混凝土结构设计原理路桥方向

混凝土结构设计原理主页目录帮助下一章上一章混凝土结构设计原理B（路桥方向）授课教师：李洛克混凝土结构设计原理主页目录帮助下一章上一章结构设计原理（第三版）叶见曙主编李国平主审混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章综合成绩评定办法1、按时上课2、及时复习和预习

3、按时完成作业

4、多看书——勤查规范、参考书成绩评定：作业10%＋考勤20%＋期末考试70%=100分

（10分）（20分）（70分）混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？§0.３钢筋和混凝土为什么能共同工作？§0.４混凝土结构主要的优点、缺点§0.５混凝土结构的发展简况如何§0.６符号体系§0.７计量单位§0.８学习内容与方法混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？结构：广义上指土木工程中的的建筑物、构筑物及

其相关组成部分的实体。

狭义上指各种工程实体的承重骨架。建筑物：建筑物通称建筑，一般指供人居住、工作、

学习、生产、经营、娱乐、储藏物品以及进行

其他社会活动的工程建筑。构筑物：构筑物就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物，如桥梁，堤坝，隧道等。构件：构造物的各个结构都是由若干个基本构件构成

的，按受力与变形特点，构件分为受拉、压、

弯、剪、扭、复合受力构件。混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？在房屋建筑物中的承受荷载和传递荷载的部分主要有梁、柱、板、承重墙等构件，这些构件进行合理搭配就可以组成很多建筑物的形式。房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖木结构由木材组成承重骨架，用砖做维护的结构形式，砖墙（砌体）不承重房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？砖混结构是由砖墙（砌体）为主要承重的结构房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？框架结构钢筋混凝土的柱、梁为承重结构，用砖做维护的1种结构，砖墙（砌体）不承重房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论主页目录帮助下一章上一章§0.1什么是混凝土结构？钢结构由钢柱、钢梁组成的承重结构，也有的就是屋面用钢梁的，这种结构中的砌体都是不承重房屋建筑物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？路桥工工程构构造物物在路桥桥工程程构造造物的的承受荷荷载和传递荷荷载的部分分主要要有主主梁、、横梁梁、板板、拱拱圈、、索、、杆、、墙、、柱、、墩台台等等等构件件，这这些构构件进进行合合理搭搭配就就可以以组成成很多多基础础设施施中的的构造造物形形，如如桥梁、涵洞、隧道、挡土墙墙等。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？桥梁路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？涵洞路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？隧道路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？挡土墙墙路桥工工程构构造物物混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？混凝土土结构构：以以混凝凝土为为主制制作的的结构构。如如：素混凝土土结构构（plainconcretestructure）钢筋混凝土土结构构（reinforcedconcretestructure）劲性混凝土土结构构（steel-reinforcedconcretestructure）预应力力混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）钢管混凝土土结构构（concrete-filledtubestructure）按材料料分类类钢结结构砌体结结构木结结构混合结结构混凝土土结构构混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章素砼结构钢筋砼结构劲性砼结构预应力砼结构钢管砼结构混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？素混凝土土结构构（plainconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？钢筋混凝土土结构构（reinforcedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？预应力力混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.1什么是混凝土结构？钢管混混凝土土结构构（prestressedconcretestructure）混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？素混凝土梁

破坏特征：一裂即断，脆性，破坏无预兆；Fmax≈8kN混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.2为什么要将钢筋配置在混凝土结构中？

破坏特征：裂不等于坏，破坏有预兆；Fmax≈36kN钢筋混凝土梁混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章由此可可见，，素混混凝土土结构构中加加入少少量钢钢筋以以后：：承载力力有很很大提提高；；受力性性能和和破坏坏特征征有明明显改改善。。钢筋的的配置置位置置钢筋的的主要要作用用是抗抗拉、、抗剪剪,因此配配置在在结构构中拉拉应力力、剪剪应力力较大大的位位置。。梁内钢钢筋的的配置置——梁梁在钢钢筋混混凝土土构件件中属属于受弯构构件，弯矩矩在梁梁内产产生的的拉力，因此此钢筋筋布置置在梁梁的受拉区区，主要要作用用是承承受由由弯矩矩在梁梁内产产生的的拉力力混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.３钢筋和混凝土为什么能共同工作？粘结作作用：混凝凝土结结硬后后与钢钢筋牢牢固地地粘结结在一一起，，能相相互传传递应应力。。线膨胀胀系数数:钢筋与与混凝凝土有有相近近的线线膨胀胀系数数钢筋：：c=1.2×10-5℃-1混凝土土：c=1.0×10-5~1.5×10-5℃-1保护层层：混凝土土可以以保护护钢筋筋不被被锈蚀蚀。价格低低廉：：玻璃纤纤维、、碳纤纤维等等也可可作筋筋,价格昂昂贵混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.４混凝土结构主要的优点、缺点优点承载力大就地取材耐久、耐火可模性好整体性好、刚度大自重大混凝土：24~25kN/m3

粘土砖:18~19kN/m3

杉木：4

kN/m3易开裂性质脆缺点优点多多，缺缺点少少；缺缺点可可克服服。总体来来说：：混凝土土结构构虽然然历史史较短短，但但由于于其优优异的的性能能，因因此现现阶段段在房房屋建建筑与与路桥桥工程程建设设中得得到广广泛的的应用用。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章章上一章章§0.５混凝土结构的发展简况如何1824年，英英国人人J.Aspdin发明波波特兰兰水泥泥；1850年，法法国人人L.Lambot制成铁铁丝网网水泥泥船；；1859年，法法国人人P.Martin平炉转转炉炼炼钢成成功1861年，法法国人人J.Monier取得板板、管管道、、拱桥桥专利利。与钢、、木、、砌体体材料料相比比，历历史最最短，，但发发展最最快，，已经成成为当当今世世界各各国的的主导导材料料之一一。材料：朝轻质、高高强方向发发展。强度度发展如：：混凝土：C10→C25→C60→C80→C100→C200混凝土材料料：混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构构：高层建筑混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构构：常用桥型简支箱梁混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构构：钢围堰混凝土结构设计原理绪论论混凝土结构构：简支梁的预预制过程1.底模安装。图为技术人员在测量反拱。反拱的作用主要为减少预应力产生的上供度。2．钢筋绑扎。采用梁体道碴槽板钢筋和梁体底腹板钢筋分开绑扎工艺，梁体底腹板钢筋及预应力孔道定位网均在钢筋绑扎台座上绑扎成型。钢筋绑扎台座上设置有固定钢筋及各预埋的胎卡具，以确保其位置相对准确。3．吊底腹板钢筋。用两台12.5吨的龙门吊将其吊入制梁台座。然后调整、补充钢筋。装预埋件。最后通知监理检查，合格后穿橡胶管。请仔细看看下图，梁体上有很多白色的小点。那是混凝土垫块。作用是保证钢筋与模板间留有空隙，也就是形成保护层。垫块以每平方米不少于四个布置。4．穿管。每个孔道由两段橡胶管接成。中间设一个接头。等混凝土浇筑完毕后，这橡胶管是要拔出来的，拔管时从梁的两端反方向拔出。

5．安装模板。模板安装之前须清洗干净并涂脱模剂。注意底模与端模、侧模均应垂直。连接处要紧密不漏浆。6．绑扎桥面钢筋。7．浇筑混凝土。浇筑前须通知监理检查模板，钢筋等是否合格。监理检查合格并签字后方可浇筑混凝土。灌注的原则是“先底板，再腹板，最后顶板，从两端到中间，分层连续灌注成型”。每片梁的灌注总时间不宜超过3.5小时8．养生。混凝土灌注后2小时，覆盖帆布养护。9．拔橡胶管。当混凝土强度达到6到8Mpa时，经过实验室允许后即可拔管。10．模板拆除。当梁体混凝土强度不低于25Mpa，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差均不大于15摄氏度，且能保持混凝土菱角完整时由实验室出具拆模通知单方可进行拆模。11．梁体美容。因为模板的表面并不是完全光滑的，拆模后，表面会留下一些小坑。须用水泥浆填补。12．穿钢绞线。用卷扬机拖拉的方法进行穿孔，钢绞线穿入孔道后，两端伸出一定的长度，伸出长度为750mm13．张拉。梁体预应力分两期进行，即一期张拉和二期张拉。一期张拉在混凝土强度≥33.5Mpa后在制梁台座上进行。一期张拉完毕后将梁吊至存梁区进行二期张拉。二期张拉按混凝土龄期不小于14天，同时混凝土的强度和弹模达到要求后进行。14．压浆前的准备。张拉结束后，伸在梁外面的有75mm长的钢绞线就已经没有作用了，需要在张拉完毕后24小时内切除。切断处距离工作夹片外30～40mm。压浆时两端都必须是密闭的，所以必须在桥梁两端用水泥砂浆封住钢绞线与锚具之间的空隙。15．压浆。张拉完毕后，为防止钢绞线腐蚀和预应力损失，须在48小时内进行灌浆。压浆顺序为先下后上。即先压下面的管道，再压上面的管道。同一管道压浆连续进行，一次完成。记录好压浆时间，环境温度，浆的温度，浆的流动度，真空度等。16．封端之前前的准备。。封端之前前须铲除锚锚具上的砼砼。然后对对锚具做防防锈防水处处理。17．封端。压浆结束后须在24小时内封端。第一副图为工人在装模板，第二副为工人在浇筑混凝土。第三副图为模板拆除后工人在抹平18．封端的最后一个工序，涂防水圈。19．防水层施工。防水效果直接影响桥梁的耐久性。20．保护层施工。防水层施工完毕24小时后，方可进行保护层施工。保护层是保护防水层的。为了使防水层不被破坏，保持良好的防水特性，保护层所用的混凝土是具有较高强度的玻纤增强混凝土。21．工人在对桥面上的伸缩缝涂防水材料。22．梁生产完成后。有龙门吊吊至成品区。然后再运至需要架梁的地方。混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结构构：大跨桥梁挪威Stolma桥1998年，301米刚构桥虎门大桥副航道桥1997年，270米拱桥卢浦大桥2003年，550米巫山长江大桥2005年，460米混凝土结构设计原理绪论论主页目录帮助下一章上一章混凝土结结构：混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章混凝土结结构：大跨桥梁梁悬索桥矮寨特大悬索桥2012年，1176米斜拉桥梅州市广州大桥混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章混凝土结结构：涵洞盖板涵混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章混凝土结结构：挡土墙混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章混凝土结结构：连续配筋筋混凝土土路面（（CRCP）continuousreinforcedconcretepavement混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.６符号体系采用主体体符号或或带上、、下标的的主体符符号。如如M，fy，Ecf，fy′主体符号号：用斜体体大、小小写字母母；上、下标标：用标号号或小写写正体字字母。例外：lE§0.７计量单位力：N(牛顿)，kN(千牛)1kN=1000N;1kg=10N应力：N/mm2或MPa(兆帕)长度：mm,cm,m混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.1课程任务务《混凝土设设计原理理》是土木工工程（路路桥专业业）的一一门专业主干干课程。本课程程学习现现行的公路桥涵涵规范所规定的的钢筋混混凝土结结构构件件强度计计算的基本原理理和方法法，其中包包括构件件的受力力性能、、强度和和变形。。重点是是应用公路桥涵涵设计规规范，对对构件进进行截面面及配筋筋设计，验算结构构件件的强度度，熟悉并解释有有关构造造规定，，为编制结构构件件的技术术说明和和图纸打打好基础础。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.８学习内容与方法材性设计方法受弯构件受扭构件轴拉构件轴压构件偏压、偏拉构件变形、裂缝及结构的耐久性预应力混凝土构件RC梁板PC梁板基础知识构件设计结构设计，后续课混凝土设设计原理理=基础知识识+构件设计计原理与与方法0.8.2学习内容容混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.2学习内容容理解并正正确应用用规范条文文；掌握钢筋筋、混凝凝土材料的物理力力学性能能；对构件截面、尺尺寸、钢钢筋布置置能正确确把握布布置；对承载力规定的项项目正确确计算；；对正常使用用阶段项目指标标进行验验算；掌握钢筋筋及构件件的正确连接接方法；能将设计计成果以以结构图的形式正正确表达达出来。。进一步说说，根据作用在构构件上的的外荷载载，确定内力及荷荷载效应应组合设设计值，，分析和判判断构件的受受力特点点，建立符合实际际情况的的力学计计算图式式，选择截面形式式、尺寸寸、材料料、联结结形式，，验算构件强度度、稳定定性、变变形、裂裂缝，为为今后学学习桥梁梁及构筑筑物设计计打下基基础。混凝土结构设计原理绪论论主页页目录录帮助助下一章上一章§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点点内容多、、公式多多、符号号多、规规定多，，系统性性差。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点点1、本课程与与材料力力学联系系密切。但钢筋筋混凝土土是一种种复合材料料，物理力力学性能能复杂，，不是理理想弹性性或弹塑塑性材料料，不能能直接套套用材料料力学的的理论和和计算公公式；2、由于混混凝土材材料受力力的复杂杂性，目前还没没有建立立完善的的砼强度度理论，，因此钢筋筋混凝土土构件的的计算理理论和计计算公式式，很多多是由试试验研究究得出的的半理论、、半经验验公式，初学者者不易接接受。此此外，要要特别注注意公式式的适用用范围和和使用条条件；3、结构设计计仅靠理理论计算算还不够够，具体布布置时还还要辅以以一定的的构造措措施，才才能保证证安全可可靠。学学习时不不能忽视视这些规规定。4、设计可以以有多个个方案。在满足足基本要要求的前前提下，，不同的的人可能能有不同同的结果果，如截截面形式式、尺寸寸大小，，材料强强度等级级，钢筋筋规格、、分布位位置等，，经常有有多种选选择，答答案不是是唯一的的，只有有相对好好坏之分分。有时时设计也也不是一一次就成成功，往往往需经经几次修修改，反反复验算算才能得得出结果果。设计结果果好坏判判断标准准主要是是看是否否满足了了设计规规范要求求，是否否经济合合理和施施工可行行。混凝土结构设计原理绪论论§0.８学习内容与方法0.8.3课程特点点5、从某种种意义上上说，学习本课课程就是是学习规规范，教教材相当当于《桥规》的使用说说明书。规范是体体现国家家技术经经济政策策，保证证设计质质量，达达到设计计方法统统一的保保证，具具有约束束性和法法规性，，不得随随意更改改设计方方法和计计算方法法。本教材各各种计算算都是依依据现行行规范编编写的。。通过学学习，能能熟悉规规范、运运用规范范，对规规范条文文和概念念有一个个正确