第1讲 总论 提要 本章主要内容 ·混凝土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
第 1 讲 总 论 提 要 本章主要内容 ⚫ 混凝土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;
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11-3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)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。 S0.1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）、受压构件、受拉构件、和受扭构件 等典型的基本构件 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） 侧如：桥梁的桥跨、墩（台）及基础组成了桥的承重体系，它们就被称 为结构。 三、结构分类 1.按结构的建筑材料来分（特点及使用范围） ·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 砌体结构 钢结构
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 11~3 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）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。 §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）、受压构件、受拉构件、和受扭构件 等典型的基本构件 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 为结构。 三、 结构分类： 1. 按结构的建筑材料来分（特点及使用范围） 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 砌体结构 钢结构
木结构 2.按结构的用途来分 桥梁结构、建筑结构、地下结构、水工结构、特种结构等 四、钢筋混凝土结构： L.基本概念： 由钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成一体，发挥各自的特点的一种 建筑材料所组成的结构。 2.优缺点： )优点—就地取材：造价低：耐火性好：适应性好 2)缺点一自重大：施工受季节影响大：有裂缝存在：不适合用高强材 料：耐久性不好。 3.适用范围一中小跨径梁、板、墩台、拱、塔 五、预应力混凝土结构 L.基本概念： 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 态的混凝土结构： 2.优缺点： )优点一使用高强材料：重量轻：跨越能力大：抗裂性能好。 2)缺点一工艺复杂、需要设备多（设计、计算、施工难度大） 3.适用范围 :一般适用于跨径大于20m的桥梁 六、砌体结构 L.基本概念—将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结构。： 2.优缺点： )优点—材料来源广：抗压能力大：耐久，施工简便。 2)缺点—自重大：费工费时
木结构 2. 按结构的用途来分 桥梁结构、建筑结构、地下结构、水工结构、特种结构等 四、 钢筋混凝土结构： 1. 基本概念： 由钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成一体，发挥各自的特点的一种 建筑材料所组成的结构。 2. 优缺点： 1) 优点——就地取材；造价低； 耐火性好；适应性好 2) 缺点——自重大；施工受季节影响大；有裂缝存在；不适合用高强材 料；耐久性不好。 3. 适用范围——中小跨径梁、板、墩台、拱、塔 五、 预应力混凝土结构 1. 基本概念： 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 态的混凝土结构； 2. 优缺点： 1) 优点——使用高强材料；重量轻；跨越能力大；抗裂性能好。 2) 缺点——工艺复杂、需要 设备多（设计、计算、施工难度大） 3. 适用范围—— 一般适用于跨径大于 20m 的桥梁 六、 砌体结构 1. 基本概念——将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结构。； 2. 优缺点： 1) 优点——材料来源广；抗压能力大；耐久，施工简便。 2) 缺点——自重大；费工费时
3.适用范围一以受压为主的构件（墩台、护坡）。 七、钢结构 1,优缺点： )优点一自重轻：易建特大跨径桥梁：材质均匀：弹性模量大，是理 想的弹性材料：施工方便，速度快。 2)缺点一造价高：需经常维修：耐火性差（钢材在500℃~600℃软化）。 2.适用范围一大跨径桥梁上部结构 $02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 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： 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， 通过一周的课程设计，掌握梁的整个设计流程，为毕业设计和以后的工程设计打 下基础。 二、本课程的特点： 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。 1)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
3. 适用范围——以受压为主的构件（墩台、护坡）。 七、 钢结构 1. 优缺点： 1) 优点——自重轻；易建特大跨径桥梁；材质均匀；弹性模量大，是理 想的弹性材料； 施工方便，速度快。 2) 缺点——造价高；需经常维修；耐火性差（钢材在 500℃～600℃软化）。 2. 适用范围——大跨径桥梁上部结构 §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 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； 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 ， 通过一周的课程设计，掌握梁的整个设计流程，为毕业设计和以后的工程设计打 下基础。 二、 本课程的特点： 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。 1) 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
2)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， 官不同王《材料力学)研究的煎贱，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。 2.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。 3.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。 4.了解分析过程和步骤 )工作性能一破坏形态一计算原理一设计构造 2)受力、变形一应用公式一适用范围、限制条件 5.学会运用规范 ·《混凝土结构设计规范》(GB50010一2010) ·《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004) ·《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62一2004)（后 文简称《公规范》) ·《公路桥涵钢结构与木结构设计规范》(JTJ025-86) ·《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007) ·《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001) ·《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-2008) ·《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283-1999) ·《建筑结构荷载规范》(GB50009一2012) 三、本课程要解决的问题 1.选择结构的材料类型： 2.选择截面形式
2) 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。 2. 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。 3. 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。 4. 了解分析过程和步骤 1) 工作性能 破坏形态 计算原理 设计构造 2) 受力、变形 应用公式 适用范围、限制条件 5. 学会运用规范 ⚫《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010) ⚫《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》（JTG D62－2004) （后 文简称《公规范》） ⚫《公路桥涵钢结构与木结构设计规范》（JTJ025-86） ⚫《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007） ⚫《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001) ⚫《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-2008) ⚫《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999) ⚫《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012) 三、本课程要解决的问题 1. 选择结构的材料类型； 2. 选择截面形式；
3.拟定截面尺寸： 4.配筋设计计算： 5.进行各项验算（强度条件、刚度、抗裂性、稳定性（有需要）) 四、本课程的学习方法： 1.认真学好课堂内容，把握内容体系的内在联系和细微差别： 2.注意理论联系实际，重视试验、经验和规范的规定： 3.深入掌握材料性能。因为结构的许多特性都是由材料性能决定的。 4.结构设计方案的多样性特点，没有绝对的唯一的答案，只有合理的合适的 结果； 5.注意结构设计公式和力学理论公式的区别和联系。 6.熟悉《公路桥规》，重视构造的要求。 本章小结 ■掌握基本概念：结构，构件，钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构，砖 石结构； ■了解本课程的学习方法和学习的要求
3. 拟定截面尺寸； 4. 配筋设计计算； 5. 进行各项验算（强度条件、刚度、抗裂性、稳定性（有需要）） 四、本课程的学习方法： 1. 认真学好课堂内容，把握内容体系的内在联系和细微差别； 2. 注意理论联系实际，重视试验、经验和规范的规定； 3. 深入掌握材料性能。因为结构的许多特性都是由材料性能决定的。 4. 结构设计方案的多样性特点，没有绝对的唯一的答案，只有合理的合适的 结果； 5. 注意结构设计公式和力学理论公式的区别和联系。 6. 熟悉《公路桥规》，重视构造的要求。 本章小结 ◼ 掌握基本概念：结构，构件，钢筋混凝土结构，预应力混凝土结构，砖 石结构； ◼ 了解本课程的学习方法和学习的要求