模块 1-1 混凝土结构的一般概念

2. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 1.1.1 混凝土结构的定义与分类 • 定义：混凝土结构——以混凝土为主要材料制成的结构。 • 分类： • 混凝土结构 配筋混凝土 配置受力钢筋、钢骨、钢管的——钢筋混凝土结构 预应力混凝土（配置预应力钢筋形成预应力） 素混凝土——无钢筋或不配置受力钢筋 本书主要讲述配置受力钢筋为特点的普通钢筋混凝土结构和预应力结构。 • 本书主要讲述配置受力钢筋为特点的普通钢筋混凝土结构和预应力结构。

3. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 1.1.2 钢筋混凝土产生的原因 • 钢筋混凝土——钢筋与混凝土有机结合而成的一种复合结构材料，其主要特点为混凝土受压、钢筋受拉。 • 钢筋混凝土思想第一次的工程实践为——1849年法国人朗伯特（Joseph,lambit），用水泥砂浆涂抹在铁丝网两面的方法制造了一条小船。 • 世界上第一项有关钢筋混凝土方面的专利权——法国花匠在1867年以水泥砂浆涂在铁丝网两面制成的花盆。 • 钢筋混凝土目前也是工程中最常用的结构材料之一，其原因可以从下述简支梁的受力行为与材料间的关系得到初步的答案。

4. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 简支梁的内力图如图所示：

5. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 下面几张图为素混凝土简支梁与钢筋混凝土梁在荷载作用不同阶段的受力性能比较

6. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 由上述两种梁性能的比较可以得到以下结论： • ①混凝土梁开裂荷载与钢筋混凝土梁相等。②破坏荷载混凝土梁远低于钢筋混凝土梁。③混凝土梁破坏性质为无明显予兆，时间极短的脆性破坏④钢筋混凝土梁破坏性质为有明显予兆，时间略长的延性 破坏。⑤钢筋的作用主要在开裂后表现。

7. 模块1-1混凝土结构的一般概念 • 1.1.3 钢筋与混凝土共同工作的基础 • 钢筋与混凝土有机结合，共同工作是可能的。 • 1）二者材料温度膨胀系数相近——在无温差时不产生过大的温度应力。温度线膨胀系数定义： 即单位温度变化时产生的应变量。混凝土 钢 2）钢筋与混凝土的良好粘结——保证两者有效共同工作3）混凝土对钢筋保护层作用——保证钢筋防锈蚀及其它 腐蚀作用。 1-1end

8. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 • 1.2.1优点 • 1） 材料经济、合理2） 耐久性较好3） 耐火性好4） 整体性好5） 可模性好6） 刚度大，阻尼大，有利于控制结构的变形。

9. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 • 1.2.2缺点. • 1） 自重大——结构质量系数（单位容重的材料强度）偏低，不适用于大跨、高层结构。解决办法：采用轻质、高强混凝土和预应力混凝土。2） 抗裂性差——一般为带裂缝工作，不适用于防裂、防渗、防漏等结构。解决办法：预应力混凝土。3） 施工较复杂——需支模，工期长，施工受气候影响。解决办法：对混凝土材料制作及施工工艺的改进。4） 隔热和隔声性能差——解决办法：采用多孔板、多孔 砖等新型墙板和楼盖。

10. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 • 1.2.3混凝土结构的发展与应用概况 • 发展历史为152年，可分为三个阶段 • 第一阶段（1850—1920） • 材料特点：强度低。应用范围：楼板、梁、柱（中小型）。计算方法：采用弹性理论，允许应力设计方法。 • 第二阶段（1920—1945） • 材料特点：强度不断提高，1928年法国弗雷西奈设计预应力混凝土结构。应用范围：向中大型结构发展。计算方法：格沃兹捷夫在50年代提出极限状态方法，并在1955年首先在苏联规范上采用。

11. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 • 第三阶段（1945年 ——）材料特点：向高强高性能发展，新型混凝土材料复合结构的产生。应用范围：大量使用，已应用到超高层、大跨度、特长跨海隧道，高耸结构等特大型工程。计算方法：电子计算机技术应用推动了钢筋混凝土理论研究，设计方法已发展为以概率理论为基础的极限状态设计方法，三维混凝土结构非线性分析，抗震、抗风等动力计算。 • 我国这几年在超高层建筑发展迅猛，下面简单介绍一下正在建造中的，由同济大学建筑设计研究院设计的上海中心高楼设计案例。

12. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 上海中心

13. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 建设中的上海中心周边建筑

14. 模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况模块1-2钢筋混凝土结构优缺点及发展与应用概况 建设中的上海中心工程概况 • 英文名称：Shanghai Tower。 • 　　开工时间：2008年11月29日。 • 　　竣工时间：2014年。 • 　　占地面积：30368平方米。 • 　　建筑面积：574058平方米，其中地上总建筑面积约410139平方米 • 建筑高度：632米。（结构高度 580） • 　　建筑层数：地下结构5层地上部分包括124层塔楼和7层东西裙房 • 　　结构形式：钢筋混凝土核心筒-外框架结构。 • 　　用钢量：约100000吨。 • 　　建筑造价：148亿元。 • 1-2end

15. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 • 1.3.1主要学习内容 • 以多层钢筋混凝土框架结构为例，其构件包括：柱、梁、楼板、楼梯、基础等。

16. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 此时楼板主要是受弯 构件，同时还承受剪力；框架梁受弯矩和剪力的共同作用，边框架梁除受弯、受剪外还承扭矩;框架柱主要承受压力，同时还受弯、受剪，边框架柱还是双向受压弯构件。本课程的研究对象就是这些处干复杂受力状态中的结构构件 《钢筋混凝土结构》课程主要介绍混凝土和钢筋的力学性能、结构设计的基本方法、各类基本构件的受力性能、计算理论、计算方法、配筋构造，同时还包括钢筋混凝土现浇楼盖、楼梯、雨蓬、单层厂房结构、多层框架结构等设计内容。通过本课程的学习，可以获得解决实际工程问题的能力。

17. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 本课程内容可分为二大部分。 第一部分为基本概念、基本构件的受力性能分析和按规范方法的钢筋混凝土构件设计。 第二部分为按规范方法的钢筋混凝土结构设计。 本课程依据的主要设计规范是我国2011实施的《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（以下简称为《混凝土设计规范》）、2006年版的《建筑结构荷载规范》（GB50010-2010和《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153—2008）。

18. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 • 1.3.2视频模块（80） 4.受弯构件正截面的承载力计算 （模块4.1—4.9） 1.绪论 （模块1.1—1.3） 3.钢筋混凝土材料的力学性能 （模块3.1—3.6） 2.钢筋混凝土结构分析和设计的基础 （模块2.1—2.8） 5.受弯构件斜截面承载力计算 （模块5.1—5.8） 6.受压构件的承载力计算 （模块6.1—6.9） 7. 受拉构件的截面承载能力 （模块7.1） 8.受扭构件的截面承载能力 （模块8.1—8.4） 9.正常使用性能的分析和计算 （模块9.1—9.7） 10.楼盖设计 （模块10.1—10.10） 11.单层厂房设计 （模块11.1—11.8） 12.多层框架结构设计 （模块12.1—12.7）

19. 2混凝土结构分析和设计 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 1.3.2视频模块 2.1混凝土结构设计基本概念 1绪论 2.2混凝土结构设计准则 2.3极限状态设计方法 1.1混凝土结构概念 2.4作用变异性分析和代表值 1.2特点和发展趋势 2.5抗力变异性分析和代表值 1.3主要内容和学习方法 2.6钢筋混凝土结构受力性能 2.7作用效应和抗力的确定 2.8规范的设计表达式

20. 3钢筋混凝土的力学性能 4受弯构件正截面的承载力计算 3.1轴向应力混凝土强度 4.1梁、板的构造 3.2复合应力混凝土强度 4.2钢筋混凝土梁的试验（1） 3.3一次短期加载下混凝土变形性能 4.3钢筋混凝土梁的试验（2） 3.4长期作用混凝土变形 4.4正截面受弯承载力计算原理 3.5钢筋的物理力学性能 4.5单筋矩形截面受弯承载力设计 3.6混凝土与钢筋的粘结 4.6双筋矩形截面受弯承载力计算 4.7双筋矩形截面受弯承载力设计和复核 4.8T形截面梁正截面受弯承载力 4.9T形截面梁受弯承载力设计和复核

21. 5受弯构件斜截面承载力计算 6受压构件的承载力计算 5.1钢筋混凝土梁的斜截面破坏现象 6.1箍筋柱轴心受压破坏 5.2无腹筋梁斜截面受剪性能 6.2长柱轴心受压破坏形态与承载力计算 5.3有腹筋梁的抗剪承载能力 6.3螺旋筋柱轴心受压承载力计算和设计 5.4规范斜截面受剪承载力计算公式 6.4偏心受压柱的破坏形态 5.5斜截面受剪承载力计算方法 6.5偏心受压长柱的二阶弯矩 5.6斜截面受剪承载力设计方法应用 6.6偏心受压构件承载力计算的基本公式 6.7矩形截面不对称配筋的计算方法 5.7抵抗弯矩图与斜截面受弯承载力 5.8钢筋混凝土梁配筋构造 6.8矩形截面不对称配筋的计算 6.9Mu—Nu相关曲线的特点及应用

22. 7受拉构件的截面承载能力 8受扭构件的截面承载能力 7.1受拉构件的截面承载能力 8.1纯扭构件的受力分析 8.2纯扭构件的扭曲截面承载能力 8.3规范的配筋计算方法 8.4构造要求

23. 9正常使用性能的分析和计算 10楼盖设计 9.1裂缝机理的分析 10.1单向板肋梁楼盖基本概念 9.2裂缝宽度计算理论和方法 10.2单向板肋梁楼盖的计算简图 9.3规范最大裂缝宽度验算公式 10.3连续梁、板按弹性理论的内力计算 9.4钢筋混凝土受弯构件的变形分析 10.4连续梁、板截面的设计方法 9.5梁截面抗弯刚度的计算方法 10.5单块双向板的弹性计算 9.6钢筋混凝土梁挠度的验算 10.6连续双向板的弹性计算 9.7耐久性设计 10.7双向板支承梁设计方法 10.8连续梁、板按塑性理论的内力计算 10.9现浇板式楼梯设计 10.10雨蓬设计

24. 11单层厂房设计 12多层框架结构设计 11.1层厂房的结构形式、组成和荷载 12.1多层框架结构设计基本概念 11.2单层厂房受力分析和结构平面布置 12.2框架结构的计算简图 11.3单层厂房结构剖面尺寸确定和支撑 12.3框架结构内力与水平位移近似计算方法 11.4排架计算简图和荷载整理 12.4Ｄ值法及水平侧移控制 11.5吊车荷载计算 12.5多层框架内力组合及框架内力图示意 11.6风荷载计算及剪力分配法 12.6无抗震设防要求时框架结构构件设计 11.7空间作用考虑与内力组合 12.7多层框架结构基础 11.8排架计算中的几个问题与柱子形式

25. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 1.3.3学习方法建议 本课程学习是一门专业课的学习，有其特点: 1） 涉及材力、高数、结力、建筑学、建筑施工方面多种知识。 ——基础知识扎实，要会分析归纳，善于抓主要矛盾。 2） 实践性 ——除计算外，还需要学构造要求，配筋技巧，以及实用估算。 3） 尽快“入门” ——对于简支梁正截面计算是一个“入门”，如果能尽快“入门”，也就是对钢筋混凝土结构基本分析和计算的初步认识，跨过此“门槛”后，以后章节就相对容易。

26. 模块1-3课程内容、视频模块和学习方法 • 4） 既要遵守规范，又要能动分析。 • ——规范是我们行业的国家标准和法规，必须认真执行，因此对规范有关计算规定和方法的背景以及适用范围都应熟悉，并熟练掌握、应用。但对于规范尚未考虑的问题也应能认真、科学分析，发挥自己的能动性。 • 5）对初学者应按前面各章节对应的教学模块顺序学习，但有基础的同学也可直接挑选感兴趣的模块学习或复习。 • 1-3end#

27. 学习导航（80模块） 8.受扭构件的截面承载能力 （模块8.1—8.4） 7. 受拉构件的截面承载能力 （模块7.1） 专题讲座A 预应力混凝土设计 专题讲座B 柱下独立基础设计 1.绪论 （模块1.1—1.3） 4.受弯构件正截面的承载力计算 （模块4.1—4.9） 9.正常使用性能的分析和计算 （模块9.1—9.7） 2.钢筋混凝土结构分析和设计的基础 （模块2.1—2.8） 3.钢筋混凝土材料的力学性能 （模块3.1—3.6） 5.受弯构件斜截面承载力计算 （模块5.1—5.8） 6.受压构件的承载力计算 （模块6.1—6.9） 10.楼盖设计 （模块10.1—10.10） 11.单层厂房设计 （模块11.1—11.8） 12.多层框架结构设计 （模块12.1—12.7）