【正文】 第 1章 緒 論 第 章 緒 論第 1章 緒 論 返回總目錄 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 教學提示：本章主要講述了混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念，重點闡述了性質(zhì)不同的兩種材料 (鋼筋和混凝土 )能夠結(jié)合在一起共同工作的可能性和有效性以及混凝土結(jié)構(gòu)的特點；簡要地介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的應用、發(fā)展前景及 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 (GB 50010— 2022)，并對混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點及學習方法提出了建議。 教學要求：要求學生在了解混凝土結(jié)構(gòu)一般概念的基礎(chǔ)上，深刻理解和掌握鋼筋和混凝土共同工作的條件，充分認識鋼筋與混凝土的優(yōu)缺點，了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中的應用及發(fā)展前景，做好學習本課程的準備。 第 1章 緒 論 第 章 緒 論● 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 ● 鋼筋和混凝土共同工作的可能性 ● 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 ● 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點 ● 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況及工程應用 ● 導 學 ● 思 考 題 本章內(nèi)容 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 混凝土，一般是指由膠凝材料 (水泥 )，粗、細骨料 (石子、砂粒 )，水及其他材料，按適當比例配制，拌和并硬化而成的具有所需形體、強度和耐久性的人造石材。也被形象地稱為“砼”。 混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)，包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)等。 訴混凝土結(jié)構(gòu)是由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)，常用于路面 (如圖 )和一些非承重結(jié)構(gòu)。 圖 素混凝土路面 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu) (如圖 )。 圖 鋼筋混凝土梁 預應力混凝土結(jié)構(gòu)是充分利用高強度材料來改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能的結(jié)構(gòu)。是由配置受力的預應力鋼筋通過張拉或其他方法建立預應力的混凝土結(jié)構(gòu) (如圖 )。 圖 預應力混凝土板 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)常用作土木工程中的主要承重結(jié)構(gòu)。在多數(shù)情況下混凝土結(jié)構(gòu)是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 鋼筋和混凝土都是土木工程中重要的建筑材料，鋼筋的抗拉和抗壓強度都很高，但混凝土的抗壓強度較高而抗拉強度卻很低。為了充分發(fā)揮這兩種材料性能的優(yōu)勢，把鋼筋和混凝土按照合理的組合方式有機地結(jié)合在一起共同工作，使鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力，以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。 第 1章 緒 論 第 章 緒 論兩端擱置在磚墻上的一根梁，在外力作用下會產(chǎn)生彎曲變形，上部為受壓區(qū)，下部為受拉區(qū) (如圖 )。當此梁由素混凝土制成時，由于混凝土抗拉強度很低，于是在很小的荷載作用下，梁下部受拉區(qū)邊緣的混凝土就會出現(xiàn)裂縫，而受拉區(qū)混凝土一旦開裂，在荷載持續(xù)作用下，裂縫會迅速向上發(fā)展，梁在瞬時間就會驟然脆裂斷開，而梁上部混凝土的抗壓能力卻還未能充分利用。素混凝土梁的承載力很低。 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 圖 簡支梁的受力分析 第 1章 緒 論 第 章 緒 論當此梁在受拉區(qū)配置適量的鋼筋，即構(gòu)成鋼筋混凝土梁。在荷載作用下，梁的受拉區(qū)混凝土仍會開裂，但鋼筋的存在，可以代替受拉區(qū)混凝土承受拉力，裂縫不會迅速發(fā)展，受壓區(qū)的壓應力仍由混凝土承受，因此，梁可以承受繼續(xù)增大的荷載，直到鋼筋的應力達到其屈服強度。隨后荷載仍可略有增加致使受壓區(qū)混凝土被壓碎，混凝土抗壓強度得到了充分利用，梁終告破壞?？梢姡渲圃谑芾瓍^(qū)的鋼筋明顯地加強了受拉區(qū)的抗拉能力，從而使鋼筋混凝土梁的承載力比素混凝土梁有很大的提高。這樣，混凝土的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力都得到了充分利用，而且在梁破壞前，其裂縫充分發(fā)展，其變形迅速增大，有明顯的破壞預兆。結(jié)構(gòu)的受力特性得到顯著改善。 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 第 1章 緒 論 第 章 緒 論? 承受壓力的受壓構(gòu)件 —— 柱 (如圖 )，通常也配置鋼筋，以協(xié)助混凝土承受壓力，以達到減小柱的截面尺寸、改善柱的受力性能、提高柱的承載能力、增加柱的延性的目的。 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 ? 圖 柱的受力分析 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 鋼筋和混凝土共同工作的可能性 鋼筋和混凝土這兩種物理和力學性能不同的材料，之所以可能有機地結(jié)合在一起共同工作，主要是建立在以下的基礎(chǔ)之上的。 ① 黏結(jié)力是使這兩種不同性質(zhì)的材料結(jié)合在一起共同工作的基礎(chǔ)。由于混凝土中的水泥是膠凝材料，在混凝土硬化后，鋼筋和混凝土之間存在黏結(jié)力促成這兩種性能不同的材料可能而有效地共同工作，承受荷載，并保證鋼筋與相鄰混凝土的變形一致。 ② 相近的溫度線膨脹系數(shù)?；炷恋臏囟扰蛎浵禂?shù)約在 (～ ) /℃ 之間，鋼筋的線膨脹系數(shù)為 /℃ 。因此，當溫度變化時，兩種材料間不致產(chǎn)生溫度應力，不會產(chǎn)生較大的相對變形，不破壞結(jié)構(gòu)的整體性，使黏結(jié)得以保持，不會在未受荷載之前，鋼筋和混凝土之間就產(chǎn)生相互作用而產(chǎn)生開裂或破壞。 第 1章 緒 論 第 章 緒 論③ 防止鋼筋銹蝕。暴露在空氣介質(zhì)中的鋼材，由于受空氣中酸性介質(zhì)的影響，很容易銹蝕，而埋在混凝土中的鋼筋，受到呈弱堿性的混凝土保護，只要鋼筋至構(gòu)件邊緣間的保護層具有足夠的密實度和厚度以及控制構(gòu)件裂縫不致過寬，混凝土能夠起著保護鋼筋免遭銹蝕的作用，從而保證結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性，使鋼筋和混凝土長期可靠地共同工作。 鋼筋和混凝土共同工作的可能性 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)和結(jié)構(gòu)外形可分為桿件系統(tǒng)和非桿件系統(tǒng)兩大類。桿件系統(tǒng)按其主要受力特點，分為： ① 受彎構(gòu)件，如各種獨立的梁、板以及基礎(chǔ)底板等。 ② 受壓構(gòu)件，如柱、屋架的上弦和壓腹桿等。 ③ 受拉構(gòu)件，如儲液池的池壁，屋架下弦和拉腹桿等。 ④ 受扭構(gòu)件，如帶有懸挑雨篷的雨篷梁 (過梁 )、吊車梁等。 ⑤ 復合受力構(gòu)件，如壓彎構(gòu)件、拉彎構(gòu)件、彎扭構(gòu)件、拉彎扭構(gòu)件等。 非構(gòu)件系統(tǒng)可以是空間薄壁結(jié)構(gòu)，也可以是外型復雜的大體積結(jié)構(gòu)。 第 1章 緒 論 第 章 緒 論鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按照建造方式的不同，一般可分為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)和裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)是由現(xiàn)場支模并整體澆筑而成的混凝土結(jié)構(gòu)。它的整體性比較好，剛度比較大但生產(chǎn)較難工業(yè)化，施工工期長，模板用料較多。 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是由預制混凝土構(gòu)件或部件通過焊接、螺栓等連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu)。采用裝配式結(jié)構(gòu)可使建筑事業(yè)工業(yè)化 (設(shè)計標準化、制造工業(yè)化、安裝機械化 )；制造不受季節(jié)限制，能加快施工進度；利用工廠有利條件，提高構(gòu)件質(zhì)量；模板可重復使用，還可免去腳手架，節(jié)約木料或鋼材。目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在建筑工程中已普遍采用。但裝配式結(jié)構(gòu)的接頭構(gòu)造較為復雜，整體性較差，對抗震不利，裝配時還需要有一定的起重安裝設(shè)備。 裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)是由預制混凝土構(gòu)件或部件通過鋼筋或施加預應力的連接并現(xiàn)場澆注混凝土而形成整體的結(jié)構(gòu)。預制裝配部分通常可作為現(xiàn)澆部分的模板和支架。它比整體式結(jié)構(gòu)有較高的工業(yè)化程度，又比裝配式結(jié)構(gòu)有較好的整體性。 按結(jié)構(gòu)的初始應力狀態(tài)還可分為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)。 (12) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 第 1章 緒 論 第 章 緒 論 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之所以有廣泛的應用，是因為它有很多的優(yōu)點： 承載力高。和砌體、木結(jié)構(gòu)相比，其承載力高。在一定條件下，可以用來代替鋼結(jié)構(gòu)，達到節(jié)約鋼材、