土结构的概念和特点
2,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,钢筋端部形成弯钩
或采用变形钢筋 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，混凝土,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，一定的保护层厚度，可使钢筋
免于腐蚀或高温软化。
P P
一、混凝土结构的概念和特点
3,预应力混凝土结构的一般概念
P P
预应力钢筋 P P
混凝土的极限拉应变,0.1～ 0.15mm/m;钢
筋在此应变下的应力为 20 ～ 30MPa;结构构
件常带裂缝工作； 查阅附录三可知未能充分
利用钢筋的强度。
一、混凝土结构的概念和特点
4,混凝土结构的组成
柱下基础
楼板 柱
梁
梁
墙
楼梯
墙下基础
地下室底板
一、混凝土结构的概念和特点
5.混凝土结构的优缺点
优点：
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
缺点：
自重大
易开裂
耗模板
施工受季节性影响
隔热隔声性能差
随着科学技术的不断发展，正逐
渐被克服
P P
二、混凝土结构的发展
1.钢筋混凝土结构的诞生
* 1824年，英国人 J,Aspdin 发明了波特兰水泥，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 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，
后又申请了钢筋混凝土板、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，他仍被认为是钢筋混凝土结
构的发明者；
P P
* 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。
二、混凝土结构的发展
2.材料方面的发展
?强度不断提高
美国 60年代混凝土抗压强度平均值,28N/mm2,70年代, 42N/mm2，如今随需要可达：
40N/mm2~100 N/mm2，试验室中,266 N/mm2，但高强混凝土的抗拉强度与抗压强度之比仅为
6%，脆性显著，塑性明显下降。
?轻质混凝土的应用
容重一般为,14kN/m3~18kN/m3(普通混凝土为 24kN/m3)，加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩
混凝土、碎砖混凝土等
?高性能混凝土（ HPC,High Performance Concrete)
HPC是采用现代先进的混凝土技术制作的，是以耐
久性作为混凝土设计的主要技术指标，同时结合不同建
筑的具体要求，具有高强度、高韧性、高抗渗性、易施
工和经济性等。
?纤维混凝土（ FRC,Fiber Reinforced Concrete)
钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、及合成纤维等，短纤
维或连续的长纤维作为混凝土的增强材料。用 FRP筋代
替钢筋。
二、混凝土结构的发展
3.结构方面的发展
P P
?预应力混凝土结构的应用
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝
土结构的抗裂度，减轻构件的自重
?结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构
体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、
FRP混凝土及预应力混凝土结构等
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
设计方法
允许应力
设计法
破坏阶段
设计法
极限状态
设计法
半经验半概率
法
近似概率法
全概率法
生命全过程设
计法材料力学的方法 按经验法确定安
全系数
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----如何设计一个新结构
?荷载的确定方法
?结构的力学分析：线性和非线性
?构件的承载力计算、设计方法和构造措施
未来的方向：计算机的应用与发展，结构整
体空间作用分析方法的完善与应用
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----旧结构的维护、改造与加固（ 80年代中期发展起来）
?承载力计算
?耐久性评估
?寿命预测
?损伤分析
?加固理论
?修复理论
?灾害评估等
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----计算机仿真技术的应用
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----结构试验技术的完善
三、混凝土结构的应用
1.房屋工程
我国超过 100m高的高层建筑中
绝大多数是混凝土结构或为混
凝土和钢的组合结构
混凝土组合柱
组合楼板
钢柱
组合梁
组合桁架
钢筋混凝土筒体
三、混凝土结构的应用
2.交通工程
隧道、桥梁、高速公路、城
市高架公路、地铁大都采用
混凝土结构。如 1994年建成
的上海内环线浦西段高架公
路，以及与之相连的南浦大
桥、杨浦大桥的塔架,1995
年建成的地铁一号线、延安
东路隧道、英吉利海峡隧道
等
三、混凝土结构的应用
3.水利工程
大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构
瑞士大狄克桑期坝,1962年，高 285m，世界最高的混
凝土重力坝
我国湖北宜昌的三峡大坝，高 186m，装机容量 1786千
瓦
三、混凝土结构的应用
4.特种工程
核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、储水池、储气灌、
海洋石油平台、电视塔等
四、本课程的目的和学习方法
1.目的
是土木工程专业的一门主要专业基础课
?＊ 混凝土结构构件的受力性能和力学分析方法
?混凝土结构构件的设计方法
?现有混凝土结构构件的性能评估
四、本课程的目的和学习方法
2.学习方法
?注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同
点，正确运用已有的力学知识解决实际问题
?混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论
体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。
学习和应用时要注意思维方式的转变
?结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，才能保证安
全可靠
?注意理论联系实际，积累一定的感性认识，对学习本课程十分有益
课后作业
教材第 5页：
1.1
要求：
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依据
,建筑结构设计统一标准, （ GBJ50009-2001）
,混凝土结构设计规范, （ GB50010-2002）
一、混凝土结构的概念和特点
1,一般概念
P P P P
素混凝土梁承载
力小，破坏突然
钢筋混凝土梁承
载力大，变形性
能好，破坏有预
兆
一、混凝土结构的概念和特点
1,一般概念
P P
钢筋（加筋） + 混凝土 钢筋混凝土结构（构件）
拉压性能均好 抗压性能好 利用混凝土抗压，钢筋
受拉（亦可受压） ----
各尽其能，相得益彰
复合材料（材料学）
一、混凝土结构的概念和特点
2,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,钢筋端部形成弯钩
或采用变形钢筋 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，混凝土,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，一定的保护层厚度，可使钢筋
免于腐蚀或高温软化。
P P
一、混凝土结构的概念和特点
3,预应力混凝土结构的一般概念
P P
预应力钢筋 P P
混凝土的极限拉应变,0.1～ 0.15mm/m;钢
筋在此应变下的应力为 20 ～ 30MPa;结构构
件常带裂缝工作； 查阅附录三可知未能充分
利用钢筋的强度。
一、混凝土结构的概念和特点
4,混凝土结构的组成
柱下基础
楼板 柱
梁
梁
墙
楼梯
墙下基础
地下室底板
一、混凝土结构的概念和特点
5.混凝土结构的优缺点
优点：
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
缺点：
自重大
易开裂
耗模板
施工受季节性影响
隔热隔声性能差
随着科学技术的不断发展，正逐
渐被克服
P P
二、混凝土结构的发展
1.钢筋混凝土结构的诞生
* 1824年，英国人 J,Aspdin 发明了波特兰水泥，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 用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，
后又申请了钢筋混凝土板、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，他仍被认为是钢筋混凝土结
构的发明者；
P P
* 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。
二、混凝土结构的发展
2.材料方面的发展
?强度不断提高
美国 60年代混凝土抗压强度平均值,28N/mm2,70年代, 42N/mm2，如今随需要可达：
40N/mm2~100 N/mm2，试验室中,266 N/mm2，但高强混凝土的抗拉强度与抗压强度之比仅为
6%，脆性显著，塑性明显下降。
?轻质混凝土的应用
容重一般为,14kN/m3~18kN/m3(普通混凝土为 24kN/m3)，加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩
混凝土、碎砖混凝土等
?高性能混凝土（ HPC,High Performance Concrete)
HPC是采用现代先进的混凝土技术制作的，是以耐
久性作为混凝土设计的主要技术指标，同时结合不同建
筑的具体要求，具有高强度、高韧性、高抗渗性、易施
工和经济性等。
?纤维混凝土（ FRC,Fiber Reinforced Concrete)
钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、及合成纤维等，短纤
维或连续的长纤维作为混凝土的增强材料。用 FRP筋代
替钢筋。
二、混凝土结构的发展
3.结构方面的发展
P P
?预应力混凝土结构的应用
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝
土结构的抗裂度，减轻构件的自重
?结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构
体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、
FRP混凝土及预应力混凝土结构等
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
设计方法
允许应力
设计法
破坏阶段
设计法
极限状态
设计法
半经验半概率
法
近似概率法
全概率法
生命全过程设
计法材料力学的方法 按经验法确定安
全系数
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----如何设计一个新结构
?荷载的确定方法
?结构的力学分析：线性和非线性
?构件的承载力计算、设计方法和构造措施
未来的方向：计算机的应用与发展，结构整
体空间作用分析方法的完善与应用
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----旧结构的维护、改造与加固（ 80年代中期发展起来）
?承载力计算
?耐久性评估
?寿命预测
?损伤分析
?加固理论
?修复理论
?灾害评估等
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----计算机仿真技术的应用
二、混凝土结构的发展
4.理论研究方面的发展
结构基本理论 ----结构试验技术的完善
三、混凝土结构的应用
1.房屋工程
我国超过 100m高的高层建筑中
绝大多数是混凝土结构或为混
凝土和钢的组合结构
混凝土组合柱
组合楼板
钢柱
组合梁
组合桁架
钢筋混凝土筒体
三、混凝土结构的应用
2.交通工程
隧道、桥梁、高速公路、城
市高架公路、地铁大都采用
混凝土结构。如 1994年建成
的上海内环线浦西段高架公
路，以及与之相连的南浦大
桥、杨浦大桥的塔架,1995
年建成的地铁一号线、延安
东路隧道、英吉利海峡隧道
等
三、混凝土结构的应用
3.水利工程
大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构
瑞士大狄克桑期坝,1962年，高 285m，世界最高的混
凝土重力坝
我国湖北宜昌的三峡大坝，高 186m，装机容量 1786千
瓦
三、混凝土结构的应用
4.特种工程
核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、储水池、储气灌、
海洋石油平台、电视塔等
四、本课程的目的和学习方法
1.目的
是土木工程专业的一门主要专业基础课
?＊ 混凝土结构构件的受力性能和力学分析方法
?混凝土结构构件的设计方法
?现有混凝土结构构件的性能评估
四、本课程的目的和学习方法
2.学习方法
?注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同
点，正确运用已有的力学知识解决实际问题
?混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论
体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。
学习和应用时要注意思维方式的转变
?结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，才能保证安
全可靠
?注意理论联系实际，积累一定的感性认识，对学习本课程十分有益
课后作业
教材第 5页：
1.1
要求：
简要回答，标明关键点（词）。
欢迎置疑和讨论
谢谢！
