《水工钢筋混凝土结构的分类、应用与发展》

水工钢筋混凝土结构

HydraulicReinforced

ConcreteStructures绪论概述钢筋混凝土结构定义为什么用钢筋混凝土结构？为什么可以用钢筋混凝土结构？钢筋混凝土结构的优缺点钢筋混凝土结构的发展本课程的特点塞那河上的诺曼底大桥美国密执安州的麦基那克海峡大桥天津港大沽灯塔上海东方明珠广播电视塔三峡工程水利枢纽布置图三峡工程永久船闸效果图三峡工程左厂房小浪底水利枢纽工程小浪底进水塔基础砼浇筑砼施工中的小浪底进水塔群

二滩双曲拱坝泄洪葛洲坝船闸混凝土结构的特点土木工程应用最多的结构形式从出现150多年已发展为土木工程结构中最重要的学科各国工程建设标准均以混凝土结构设计规范作为其水平标志随着工程建设需要，其内容在不断更新最为重要的是混凝土结构中的方法包含了解决工程结构问题的基本哲学思想！本课程教学目的学会工程结构设计方法

钢筋混凝土基本构件和结构学会发现工程中的问题：创新和发展学会研究工程中的问题：理论研究学会分析工程中的问题学会解决工程中的问题一、什么是钢筋混凝土结构混凝土结构—以混凝土为主制作的结构。钢筋砼结构—由钢筋和砼两种材料按一定方式组成并共同受力的结构。砼结构包括：

钢筋砼结构、预应力砼结构、钢骨砼结构、钢管砼结构、纤维增强砼结构2011-9-717绪论钢筋混凝土结构预应力砼结构（PrestressedConcrete)

在结构受荷之前，预先对砼施加压力，造成人为的压应力状态，使产生的压应力可部分或全部抵消荷载引起的拉应力。钢骨砼结构

SteelReinforcedConcrete/EncasedConcrete混凝土型钢钢管砼结构（ConcreteFilledTube)混凝土钢管纤维增强塑料砼（FiberReinforcedPlastic)钢-砼混合结构

CompositeStructure/HybridStructure二、为什么用钢筋混凝土结构混凝土

抗压强度高，抗拉强度低，抗拉强度为抗压强度的1/8-1/20；破坏时有明显的脆性性质。钢材

◎抗拉和抗压强度都很高；◎具有屈服现象，破坏时有较好的延性；◎细长钢筋受压时易压曲。◎易锈蚀，不耐高温。Pcr=9.7kN150300fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2ftsc=ft2500素砼梁试验Pu≈Pcrsc=ftft

素砼梁破坏特点破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到砼的抗压强度。破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。开裂荷载和破坏荷载基本相等，承载能力很低。素砼主要用于以受压为主的基础、柱墩和一些非承重结构。Pcr=9.7kNfc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2ftsc=ft1503002500钢筋砼梁试验Pu≈

52.5kNsc=ftftsssc2f16

fyPy≈

50.0kN

fc钢筋砼结构的工作原理钢筋砼梁破坏特点钢筋砼梁的承载力比素砼梁大大提高。钢筋的抗拉强度和砼的抗压强度均得到充分利用。破坏过程有明显预兆，属于延性破坏。变形能力比素砼梁也有很大提高。三、为什么可以用钢筋混凝土结构？钢筋（材）和砼两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：钢筋和砼之间存在有良好的粘结力，可以保证两种材料协调变形，共同受力；钢材与砼具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.2×10-5，砼为(1.0~1.5)×10-5）。钢筋砼结构的优点⑴材料利用合理节约钢材：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。⑵可模性好：混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。钢筋砼结构的优点⑶耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。⑷现浇混凝土结构的整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。钢筋砼结构的优点⑸刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制。⑹易于就地取材：混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。钢筋砼结构的缺点自重大:不适用于大跨、高层结构施工复杂:工序多，消耗木料多，工期长，受季节、天气影响大。抗裂性差:限制了普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。修复、加固、补强较困难。轻质、高强和预应力。钢模、滑模等，泵送、早强、高性能砼等预应力砼结构砼结构加固技术不断得到发展四、钢筋砼结构的分类按受力状态分—杆系结构和非杆系结构。其中梁、板、柱、墙等都属于杆件体系。非杆件体系包括空间薄壁结构、不规则块体结构等。在杆件结构中，按照结构受力状况又可以分为受弯构件、受压构件、受拉构件和受扭构件等。按制作方法分—整体式、装配式和装配整体式。

整体式结构是在现场架立模板，绑扎钢筋、然后浇捣混凝土而成的结构。装配式则是在工厂预制成各种构件，然后运往工地装配而成。按初应力状态分—普通钢筋砼和预应力钢筋砼。2011-9-734绪论一些钢筋砼常见配筋方式受压构件中配置受压钢筋受扭构件配筋螺旋箍筋约束砼梁中配置箍筋1.建筑工程我国超过100m高的高层建筑中绝大多数是混凝土结构或为钢—混凝土组合结构。2.交通工程隧道、桥梁、高速公路、轻轨、地铁等大都采用混凝土结构。五、混凝土结构的应用与发展3.特种工程核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、烟囱、储水池、储气灌、海上采油平台、电视塔等多采用混凝土结构。

4.混凝土结构的早期发展

1824年英国人约瑟夫·阿斯匹丁发明了波特兰水泥；

1848年，法国人蓝波特用铁丝网作为配筋制成了钢筋混凝土的小船——最早的钢筋混凝土结构；

1861年，法国花匠约瑟夫·莫尼埃用钢丝作为配筋制作了花盆并申请了专利，后由申请了钢筋混凝土板、管道、拱桥等专利—尽管他不懂钢筋混凝土结构的受力原理，甚至将钢筋配置在板的中部，他却被认为是钢筋混凝土结构的发明者；德国学者Wayss,Bauschingger和Koenen等于1866年发表了相应的计算理论和计算方法，1887年又发表了试验结果，并提出了钢筋应配置在受拉区的概念和板的计算方法。之后，钢筋混凝土的推广应用才有了较快的发展。

1875年美国人在纽约建造了第一座钢筋混凝土房屋；

1931年，法国人建造了第一座预应力钢筋混凝土桥梁；

5.材料方面的发展

(1)混凝土：20世纪60年代混凝土的抗压强度平均约为30MPa；20世纪70年代初已提高到40MPa；到20世纪80年代初，在发达国家C60级混凝土已经普遍采用；近年来国内外采用附加减水剂的方法已制成抗压强度为200MPa以上的混凝土。

(2)轻质混凝土的应用：加气混凝土、陶粒混凝土、火山岩混凝土、碎砖混凝土等，其容重约为：(14－18)kN/m3(普通混凝土为24kN/m3)。

(3)钢筋：强度由低向高发展，延性大幅度改善；目前在工程上已出现采用型钢、碳(玻璃)纤维棒材代替钢筋进行配筋的情况。6钢筋砼结构计算理论的发展第一阶段—结构内力和构件截面计算均套用弹性理论，采用容许应力设计法。第二阶段—考虑砼塑性性能的破损阶段设计法，

50年代又提出更为合理的极限状态设计法。第三阶段—发展了以概率理论为基础的极限状态设计法。新型砼材料及其复合结构形式的出现又不断提出新的课题，不断促进砼结构的发展。6.设计理论方面的发展半经验、半概率法近似概率法全概率法20世纪30年代以前对材料的力学性能认识不够20世纪初，人们就对混凝土的塑性性能进行了研究，直到1938年，前苏联颁布了一本混凝土结构设计规范

20世纪50年代允许应力设计法破损阶段设计法极限状态设计方法7、混凝土结构设计规范的发展TJ10-74SDJ20-78照搬前苏联设计规范采用破损阶段设计法多系数表达的极限状态设计法

1949年以前我国规范几乎一片空白1955年规范6-55《钢筋混凝土结构设计暂行规范》1966年GBJ21-661974年1978年多系数分析单一安全系数表达的极限状态法(半经验、半概率法)

1989年1996年GBJ10-89DL/T5057-1996分项系数表达的极限状态设计法(近似概率法)

2002年GB50010-2002分项系数表达的极限状态设计法(近似概率法)

SL191-2008DL/T5057-20092008年2009年多系数分析的安全系数表达式分项系数表达式第一阶段：从钢筋混凝土的发明至上世纪初。钢筋和混凝土的强度都比较低。主要用于建造中小型楼板、梁、柱、拱和基础等构件。计算理论：结构内力和构件截面计算均套用弹性理论，采用容许应力设计方法。第0章绪论混凝土结构的发展第0章绪论第二阶段：从上世纪20年代到第二次世界大战前后。混凝土和钢筋强度的不断提高。1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土，使得混凝土结构可以用来建造大跨度计算理论：前苏联著名的混凝土结构专家格沃兹捷夫（Α.Α.Гвоздев）开始考虑混凝土塑性性能的破损阶段设计法，50年代又提出更为合理的极限状态设计法，奠定了现代钢筋混凝土结构的基本计算理论。第0章绪论第三阶段：二战以后到现在随着建设速度加快，对材料性能和施工技术提出更高要求，出现装配式钢筋混凝土结构、泵送商品混凝土等工业化生产技术。高强混凝土和高强钢筋的发展、计算机的采用和先进施工机械设备的发明，建造了一大批超高层建筑、大跨度桥梁、特长跨海隧道、高耸结构等大型工程，成为现代土木工程的标志。设计计算理论：发展了以概率理论为基础的极限状态设计法，基础理论问题大都得到解决，而新型混凝土材料及其复合结构形式的出现又不断提出新的课题，并不断促进混凝土结构的发展。1、加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面。混凝土结构的基本理论相当于钢筋混凝土及预应力混凝土的材料力学，它是以实验为基础的，因此除了课堂学习以外，还要加强实验的教学环节，以进一步理解学习内容和训练实验的基本技能。第0章绪论六

混凝土结构课程学习中应注意的问题第0章绪论2、突出重点并注意难点的学习。本课程的内容多、符号多、计算公式多、构造规定也多，学习时要遵循教学大纲的要求，贯彻“少而精”的原则，突出重点内容的学习。3、深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切记死记硬背。要求熟练掌握、深刻理解一些重要的概念并在今后的学习中不断的深入理解。第0章绪论4、运用设计规范——规范具有法规性，必须遵守，本课程所用教材依据《水工砼结构设计规范SL/T191-96》编写。规范包括计算公式和构造规定。5、注意构造规定——构造规定是为照顾施工便利和计算上某些无法考虑的因素而设。感谢您的下载

特赠送精品文章

《良好学习习惯的养成教育》

祝你学习进步，学业有成。

请删除本文章后使用本学习课件，感谢支持。

世界上最可怕的力量是习惯，世界上最宝贵的财富也是习惯。一个班级,

一个企业，一个国家，一个民族是如此，对于人的一生，更是如此。生而为人，每个人都需要踏踏实实地做人，而良好的做人习惯正是帮助我们构建成功人生所必需的。

好习惯是一个人终身的财富。习惯是一个人的资本，你有了好习惯，你一辈子都有用不完的利息，你有了坏习惯，你一辈子有偿还不了的债务。

管得住自己，你是习惯的主人，管不住自己，你是习惯的奴隶，做主人还是做奴隶；全在于自己的选择。行为养成习惯，习惯形成性格，性格决定命运。可见，中学生良好的学习习惯的养成至关重要！

一、什么是学习习惯

所谓习惯，就是经过重复练习而巩固下来的思维模式和行为方式。学习习惯，就是在不间断的学习实践中养成的那种自自然然表现出来的学习上的习性。

学习习惯一旦养成，它便会以情不自禁、不期而至的方式持续下来，犹如物理学中的惯性力量。“良好的学习习惯是一种自觉的学习行为，因而能提高学习效率”。

二、中学生必须养成哪些良好的学习习惯？

1.尊重与欣赏老师的习惯

亲其师，信其道。一个学生同时面对的各学科教师，长短不齐,在所难免。所以学生要学习好，除了我们老师努力提高能力水平，适应学生外，学生更要尊重老师，适应老师，并学会欣赏自己的老师。不同层次的老师，学生用不同的方式，眼睛向内、提高自我的方式去适应，与老师共同进步。从现在适应老师，长大了适应社会。不会稍不如意就埋怨环境。

2.自学预习的习惯

自学是获取知识的主要途径。就学习过程而言，教师只是引路人，学生是学习的真正主体，学习中的大量问题，主要*自己去解决。

阅读是自学的一种主要形式，通过阅读教科书，可以独立领会知识，把握概念本质内涵，分析知识前后联系，反复推敲，理解教材，深化知识，形成能力。学习层次越高，自学的意义越重要，目前我国的高考为选拔有学习潜能的学生，对考生的自学能力有较高的要求。

提前预习，是培养自主学习的精神和自学能力，提高听课效率的重要途径。提前预习教材，自主查找资料，研究新知识的要点重点，发现疑难，从而可以在课堂内重点解决，掌握听课的主动权，使听课具有针对性。

3.专心上课的习惯

教与学应该同步，应该和谐，因此学生在课堂上要集中精神，专心听教师讲课，认真听同学发言，抓住重点、难点、疑点听，边认真听边积极思考。哪怕是你已经超前学过了，也还是要认真听，要把教师的思路、其他同学的思路与自己的思路进行对比分析，找出解决问题的最佳途径。并在这过程中，尽量多理解记忆一些东西。

4.认真观察，积极思考的习惯

对客观事物的观察，是获取知识最基本的途径，也是认识客观事物的基本环节，因此，观察被称为学习的“门户”和打开智慧的“天窗”。每一位同学都应当学会观察，逐步养成观察意识，学会恰当的观察方法，养成良好的观察习惯，培养敏锐的观察能力。

“观察”这两个字有两层意思，“观”是看的意思，“察”是想的意思，看了不想，不是真正的观察，对认识客观事物毫无意义。要做到观察和思考有机结合，要善于提出问题，要积极思考在学习过程中碰到的问题，积极思考教师和同学提出的问题，通过大脑进行信息加工，总结得出事物的一般规律和特征.

我们观察事物，提出问题，思考问题，回答问题，一般要求达到：有根据、有条理、符合逻辑。

5.善于提问的习惯

我们要积极鼓励学生质疑问题，带着知识疑点问老师，问同学，问家长。学问、学问，学习就要开口问，不懂装懂最终害自己，提问是主动学习的表现，能提出问题的学生是学习能力最强的学生，是具有创新精神的学生。

6.切磋琢磨的习惯

《学记》上讲“独学而无友，则孤陋而寡闻”，同学之间的学习交流和思想交流是十分重要的，遇到问题要互帮互学，展开讨论。每一个人都必须努力吸取别人的优点，弥补自己的不足，象蜜蜂似的，不断吸取群芳精华，经过反复加工，酿造知识精华。

7.独立作业的习惯

作业是教学活动的重要组成部分和自然延续，是学生最基本，最经常的独立学习实践活动，也是反映学生学习情况的主要方式。做作业的同时也时一种学习和积累的过程。中学的作业一般包括两大部分，一是书面的，二是看书思考或实践操作的。

做作业的目的是巩固所学的知识，是培养独立思考能力，不是为了交教师的差，或是应付家长。有的学生做作业的目的不明确，态度不端正，采取“拖、抄、代.……等等”，会做的马马虎虎，不会做的就不动笔；有的学生好高骛远，简单的是会而不对，复杂的对而不全，这些不良习惯严重的影响了学习效果。所以我们要重视做作业，在做习题时要认真思考，总结概念、原理的运用方法、解题的思路、并且尽量多记忆一些有用的中间结论。

8.仔细审题的习惯

审题能力是学生多种能力的综合表现。要求学生仔细阅读材料内容，学会抓字眼，抓关键詞，正确理解内容，对提示语、公式、法则、定律、图示等关键内容，更要认真推敲，反复琢磨，准确把握每个知识点上的内涵与外延。同时还要培养自己能从作业，考试中发现自己的错误，及时纠正的能力。

9.练后反思的习惯

读书和学习过程中，尤其是复习备考过程中，每个同学都进行强度较大的练习，但做完题目并非大功告成，重要的在于将知识引申、扩展、深化，因此，反思是解题之后的重要环节。

一般说来，习题做完之后，要从五个层次反思：

第一，怎样做出来的？想解题采用的方法；第二，为什么这样做？想解题依据的原理；第三，为什么想到这种方法？想解题的思路；第四，有无其它方法？哪种方法更好？想多种途径，培养求异思维；第五，能否变通一下而变成另一习题？想一题多变，促使思维发散。当然，如果发生错解，更应进行反思：错解根源是什么？解答同类试题应注意哪些事项？如何克服常犯错误？“吃一堑，长一智”，不断完善自己。

10.复习归纳的习惯

复习就是消化知识，加深理解和记忆，达到举一反三。复习也就是通过对知识，对解决问题的思路进行提炼，进行归纳整理，使零碎的知识，分散的记