结构设计原理 201295绪论

ConcreteStructuralFundamentals混凝土结构设计原理主讲：管巧艳2012-09-05INTRODUCTION(绪论)一、土木工程专业的培养目标土木工程专业培养适应社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面发展，掌握土木工程学科的基本原理和基本知识，经过工程师基本训练，能胜任房屋建筑、道路、桥梁、隧道等各类土木工程设施的勘察、设计、施工与管理，具有扎实的基础理论、宽广的专业知识，较强的实践能力和创新能力，具有一定的国际视野，能面向未来的高级专门人才。二、结构设计原理课程1、《结构设计原理》的性质：是道路与桥梁工程专业的重要专业基础课，起到承上启下的作用；2、先修课程：材料力学、结构力学和道路建筑材料；3、本课程主导内容和研究对象：（1）钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。当今世界的建筑有四大主要结构：钢结构、木结构、砌体（圬工）结构和混凝土结构。其中，混凝土结构的数量最大，使用面最广。

本课程主要介绍混凝土结构（2）结合桥梁工程的特点，主要研究桥梁结构的基本构件，为桥梁及其它道路构筑物的设计、施工奠定基础。4、桥梁基本构件：主梁、桥面板、盖梁、墩柱、桩基础和刚性扩大基础等。5、课时内容：理论课（56学时）+试验课（8学时）+1周（课设）三、结构设计原理课程的教学任务

主要任务是研究如何正确处理作用（荷载）与构件承载能力的关系，具体地说就是设计和校核构件是否满足四个方面的基本要求：1、强度：构件抵抗破坏的能力；2、刚度：构件抵抗变形的能力；3、抗裂性：构件抵抗由于裂缝引起破坏的能力，保证结构的耐久性；4、稳定：构件抵抗整体位移的能力。对一个初学者而言，特别要讲清楚以下问题：混凝土结构：以混凝土为主要材料制作的结构。如：

素混凝土结构：无筋或不配置受力钢筋的混凝土结构。钢筋混凝土结构：配置受力普通钢筋的混凝土结构。预应力混凝土结构：配置受力的预应力筋，通过张拉或其

他方法建立预加应力的混凝土结构。5按照定义，型钢混凝土结构、钢管混凝土结构等均属混凝土结构。（1）结构：建筑物中承受和传递作用（荷载）的部分。结构是有基本构件组成的。1、什么是混凝土结构？（2）基本构件：组成结构物的最基本单元，它可以承受拉、压、弯、剪、扭等不同的受力状态。（3）承载能力：构件本身具有一定抵抗破坏和变形的能力。（4）荷载：桥梁及道路构造物要受到各种作用，例如汽车作用、人群作用、风力作用、结构物自重等，这些作用统称为荷载。2、钢筋混凝土结构有什么优点和缺点？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：4kN/m3易开裂性质脆养护期长缺点:

优点多，缺点少；缺点可克服。7预应力混凝土结构：1、预应力混凝土结构有效解决了钢筋混凝

土结构在使用阶段容易开裂的问题；2、高强材料和预应力工艺的使用，节省了

材料，减小了构件截面尺寸，降低了自

重；特别适用于大跨径桥梁。3、混凝土结构的发展简况如何？1824年，英国人J.Aspdin发明水泥；1850年，法国人L.Lambot制成铁丝网水泥船1859年，转炉炼钢成功；1861年，法国人J.Monier取得钢筋混凝土板、管道、拱桥的专利。与钢、木、砌体结构相比，历史最短，但发展最快，已经成为当今世界各国的主导结构。94、混凝土结构采用什么符号体系？

采用主体符号或带上、下标的主体符号。如：

M，

fy，

Ecf，

fy′

主体符号：用斜体大、小写字母；上、下标：用标号或小写正体字母。例外：

l

E105、混凝土结构采用什么计量单位？力：N(牛顿)，kN(千牛)

1kN=1000N;1kgf=10N应力：N/mm2或MPa(兆帕)长度：mm,cm,m常见的错误写法：

N(牛）误写为N（轴力）

kN误写为KN

MPa误写为Mpa11四、混凝土结构设计原理课程的教学设计

材料性能2学时设计方法2学时受拉构件4学时轴压构件2学时受弯构件6学时受剪构件6学时受扭构件4学时偏压构件8学时变形、裂缝及结构的耐久性2学时局部承压2学时预应力混凝土结构18学时基础知识构件设计五、本课程的特点及学习方法1、课程特点

（1）由于建筑材料的不同及材料各向异性的特点，课程涉及的半理论半经验公式很多，公式的建立不一定都是经过严密的推导，而是依靠科学试验得到的数据资料并结合实际工程情况分析给出的。（2）结构在保证满足上述四项基本要求的前提下，设计结果常常不是唯一的，而且设计过程往往需要反复的修改和试算，因此课程的另一特点是设计方案的多样性和试算性。2、学习方法（1）要注意克服基础课学习时养成的思维定式，完成学习方法从基础课到专业课的转变；

基础课：逻辑性强，注重定理的证明，不注重定理的发现，习惯于应用已知的定理、定律解决问题。答案具有唯一性。

专业课：注重设计理论建立的试验过程，建立计算模型的基本假设，由计算模型得到的计算公式及适用条件。问题解决方案不唯一，具有多样性。（2）课时较少，课程的内容多、散、杂。注意记录学习中的

疑点和难点。（3）认真做习题，通过习题贯通课堂学习的知识点，抓住课程的重点。

科学工程目的认识世界改造世界过程由物——理论由理（试验）——物思维特征分析为主综合为主思维方法简单化、抽象化、模型化复杂化、具体化、形象化（4）科学与工程的不同六、Reference:(参考文献)1.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-20042.交通部《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004，人民交通

出版社3.黄侨等.《桥梁混凝土结构设计原理计算示例》，人民交通出版社，2006.14.张