钢筋和混凝土的力学性能PPT

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❖ 1、本课程为专业过渡课程，由基础课过渡到专业 课，研究方法既有继承，又要注意其中本质的区别。 材料力学：研究单一、匀质、连续的弹性材料，侧 重于构件的应力分析和变形计算，它们中问题的解 答是唯一的。 配筋混凝土结构：研究两种材料 组成、非匀质、非连续的弹塑性材料，它不同于 《材料力学》研究的范畴，不仅研究强度和变形的 计算问题，更主要是结构构件的设计，包括方案、 截面形式及材料的选择，配筋构造等。
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《结构设计原理》是一门重要的专业技术基础课，它 ❖ 是在学习《材料力学》、《建筑材料》、《结构力学》等
先修课程的基础上，结合结构工程中实际构件的工作特点 来研究结构构件设计的一门学科。因此，它是一门实践性 很强的学科。
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❖ §0.1 基本概念 ❖ 一、构件：承受荷载而起骨架作用的部分 ❖ 按其受力特点分：受弯构件（梁和板）、受
❖
优点
缺点
自重轻； 易建特大跨径桥梁； 轻钢住宅等材质均匀； 弹性模量大，是理想的弹性材
料； 施工方便，速度快。
造价高； 需经常维修； 耐火性差（钢材在
500℃～600℃软化）。
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§0.2 本课程的特点与学习本课程的指导意见
一、本课程的主要任务 ❖
1. 学习钢筋混凝土、预应力混凝土结构的基本概念、 基本理论
结构设计原理
广西工学院土木工程系
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总论
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本章主要内容
结构的概念与今后的发展前景; 本课程的特点和学习方法; 本课程的教学内容与学习要求; 工程实例
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❖ 土木工程的三大飞跃：
❖ 人类早期：利用土、石、木等天然材料从事营造活动。
❖ 第一次飞跃：公元前113世纪，发明了砖、瓦以承压 ❖ 为主的人工材料，即木、砖（石）结构兴起的年代，
例如：万里长城、金字塔、阿房宫；
❖ 第二次飞跃：17世纪的生铁、19世纪的熟铁、19世 纪中叶优质钢材（人工制造的耐拉、压材料）的出现， 即钢结构兴起的年代，例如，高300m的埃菲尔铁塔、 主跨512m的福斯海峡等钢结构；
❖ 第三次飞跃：19～20世纪，钢筋混凝土结构的出现。 钢铁和水泥产生后，直至本世纪初，解决了钢筋混凝 土结构计算理论以及预应力混凝土结构的应力损失、 锚固，配筋混凝土结构有了蓬勃发展，并在土木工程 中占据了统治地位。
压构件、受拉构件、和受扭构件等典型的基 本构件
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❖ 二、结构：在工程中，由建筑材料制作的若 干构件连接而成的承受作用的空间或平面体 系。（构造物的承重骨架部分） 例如：桥 梁的桥跨、墩（台）及基础组成了桥的承重 体系，它们就被称为桥梁结构。
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❖ 对于桥梁结构，根据主要承重结构受力的不 同，可将桥梁结构分为：
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4. 了解分析过程和步骤 工作性能 → 破坏形态→ 计算原理 → 设计构造 受力、变形→ 应用公式→ 适用范围、限制条件 ❖ 5. 学会运用规范 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
缺点 自重大； 抗裂性能差； 施工受季节影响
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2、预应力混凝土结构：
❖ 定义：预先人为地给混凝土引入一个应力，以改善混
❖ 凝土在使用期间的应力状态； ❖ 适用范围：跨径＞50m的桥梁；
❖ 优缺点:
❖
优点
缺点
使用高强材料； 重量轻； 跨越能力大； 抗裂性能好。
工艺复杂、
需要设备多（设计、计算、 施工难度大）。
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悬索桥
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斜拉桥
❖
南浦大桥
(双塔双索面组合梁423米91年建成)
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❖ 对于建筑结构按照承重结构类型来分 ❖ 砖混结构 ❖ 框架结构 ❖ 框架—剪力墙结构 ❖ 剪力墙结构 ❖ 筒体结构 ❖ 大跨结构 ❖ 排架结构
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❖
上
海
金
贸
大
厦
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中国2008年奥运会主会场
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吉隆坡国油双峰塔（高452公尺） ❖
2. 学习各种工程材料设计计算原则； 3. 学习钢筋混凝土结构的受力特点、破坏形态、计算
方法和连接部位的设计； 4. 学习预应力混凝土结构受力特点、破坏形态、计算
方法和连接部位的设计；
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❖ 5. 通过学习，掌握钢筋混凝土结构、预应力 混凝土结构、砖石结构和钢结构在各种受力 状态下的工作性能、破坏形态、计算原理、 设计和构造要求等问题 ，为毕业设计和以后 的工程设计打下基础。
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❖ 按结构的建筑材料（特点及使用范围） ❖ 按结构的用途 ❖ 混凝土结构 ❖ 钢结构 ❖ 砌体结构 ❖ 木结构 ❖ 素混凝土结构 ❖ 钢筋混凝土结构 ❖ 预应力混凝土结构 ❖ 桥梁结构 ❖ 建筑结构 ❖ 地下结构 ❖ 水工结构 ❖ 3、结构分类： ❖ 特种结构
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0.1各种工程结构的特点及使用范围
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❖ 3、砌体结构 ❖ 定义：将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结构。 ❖ 适用范围：以受压为主的构件（墩台、护坡）；房屋结构中的竖向承重结构
（墙、柱等） ❖ 优缺点: ❖ 优点 ❖ 材料来源广； ❖ 抗压能力大； ❖ 耐久； ❖ 施工简便。 ❖ 缺点
❖ 自重大； ❖ 费工费时。
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4、钢结构：
❖ 梁式桥（受弯为主） ❖ 拱式桥（受压为主） ❖ 刚架桥（梁柱组合） ❖ 悬索桥（受拉为主） ❖ 斜拉桥（组合受力）
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梁式桥
长沙月亮岛公铁两用桥
（主桥：连续梁桥；引桥：简支梁桥）
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拱式桥
湖南凤凰县的乌巢河桥 （ L=120m） （世界上跨径最大的石拱桥）
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虎门大桥辅航道270m连续刚
刚架桥 构
❖ 2、 本课程的特点：
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❖ 钢筋混凝土构件的设计方法是建立在 试验基础上的
❖ 钢筋混凝土构件的设计方法对试验的 ❖ 依赖性很强， 应注意各理论分析的适
用范围和应用条件
❖ 设计具有多方案性
❖ 结构设计是一个综合性的问题，需要 遵循“安全、适用、经济、合理”的 原则。当给定荷载时，同一构件的设 计答案往往不是唯一的，需进行综合 分析比较，才能做出合理的选择。
素混凝土结构 混凝土结构 钢筋混凝土结构
预应力混凝土结构
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❖ 1、钢筋混凝土结构： ❖ 定义:由钢筋、混凝土两种性能不同的材料组成，能发挥各
自优越性的一种建筑材料。 ❖ 适用范围： 中小跨径梁、板，墩台，拱，塔;工业或民业建
筑、烟囱、水塔等特种结构。 ❖ 优缺点
优点
缺点
优点 就地取材，节约钢筋； 耐久性、耐火性好； 可模性强。