土木工程前沿結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新(ppt64頁(yè))-wenkub
2023-03-03 19:47:05 本頁(yè)面
【正文】 新型建筑材料是在傳統(tǒng)建筑材料基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新一代建筑材料。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，有望產(chǎn)生能供人類大量使用的、高效、環(huán)保、節(jié)能的新型材料。千年穹頂 混凝土 +鋼 +張力膜 (玻璃纖維織物 )結(jié)構(gòu) 組合結(jié)構(gòu) 已經(jīng)和鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)并稱五大結(jié)構(gòu)。 ?（ 3）更大跨度的橋梁結(jié)構(gòu) ： 挑戰(zhàn)結(jié)構(gòu)極限 ?（ 4）復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)： 挑戰(zhàn)結(jié)構(gòu)極限 組合結(jié)構(gòu) ： 同一截面或各桿件由兩種或兩種以上材料制作的結(jié)構(gòu)稱組合結(jié)構(gòu)。 20世紀(jì)后期，隨著新材料、新工藝的開(kāi)發(fā)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，空間結(jié)構(gòu)形式更加豐富多彩。 目前世界最高的雙子塔；兩主樓間有一座長(zhǎng) 、距地面 170米高的空中天橋。結(jié)構(gòu)工程學(xué)科前沿 結(jié)構(gòu)工程學(xué)科 ? 結(jié)構(gòu)工程學(xué)科體系 ? 結(jié)構(gòu)工程學(xué)科研究前沿 ? 結(jié)構(gòu)工程學(xué)科發(fā)展重點(diǎn) 結(jié)構(gòu)工程隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和人類活動(dòng)的需要而發(fā)展，其基本內(nèi)涵包括結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)施工、結(jié)構(gòu)檢測(cè)與維護(hù)等諸方面。 1998年 吉隆坡 雙子塔 452m 地上 88層 1931年 美國(guó)紐約 帝國(guó)大廈 高 381m 102層 1972年 美國(guó)紐約 世貿(mào)中心 高 417m 110層 1974年 芝加哥 西爾斯 大廈 高 442m 110層 2023年 臺(tái)北市 101大廈 508m 101層 在 8992樓層掛置一個(gè)重達(dá) 66噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來(lái)減低建筑物的晃幅。 ?（ 2）更大跨度的空間結(jié)構(gòu) ： 挑戰(zhàn)結(jié)構(gòu)極限 美國(guó)路易斯安娜圓頂體育館 (直徑 208m， 1975年 ) 中國(guó)國(guó)家大劇院（ 212m 144m， 2023年） ? 更大的跨度： 研究大跨度橋梁在氣動(dòng)、地震和行車動(dòng)力作用下其結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性，擬將截面做成適應(yīng)氣動(dòng)要求的各種流線型加勁梁，以增大特大跨度橋梁的剛度；正在建設(shè)的著名大橋有土耳其伊茲米特海灣大橋（懸索橋，主跨 1668米）；已獲批準(zhǔn)修建的意大利與西西里島之間墨西拿海峽大橋，主跨 3300米懸索橋。 多見(jiàn)的 鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)， 使混凝土與型鋼形成整體共同受力。 組合結(jié)構(gòu)主要包括壓型鋼板 與混凝土組合板、組合梁、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等。 ?轉(zhuǎn)爐煉鋼法 (1859年 )和鋼筋混凝土 (1867年 )的問(wèn)世，促進(jìn)了近代土木工程的發(fā)展。新型建筑材料主要包括 新型建筑結(jié)構(gòu)材料、新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料 。 新型材料的研究應(yīng)用 混凝土按強(qiáng)度大致可分為三類 : ① 普通混凝土 :20~60 MPa。在高強(qiáng)混凝土中，高效減水劑的使用使混凝土水灰比達(dá)到其需水量的最低值，且又保持良好的流動(dòng)度，可以用預(yù)拌方式生產(chǎn)甚至用泵送工藝澆注。高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用 ,使結(jié)構(gòu)截面大大減小 ,如 C120混凝土立柱的截面可比 C60混凝土立柱的截面減少 68%。 新型材料的研究應(yīng)用 —— 高強(qiáng)混凝土 新型材料的研究應(yīng)用 —— 高流動(dòng)度混凝土 橋梁結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對(duì)高強(qiáng)混凝土在預(yù)拌中的工作性能提出了更高的要求 :良好的和易性，優(yōu)良的可泵送性及較少的塌落度損失。 阻滯裂紋擴(kuò)展、消耗裂紋擴(kuò)展能是 增加高強(qiáng)混凝土韌性 的有效途徑。 粉煤灰陶粒鋼纖維混凝土復(fù)合材料 兼有陶?；炷恋妮p質(zhì)和鋼纖維混凝土的優(yōu)良性質(zhì)。 從最初作為結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)材料，到向作為主要結(jié)構(gòu)受力材料發(fā)展， FRP復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷一個(gè)迅速發(fā)展的時(shí)期。 — FRP 碳纖維瓦 玻璃鋼雕塑 FRP復(fù)合材料在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用快速增長(zhǎng)，可用于包括柱、墻、梁、板及面板的 抗震及補(bǔ)強(qiáng)加固 ，新的增強(qiáng)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)體系也正在研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。因 GFRP復(fù)合材料價(jià)格低廉，安裝方便，耐久性強(qiáng)，已用于潮汐變化的干濕交替的擋土墻、地基錨桿及噴射混凝土筋等。在建的海洋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用最厚的混凝土保護(hù)層（一般為150mm左右，相當(dāng)于陸地混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的 5倍以上）及防腐措施，其對(duì)內(nèi)部鋼筋防氯鹽腐蝕也僅有 15年左右，這與永久或半永久性的海洋結(jié)構(gòu)耐久要求相距甚遠(yuǎn)。 四、磚類產(chǎn)品 一般常見(jiàn)的磚類主要有空心磚、加氣磚、多孔磚等。 節(jié)能磚保溫隔熱性能好，導(dǎo)熱系數(shù)一般為紅磚的四分之一至五分之一。 輕質(zhì)隔墻使用較多的有纖維水泥板，輕集料混凝土條板，紙面石膏板，石膏空心板（衛(wèi)生間禁用）等。 18世紀(jì) 法國(guó)科學(xué)家用簡(jiǎn)支木梁沿中性軸上橫斷面開(kāi)槽，塞入硬木塊，作受彎承載能力試驗(yàn)，證明了跨中截面上翼緣受壓、下翼緣受拉、中間有一中性層，使材料力學(xué)中受彎構(gòu)件截面應(yīng)力分布計(jì)算式在 1940年代得以確立。 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的： ? 研究性試驗(yàn) ? 鑒定性試驗(yàn) ? 檢測(cè)類試驗(yàn) 試驗(yàn)?zāi)康? ? 驗(yàn)證基本假定和計(jì)算理論 ? 創(chuàng)立新的結(jié)構(gòu)理論 ? 制定過(guò)程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ? 檢驗(yàn)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量 ? 確定已建結(jié)構(gòu)的承載能力 ?
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