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1、第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 工程结构 黄天勇 中国石油大学（北京）成教学院 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 钢筋混凝土结构 西尔斯大厦 （1973） 442m 吉隆坡石油双塔 （马来西亚） 452m 环球金融中心 492m 台北101 508m 828m 哈利法塔(迪拜塔) 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 砌体结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 钢结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 学习目的 1 掌握混凝土中配置钢筋的目的； 2 掌握钢筋和混凝土两种不同材料能够有效 结合在一起共同工作的主要原因； 3 了解建筑结构的类型，各类结构的优缺点 及其应
2、用和发展简况。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 1 建筑结构的定义 建筑结构（结构） 建筑中由若干构件连接而 成的能承受作用的平面或空间体系。 第一节第一节 钢筋混凝土的一般概念钢筋混凝土的一般概念 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 2 建筑结构的组成 1. 水平构件：梁、板等，用以承受竖向荷 载。 2. 竖向构件：柱、墙等，其作用是支承水 平构件或承受水平荷载。 3. 基础：其作用是将建筑物承受的荷载传 至地基。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、结构的基本知识 1、结构的组成 ：由若干个单元所组成的结构骨架。 2、基本(单元)构件 板：提供活动面，直接承受并传递荷载
3、； 梁：板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递； 柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基； 索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元； 杆：组成空间构件，如屋架等。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、结构的基本知识 按受力体系分类 框架结构：主要(竖向)受力体系由梁和柱组成； 剪力墙结构：主要(竖向)受力体系由墙组成； 筒体结构：四周封闭的墙形成筒； 塔式结构：下端固定、上端自由的高耸构筑物； 桅式结构：竖立的细长桅杆和纤绳所组成的构筑物； 悬索、悬吊结构：由拉索及边缘构件组成的承重结构； 壳体
4、结构:由曲面形板与边缘构件组成的空间结构； 网架结构：由多根杆件通过节点连结形成的空间结构； 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 3 建筑结构的分类 建筑结构按承重结构 所用的材料不同分类 木结构 钢结构 砌体结构 混凝土结构 混合结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、结构的基本知识 混凝土结构:素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土 纤维筋混凝土和其它形式的加筋混凝土。 砌体结构：包括砖石砌体结构、砌块砌体结构 混合结构：砖混结构、钢与混凝土组合结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 1. 混凝土结构 （1）混凝土结构的概念 素混凝土结构 混凝土结构 钢筋混凝土结构 预应力
5、混凝土结构 第二节第二节 混凝土、砌体和钢结构混凝土、砌体和钢结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、 混凝土结构 1、结构形成的原理 组 成: 由钢筋和混凝土结合成一体，共同发挥作用。 混凝土：抗压强度很高，但抗拉强度很低。 钢 筋：抗拉和抗压强度均很高。 共同工作的目的 充分发挥两种材料的强度优势，取长补短。 素混凝土梁的工作特点 开裂前：按照整截面分析，上部受拉下部受压， 受拉区的拉力由混凝土承担。 开裂后：梁断裂。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、 混凝土结构 钢筋混凝土梁如何共同工作 开裂前：受拉区的拉力由钢筋和混凝土共同承担。 开裂后：受拉钢筋承担大了部分拉力
6、，继续承担荷载， 直至屈服强度，受压混凝土压碎，梁破坏。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 一、 混凝土结构 素混凝土梁与钢筋混凝土梁的对比 极限状态：素砼梁：无明显变形，开裂即破坏 钢筋砼梁：有明显变形，钢筋屈服，砼压碎 承载能力：素砼梁：取决于混凝土的抗拉，低 钢筋砼梁：取决于钢筋抗拉和砼抗压强度，高 抗裂能力：配筋后略有增加，但不显著 共同工作的基础 两者之间存在较好的传递应力的能力，粘结力； 两种材料的温度线膨胀系数相近； 混凝土对钢筋的保护，抗火和耐久性提高。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 （3）钢筋和混凝土共同工作的原因 1）钢筋表面与混凝土之间存在粘结作用。 2）
7、变形协调作用 3）混凝土对钢筋的保护作用 在以上各种作用中，钢筋与混凝土之间存在粘结作用 是钢筋与混凝土能够一起共同工作的最主要原因。 摩擦力 机械咬合力 胶结力 粘结作用 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 1）就地取材； 2）耐久性好； 3）整体性好； 4）可模性好； 5）耐火性好。 1）自重大； 2）抗裂性能差； 3）现浇结构模板用量大； 4）工期长等等。 （2）钢筋混凝土结构的特点 主要优点：主要缺点： 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 2. 砌体结构 （1）概念 由块体（砖、石材、砌 块）和砂浆砌筑而成的墙 、柱作为建筑物主要受力 构件的结构称为砌体结构 。 第0章 绪论
8、同济大学出版社 工程结构 二、砌体结构 1、砌体结构的组成 砌体结构是用砖、石或砌块， 用砂浆等胶结材料砌筑的结构。 2、优缺点 优 点：耐久性好； 耐火性好； 就地取材； 施工技术要求低； 造价低廉。 缺 点： 强度低，砂浆与砖石之间的粘接力较弱； 自重大；砌筑工作量大，劳动强度高。 粘土用量大，不利于持续发展。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 （2）特点 主要优点： 1）取材方便，造价低廉； 2）具有良好的耐火性及耐久性； 3）具有良好的保温、隔热、隔音性能，节能效果好； 4）施工简单，技术容易掌握和普及，也不需要特殊 的设备。 主要缺点：
9、自重大，强度低，整体性差，砌筑劳动强度大。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 以钢材制作而 成的结构 。 3. 钢结构 （1）概念 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 三、 钢结构 1、钢结构的构成 是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢材 通过焊接等有效的连接方式，所形成的结构。 2、优缺点 优 点： 强度和强度质量比高； 材质均匀、性能好，结构可靠性高。 施工简便、工期短。 延性好、抗震能力强。 易于改造和加固。 缺 点：耐腐蚀性差；耐火性差；钢材价格相对较高。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工
10、程结构 （2）特点 主要优点： 1）材料强度高，自重轻，塑性和韧性好，材质均匀； 2）便于工厂生产和机械化施工，便于拆卸，施工工期短； 3）具有优越的抗震性能； 4）无污染、可再生、节能、安全，符合建筑可持续发展的 原则，可以说钢结构的发展是21世纪建筑文明的体现。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 主要缺点： 易腐蚀，需经常油漆维护，故维护费用较高； 钢结构的耐火性差，当温度达到250时，钢结 构的材质将会发生较大变化；当温度达到500 时，结构会瞬间崩溃，完全丧失承载能力。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 4.木结构 （1）概念 指全部或大部分 用木材制作的结构。 第0章 绪
11、论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 （2）特点 主要优点： 易于就地取材，制作简单。 主要缺点： 易燃、易腐蚀、变形大，并且木材使用受到 国家严格限制。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 5. 混合结构 （1）概念 由两种及两种以上材料作为主要承重结构的 房屋称为混合结构。 （2）特点 不仅具有钢结构建筑自重轻、截面尺寸小、施 工进度快、抗震性能好的特点，还兼有钢筋混凝土 结构刚度大、防火性能好、成本低的优点。 第0章 绪论 同济大学出
12、版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 赵赵 州州 桥桥 赵州桥又名安济桥， 位于河北省赵县洨水上， 是一座弧形单孔石拱桥。 公元590608年石匠李春 所建，是世界上现存最早 、跨度最大的空腹单孔圆 弧石拱桥。 赵州桥桥长50.82m， 净跨30.02m，拱圈矢高 7.23m，宽9.6m，由28券并 列组成。在桥两端的石拱 上，辟有两个券洞，这种 结构叫“敞肩拱”，是世 界桥梁中的首创。 小资料 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 万里长城万里长城 中国万里长城是世 界上修建时间最长，工 程量最大的冷兵器战争 时代的国家军事性防御
13、工程，凝聚着我们祖先 的血汗和智慧，是中华 民族的象征和骄傲。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 雄伟的万里长城是中国古代人民创造的世界奇迹之一，也是 人类文明史上的一座丰碑。根据历史记载，从战国以来，有20多 个诸侯国和封建王朝修筑过长城。最早是楚国，为防御北方游牧 民族或敌国，开始营建长城，随后，齐、燕、魏、赵、秦等国基 于相同的目的也开始修筑自己的长城。秦统一六国后，秦始皇派 著名大将蒙恬北伐匈奴，把各国长城连起来，西起临姚，东至辽 东，绵延万余里，遂称万里长城，这就是“万里长城”名字的由 来。但今天我们所见到的主要是明长城。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 秦长城只有遗迹
14、残 存。秦始皇为了修筑长 城动用了30万人，创造 了人类建筑史上的奇迹 长城的修建客观上起到 了防止匈奴南侵，保护 中原经济文化发展的积 极作用。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 汉代继续对长城进行修 建。从文帝到宣帝,修成了一 条西起大宛贰师城,东至黑龙 江北岸，全长近10000km，是 历史上最长的长城 。到了明 代,从洪武至万历,其间经过 20次大规模的修建，筑起了 一条西起甘肃的嘉峪关，东 到辽 东虎山，全长6350km的 边墙。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 如今，长城与埃及的金 字塔，罗马的斗兽场，意大利 的比萨斜塔等同被誉为世界七 大奇迹，是中华民族古老文化 的丰碑和智慧结晶，象征着中 华民族的血脉相承和民族精神 。据说，飞向太空的宇航员曾 经报告说，从遥远的月球观察 地球，能够辨认出的人类工程 只有两个，其中一个就是中国 的万里长城。 第0章 绪论 同济大学出版社 工程结构 五、本课程特点 1、是原理课，应突出原理和概念 2、基本构件由不同材料组成，在了解共性特点的同时， 应注意由于组成材料不同而导致的计算方法的不同 3、强调不同材料构件的计算原理和方法 4、涉及内容多，系统性差 5、公式多、公式的条件多 6、简化、近似和经验处理多
