混凝土結構設計原理第一章第一頁，共24頁。第一章緒論浙江農林大學暨陽學院土木工程教研室楊錦混凝土結構設計原理第二頁，共24頁。第一章緒論

以混凝土材料為主的結構均可稱為混凝土結構。包括鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構和素混凝土結構等。1.1混凝土結構的一般概念1.1.1混凝土結構的定義與分類第一章緒論PPPP素混凝土梁承載力小，破壞突然鋼筋混凝土梁承載力大，變形性能好，破壞有預兆1.1混凝土結構一般概念和特點1.1混凝土結構一般概念和特點第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點第三頁，共24頁。預應力混凝土結構PP預應力鋼筋PP第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點第四頁，共24頁。1.1.2鋼筋與混凝土共同工作⑴鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協調變形，共同受力；⑵鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×10-5），因此當溫度變化時，兩種材料不會產生過大的變形差而導致兩者間的粘結力破壞。第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點PP鋼筋+混凝土鋼筋混凝土結構（構件）拉壓性能均好抗壓性能好利用混凝土抗壓，鋼筋受拉（亦可受壓）----各盡其能，相得益彰第五頁，共24頁。鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（）。

A防火、防銹；

B混凝土對鋼筋的握裹及保護；

C混凝土對鋼筋的握裹，兩者線膨脹系數接近；第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點第六頁，共24頁。1.1.3混凝土結構的優缺點：優點⑴材料利用合理：⑵可模性好：⑶耐久性和耐火性較好，維護費用低：⑷現澆混凝土結構的整體性好：⑸剛度大、阻尼大：⑹易于就地取材：第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點第七頁，共24頁。缺點：⑴自重大：不適用于大跨、高層結構。⑵抗裂性差：普通RC結構，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環境較差(露天、沿海、化學侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結構。⑶承載力有限：在重載結構和高層建筑底部結構，構件尺寸太大，減小使用空間。⑷施工復雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養護），工期長，施工受季節、天氣的影響較大。⑸混凝土結構一旦破壞，其修復、加固、補強比較困難。第一章緒論1.1混凝土結構一般概念和特點

第八頁，共24頁。1.2

混凝土結構的發展概況1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發明硅酸鹽水泥。1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。

1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。混凝土結構的開始應用于土木工程距今僅150多年。與磚石結構、鋼木結構相比，混凝土結構的歷史并不長，但發展非常迅速，是目前土木工程結構中應用最為廣泛結構，而且高性能混凝土和新型混凝土結構形式還在不斷發展。第一章緒論1.2混凝土結構的發展簡況第九頁，共24頁。結構的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

安全性：指建筑結構承載能力的可靠性，建筑結構應能承受正常施工和正常使用時可能出現的各種荷載和變形，在偶然事件發生時和發生后保持必需的整體穩定，不發生倒塌。1.3結構的功能和極限狀態簡述1.3.1結構的功能第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十頁，共24頁。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十一頁，共24頁。

結構的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

適用性：指結構在正常使用過程中應具有良好的工作性能，不產生影響使用的過大變形以及不發生過寬裂縫，不產生影響正常使用的振動。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十二頁，共24頁。

結構的功能概括為：安全性、適用性、耐久性。

耐久性：結構在正常維護條件下，應具有足夠的耐久性能，完好使用到設計規定的年限。

例如：不發生嚴重的風化、腐蝕、脫落、碳化、鋼筋不發生銹蝕。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十三頁，共24頁。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十四頁，共24頁。1.3.2結構的極限狀態

極限狀態：

整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，這個特定狀態稱為該功能的極限狀態。結構能夠完成預定的各項功能時，則稱結構是“可靠”的或“有效”的。反之，則結構為“不可靠”或“失效”。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十五頁，共24頁。1.3.2結構的極限狀態“有效狀態”與“失效狀態”的分界稱為“極限狀態”。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十六頁，共24頁。1.承載能力極限狀態：

結構或構件達到最大的承載能力或者達到不適于繼續承載的變形狀態。結構或構件由于材料強度不夠而破壞；結構產生過大的塑性變形而不適于繼續承載；結構或構件喪失穩定；整體結構或其中一部分作為剛體失去平衡；結構轉變為機動體系時。第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十七頁，共24頁。2.正常使用極限狀態過大的變形、側移；過寬的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；過大的振動（不舒適）；局部損壞。通常按承載能力極限狀態設計結構構件，然后按正常使用極限狀態校核構件。第一章緒論

結構或構件達到正常使用或耐久性能中某項規定限值的狀態。1.3結構的功能和極限狀態第十八頁，共24頁。1.3.3荷載的分類

是否隨時間而變化分類(1)靜態荷載（永久荷載或恒荷載，G或g表示）

如結構自重、外加永久性的承重、非承重結構構件和建筑裝飾構件的重量、土壓力等。

(2)動態荷載（可變荷載或活荷載，Q或q表示）

如工業建筑樓面活荷載、民用建筑樓面活荷載、屋面活荷載、屋面積灰荷載、車輛荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、裹冰荷載、波浪荷載等均是。

第一章緒論1.3結構的功能和極限狀態第十九頁，共24頁。1.4混凝土的應用

1.房屋工程

在我國，超過100m高的高層建筑中絕大多數是混凝土結構或為混凝土和鋼的組合結構。混凝土組合柱組合樓板鋼柱組合梁組合桁架鋼筋混凝土筒體第一章緒論1.4混凝土的應用第二十頁，共24頁。2.交通工程

隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、地鐵大都采用混凝土結構。上海內環線浦西段高架公路，以及與之相連的南浦大橋、楊浦大橋的塔架地鐵一號線、延安東路隧道、英吉利海峽隧道等第一章緒論1.4混凝土的應用第二十一頁，共24頁。3.水利工程

大壩、攔海閘墩、渡槽、港口等多用混凝土結構。瑞士大狄克桑期壩，1962年，高285m，世界最高