工程结构：第1章 概论

工程结构（一）课程基本信息

课程名称：工程结构(一)课程性质：必修考试形式：考试学分：2.5学时：45(2-16周)专业：工程管理（本科）本课程的主要功能

本课程是工程管理专业的主干基础课，其功能：一、为后续建筑施工、施工项目管理等课程奠定基础；二、为将来的工作奠定结构方面的知识和能力，如分析和处理实际施工过程中遇到的一般结构问题的能力、识读建筑结构施工图的能力等。

2013年用教材混凝土结构基本原理

2011年10月第1版2013年8月第3次印刷

主编梁兴文

西安建筑科技大学土木工程学院教授、博导重庆大学出版社本课程主要内容1概论(2学时）2钢筋和混凝土材料的基本性能(3学时)3结构设计基本原理(5学时)4受弯构件正截面的性能与设计(8学时)5受压构件正截面的性能与设计(9学时)6受拉构件正截面的性能与设计(3学时)7构件斜截面受剪性能与设计(5学时)8受扭构件扭曲截面性能与设计(4学时)9正常使用极限状态验算及耐久性设计(6学时)10预应力混凝土构件的性能与设计(0学时)

合计45学时参考书

东南大学，天津大学，同济大学合编.混凝土结构（上）：混凝土结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社，2012年1月.

中华人民共和国国家标准.《建筑结构荷载规范（GB50009-2012）》.北京：中国建筑工业出版社，2012年5月.

中华人民共和国国家标准.《混凝土结构设计规范（GB50010-2010）》.北京：中国建筑工业出版社，2011年5月.本课程的考核方式

平时：15分(作业、出勤15分)

考试：85分混凝土结构

《混凝土结构设计原理》《混凝土结构设计》钢结构

《钢结构设计原理》《钢结构设计》砌体结构

《砌体结构》（包括原理和设计）钢-混凝土组合结构

《组合结构设计原理》土木工程结构1概论本章主要内容：混凝土结构的基本概念和特点混凝土结构的应用和发展本课程的主要特点和学习方法混凝土结构的定义及类型

以混凝土为主要材料制成的结构，并可以根据需要配置钢筋、预应力钢筋、钢骨、钢管等。

混凝土结构的主要类型混凝土结构的主要类型素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土钢管混凝土钢骨混凝土钢-混凝土组合结构FRP混凝土1.1混凝土结构的基本概念和特点

素混凝土结构素混凝土基础1.1混凝土结构的基本概念和特点

钢筋混凝土结构钢筋混凝土梁1.1混凝土结构的基本概念和特点

预应力混凝土结构1.1混凝土结构的基本概念和特点预应力：在构件承受荷载之前，通过张拉钢筋等方法预先对结构施加压力，从而人为地造成一种与荷载作用下的应力状态相反的应力，借以抵消结构在使用时的一部分拉应力。

钢管混凝土结构建国门地铁1.1混凝土结构的基本概念和特点

钢骨（型钢）混凝土结构1.1混凝土结构的基本概念和特点

FRP(FiberReinforcedPolymer)混凝土结构1.1混凝土结构的基本概念和特点

钢－混凝土组合结构组合楼板1.1混凝土结构的基本概念和特点

2.

为什么会有混凝土结构？素混凝土梁的破坏特征

断裂，承载力很低，脆性破坏RC混凝土梁的破坏特征

受拉钢筋先屈服，受压区混凝土最后被压坏，承载力较高，延性破坏1.1混凝土结构的基本概念和特点素混凝土柱的破坏特征

承载力和变形能力均较低，脆性破坏RC混凝土柱的破坏特征

承载力和变形能力均较高，延性破坏重要概念：优良结构应满足两个条件，承载力高，变形能力好（延性好）1.1混凝土结构的基本概念和特点钢筋与混凝土两种材料共同工作的基础

钢筋与混凝土之间存在着粘结力，使两者能协调变形，共同工作。粘结力是这两种不同性质的材料能够共同工作的基础。

钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数很接近。钢材料为1.2×10-5，混凝土为（1.0~1.5）×10-5。避免两者间的粘结力遭到破坏。

混凝土对钢筋起到了保护和固定作用，使钢筋不容易发生锈蚀和直接遭受火烧，提高了结构的耐久性和耐火性。

1.1混凝土结构的基本概念和特点

混凝土结构的优点

就地取材耐久性耐火性整体性可模性节约钢材

混凝土结构的缺点及改进

自重大：轻质高强混凝土

抗裂性差：预应力混凝土

需用模板：钢模板，预制构件（工业化）施工复杂：预制装配式结构1.1混凝土结构的基本概念和特点1824年，英国泥瓦匠JosephAspdin发明硅酸盐水泥

1848年，法国人朗波J.J.Lambot

制造了第一只钢筋混凝土小船1871~1875年，在纽约建造第一所钢筋混凝土房屋

早期阶段（1850-1920）1.2混凝土结构的应用及发展

第二阶段（1920-1950）预应力混凝土的应用

第三阶段（1950-1980）高强材料的应用，先进施工方法的应用

第四阶段（1980-）新结构体系在高层建筑中的应用近代混凝土力学--混凝土结构非线性分析以概率理论为基础的极限状态设计方法应用范围：建筑工程，桥梁工程，隧道与地下工程，水利工程，特种结构，高耸结构，1.2混凝土结构的应用及发展

混凝土结构1.2混凝土结构的应用及发展(1)迪拜塔(阿联酋迪拜)，高度818米钢筋混凝土筒中筒结构

混凝土结构1.2混凝土结构的应用及发展(2)上海中心，高度632米巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系钢-混凝土组合结构主体结构580米。上海中心大厦的旋转、不对称的外部立面可使风载降低24%，减少大楼结构的风力负荷。

混凝土结构1.2混凝土结构的应用及发展(3)台北101大厦(中国台北)，2003年完工，508米六库怒江桥是当时国内跨度最大的预应力混凝土连续梁桥。

混凝土桥梁结构1.2混凝土结构的应用及发展

高性能混凝土(HighPerformanceConcrete)

高强度、高耐久性、高流动性、高抗渗性

纤维增强混凝土（FibreReinforcedConcrete）

在普通混凝土中掺入适当的各种纤维材料而形成,其抗拉、抗剪、抗折强度和抗裂、抗冲击、抗疲劳、抗震和抗爆等性能均有较大提高

.

纤维材料有钢纤维、合成纤维、玻璃纤维和碳纤维等,碳纤维具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，已广泛用于建筑、桥梁结构的加固补强以及机场飞机跑道工程等。

1.2混凝土结构的应用及发展活性粉未混凝土（ReactivePowderConcrete,RPC）

由骨料（级配良好的石英砂）、水泥、硅粉、高效减水剂以及一定量的纤维（如钢纤维等）等组成,是一种超高强度、超高韧性和高耐久性的超高性能混凝土,比普通混凝土和现有的高性能混凝土有质的飞跃。

■工程化纤维增强水泥基复合材料

（EngineeredCementitiousComposites，ECC）

ECC具有类似于金属材料的拉伸强化现象，其极限拉应变可达到5~6%，与钢材的塑性变形能力几乎相近，是具有像金属一样变形的混凝土材料。ECC的抗压强度类似于混凝土，抗压弹性模量较低，但受压变形能力比普通混凝土大很多；其耐火性和耐久性也超过普通混凝土。1.2混凝土结构的应用及发展混凝土结构设计步骤

结构方案（构件选型、结构布置等）↓↓

计算简图，荷载计算，内力和变形分析↓↓

构件截面承载力计算，变形和裂缝宽度控制↓↓

构造措施■本课程内容—分两部分—《混凝土结构设计原理》■后继课程《混凝土结构设计》1.3课程特点与学习方法★应注意钢筋与混凝土两种材料自身的特点材料力学公式不能直接计算混凝土构件的承载力和变形；

★计算方法是建立在理论研究与试验研究基础之上根据构件受力性能试验，研究其破坏机理和受力性能，建立物理和数学模型，并根据试验数据拟合出半理论半经验公式。学习时一定要深刻理解构件的破坏机理和受力性能，特别要注意构件计算方法的适用条件。1.3课程特点与学习方法1.3课程特点与学习方法★构件与结构设计是一个综合性问题除了进行构件承载力和变形计算外，还需构件的截面形式、材料选用及配筋构造等。

★两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。

如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围，就会引起构件受力性能的改变，从而引起构件截面设计方法的改变，这是学习时必须注意的一个方面。

★课程的实践性