建筑工程结构第一章 绪论2015

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1、10/16/2018,1,钢筋混凝土结构,主讲：贺灵荣 Tel：13698246363 四川理工学院 建筑工程学院 土木与建筑工程系,10/16/2018,2,课本：上册混凝土结构原理（第2版） 刘立新 叶燕华 主编武汉理工大学出版社 ISBN：978-7-5629-3790-6定价：30元下册混凝土结构设计（新1版） 白国良 王毅红 主编武汉理工大学出版社 ISBN：978-7-5629-3609-1定价：28元,10/16/2018,3,第一章 绪论,目录 本章提要 11 建筑结构的一般概念 12 各种结构概念及其优缺点 13 建筑结构的发展简况 本章小结 思考题与习题,返回,10/16/

2、2018,4,目录,第一章 绪论 第二章 钢筋和混凝土的力学性能 第三章 钢筋混凝土结构的基本设计原则 第四章 受弯构件正截面承载力计算 第五章 受弯构件斜截面承载力计算 第六章 受压构件承载力计算 第七章 受拉构件承载力计算,返回,10/16/2018,5,目录,第八章 受扭构件承载力计算 第九章 钢筋混凝土构件的裂缝、变形、耐久 第十章 预应力混凝土构件 第十一章 梁板结构 第十二章 单层厂房结构（专:砌体结构） 第十三章 多高层框架结构(专：抗震知识介绍）,10/16/2018,6,本章提要,本章叙述了混凝土结构的一般概念，钢筋和混凝土这两种性质不同的材料能够组合在一起共同工作的条件，以

3、及混凝土结构的优缺点。介绍了混凝土结构在房屋建筑工程、交通土建工程、水利工程及其他工程中的应用；介绍了混凝土结构的发展前景，包括在材料、结构、施工技术、计算理论等方面的发展。本章还介绍了混凝土结构课程的特点和学习方法，以及指导工程设计的混凝土结构设计规范的概况。,返回,10/16/2018,7,11 建筑结构的一般概念（目录）,一、概念231.建筑结构232.构件233.结构上的作用23 二、结构按材料分类25 三、建筑结构设计的任务26,返回,10/16/2018,8,11 建筑结构的一般概念,一、概念 1.建筑结构建筑物中用来承受各种作用的受力体系（通常又被称为建筑物的骨架，框架结构、砖混

4、结构、悬缩结构） 2.构件组成结构的各个部件。（梁、板、柱、屋架、基础等）。 3.结构上的作用指能使结构产生效应（内力、变形）的各种原因的总称。作用可以分为直接作用和间接作用两类。,返回,返回,10/16/2018,9,11 建筑结构的一般概念,直接作用是指作用在结构上的各种荷载，如土压力、构件自重、楼面和屋面活荷载、风荷载等。它们能直接使结构产生内力和变形效应。间接作用是指地基变形、混凝土收缩温度变化和地震等。它们在结构中引起外加变形和约束变形，从而产生内力效应。,10/16/2018,10,11 建筑结构的一般概念,二、结构按材料分类可以分为:混凝土结构、墙体结构、钢结构、木结构等。,返回

5、,10/16/2018,11,11 建筑结构的一般概念,三、建筑结构设计的任务建筑结构设计的任务是选择安全、适用、耐久的结构方案，并通过计算和构造处理，使结构能可靠地承受各种作用。为使设计人员在一般情况下能有章可循，各国均根据自身的科技发展和经济状况不断制订出符合当时国情的各种设计标准和规范。,返回,10/16/2018,12,11 建筑结构的一般概念,我国现行常用的建筑结构设计标准和规范有: 工程结构可靠性设计统一标准(GB 501532008)、 建筑结构荷载规范(GB 500092012)、 砌体结构设计规范(GB 500032011)、 混凝土结构设计规范(GB 500102010)、

6、 建筑地基基础设计规范(GB 500072011)、 建筑抗震设计规范(GB 500112010)、 钢结构设计规范(GB 500172014)等。,10/16/2018,13,11 建筑结构的一般概念,这些标准和规范是我国建国以来，在建筑结构方面的科研成果和工程实践经验的结晶，是我国目前建筑结构设计的重要依据，也是编写本书的主要依据。,返回,10/16/2018,14,12 各种结构概念及其优缺点（目录）,一、砌体结构的概念及其优缺点301.概念302.砌体结构的优点313.砌体结构的缺点31 二、钢结构的概念及其优缺点321.概念322. 钢结构的优点323.钢结构的缺点32 三、混凝土结

7、构的概念及其优缺点331.概念及分析332.钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能结合在一起共同工作的原因443.混凝土结构的优缺点454.预应力混凝土构件49,返回,10/16/2018,15,12 各种结构概念及其优缺点,一、砌体结构的概念及其优缺点 1.概念砌体用砂浆把块体连接而成的整体材料。砌体结构以砌体为材料的结构。因为块体有石、砖、砌块三种，所以砌体结构又分为石结构、砖结构、砌块结构。根据需要，有时在砖砌体或砌块砌体中加入少量钢筋，这种砌体称为配筋砌体。,返回,返回,10/16/2018,16,12 各种结构概念及其优缺点,2.砌体结构的优点容易就地取材，造价低廉；耐火性良好，耐久

8、性较好；隔热、保温性能较好。3.砌体结构的缺点承载能力低；自重大；抗震性能差。,返回,10/16/2018,17,12 各种结构概念及其优缺点,二、钢结构的概念及其优缺点 1.概念钢结构材料采用钢材，用焊接、螺栓连接、铆接等方式制作而成的结构。 2. 钢结构的优点承载能力高；自重小；抗震性能好；施工速度快，工期短。 3.钢结构的缺点需要大量钢材，造价高；耐久性和耐火性较差。,返回,10/16/2018,18,12 各种结构概念及其优缺点,三、混凝土结构的概念及其优缺点 1.概念及分析混凝土结构主要以混凝土材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结

9、构。混凝土结构主要分为素混凝土结构、钢筋混凝土结构、和预应力混凝土结构三种。 素混凝土是不放钢筋的混凝土，尽管它的抗压强度比砌体高，但其抗拉强度仍然很低。素混凝土只适用于受压构件，且破坏比较突然，所以在工程中极少采用。,返回,10/16/2018,19,混凝土结构的种类：,素混凝土结构,钢筋混凝土结构,预应力混凝土结构,钢骨混凝土结构,钢管混凝土结构,FRP筋混凝土,第一章 绪论,钢 -混凝土混合结构,纤维混凝土,10/16/2018,20,第一章 绪论,素混凝土结构,基础,砌筑砖,10/16/2018,21,第一章 绪论,钢筋混凝土结构,纵筋,箍筋,支撑,10/16/2018,22,10/1

10、6/2018,23,第一章 绪论,预应力混凝土结构,预应力钢筋,混凝土,空心管,10/16/2018,24,第一章 绪论,钢骨混凝土结构,钢,加固,箍筋,10/16/2018,25,第一章 绪论,钢管混凝土结构,钢管,混凝土,10/16/2018,26,第一章 绪论,FRP混凝土（纤维增强聚合物 混凝土 ),10/16/2018,27,纤维增强塑料（ FRP ） 可用于制造非金属及预应力绞线，其生产工艺是将多股连续纤维以环氧树脂等作为基底材料进行胶合，此后经过特制的模具挤压、拉拔成形。 常见截面形状： 棒材、绞线、编织、格状、矩形 种类： 玻璃纤维增强塑料（GFRP ）碳纤维增强塑料（ CFR

11、P ）芳纶纤维增强塑料（AFRP ） 特点（与钢筋比）： 强度质量密度比高，约为钢材的5倍。 抗腐蚀性能极好 是非导电材料和非磁性材料 弹性模量约为钢材的2/31/4 碳纤维和芳纶纤维筋具有良好的抗疲劳性能,10/16/2018,28,10/16/2018,29,第一章 绪论,钢-混凝土组合（混合）结构,10/16/2018,30,混凝土基本材料性能抗压强度高，而抗拉强度却很低一般抗拉强度只有抗压强度的1/181/9破坏时具有明显的脆性性质,第一章 绪论,因此，素混凝土构件在实际工程的应用很有限，主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。,10/16/2018,31,钢 材基本材料性能

12、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 但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件,而纯钢构件的承载力也往往取决于钢材的压曲，材料强度一般得不到充分地发挥。,将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。,第一章 绪论,10/16/2018,32,12 各种结构概念及其优缺点,在混凝土构件的适当部位，放入钢筋，便得到钢筋混凝土构件。与素混凝土构件相比，钢筋混凝土构件的受力性能大为改善。钢筋混凝土梁能充分发挥钢筋的抗拉性能和混凝土的抗压性能，大大提高梁的承载能力。在受压为主的构件中，通常也配制一定数量的钢筋来协助混凝土分担一部分压力以减小构件的

13、截面尺寸，此外钢筋还可以改善构件受压破坏的脆性性质。,10/16/2018,33,素混凝土梁试验,第一章 绪论,10/16/2018,34,Pcr = 9.7kN,fc=14.3N/mm2 ft=1.54N/mm2,ft,sc= ft,素混凝土梁受力性能,Pu Pcr,破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。,第一章 绪论,10/16/2018,35,12 各种结构概念及其优缺点,素、钢筋混凝土构件受力比较图,10/16/2018,36,Pcr = 9.7kN,fc=14.3N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/m

14、m2,ft,sc= ft,钢筋混凝土梁,Pu 52.5kN,fy,配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。,Py 50.0kN,第一章 绪论,fc,10/16/2018,37,Pcr = 9.7kN,fc=14.3N/mm2 ft=1.54N/mm2 fy=335N/mm2,ft,sc= ft,钢筋混凝土梁,Pu 52.5kN,fy,Py 50.0kN,第一章 绪论,fc,但从开裂荷载到屈服荷载，在很长的过程带裂缝工作； 通常裂缝宽度很小，不致影响正常使用。 但裂缝导致梁的刚度显著降低，使得钢筋混凝土梁不能应用于大跨

15、度结构。如何解决？,10/16/2018,38,钢筋混凝土 除在构件的受拉区配筋外，还有许多其他配筋方式 可以在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力 在复杂应力区域（如梁在受剪区段、受扭构件、节点区、剪力墙等），可以配置箍筋或纵横交错的钢筋 当构件受力很大时，可以直接配置钢骨 还可以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 采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以达到提高 因此，两种(或两种以上)材料的有机组合，可充分发挥各自的长处，创造出多种形式的复合材料，适应各种不同受力的要求，取得很好的综合经济效益,第一章 绪论,10/16/20

16、18,39,钢筋混凝土基本受力构件有： 1.受弯构件：梁、板、楼盖、屋盖； 2.受压构件：柱、剪力墙、压杆； 3.受拉构件：拉杆、池壁； 4.受扭构件：雨篷过梁、框架边梁等。除此之外，最为常见的还是一些复杂受力构件，譬如：压弯构件、拉弯构件、弯扭构件、拉弯扭构件、弯剪扭构件等。,第一章 绪论,10/16/2018,40,截面的基本受力形态有：,正截面受力,斜截面受剪,扭曲截面受扭,基本构件的受力往往是基本受力形态的复合,第一章 绪论,10/16/2018,41,第一章 绪论,10/16/2018,42,12 各种结构概念及其优缺点,2.钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能结合在一起共同工作的原因：硬化后的混凝土与钢筋的接触面上会产生良好的粘结力，使两者可靠地结合在一起，从而保证构件受力后，钢筋和其周围混凝土能共同受力； 钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近钢筋为1.2105/，混凝土为（1.01.5）105/，当温度变化时不致于产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结力，变形一致。,