《混凝土结构李银泉》课件

混凝土结构：李银泉课程PPT课件欢迎来到混凝土结构课程的PPT课件！本课程以李银泉教授的教材为基础，旨在全面系统地介绍混凝土结构的各个方面。我们将从混凝土材料的组成开始，逐步深入到构件的设计、结构的抗震、耐久性设计以及特殊混凝土结构等内容。通过本课程的学习，您将掌握混凝土结构的基本原理、设计方法和工程实践技能，为未来的工程实践打下坚实的基础。让我们一起开启这段精彩的学习之旅！课程主讲人：李银泉教授李银泉教授简介李银泉教授是国内著名的混凝土结构专家，长期从事混凝土结构的研究与教学工作，在混凝土结构领域享有盛誉。他曾主持多项国家级科研项目，并在国内外核心期刊发表论文数十篇。他的研究成果对我国混凝土结构的发展产生了重要影响。在本课程中，我们将学习李教授的经典理论和实践经验，深入了解混凝土结构的奥秘。研究方向李教授的研究方向主要包括高强混凝土、预应力混凝土、混凝土结构的抗震性能以及耐久性设计。他对这些领域都有着深入的研究和独到的见解。通过学习李教授的研究成果，我们可以更好地理解混凝土结构的性能特点，并在工程实践中加以应用。课程简介：混凝土结构基础与应用1课程定位本课程是土木工程专业的核心课程之一，旨在培养学生掌握混凝土结构的基本理论、设计方法和工程实践技能。课程内容涵盖混凝土材料、构件设计、结构抗震、耐久性设计等多个方面，为学生未来的工程实践打下坚实的基础。2适用对象本课程适用于土木工程专业的本科生、研究生以及从事混凝土结构设计、施工、检测、评估等工作的工程技术人员。无论您是初学者还是有一定经验的从业者，都可以从本课程中获益。3学习方式本课程采用PPT课件讲解、案例分析、习题练习等多种教学方式，力求使学生在理论学习的基础上，掌握实际应用技能。同时，鼓励学生积极参与讨论，提出问题，共同探讨混凝土结构的奥秘。课程目标：知识、能力与素质并重知识目标掌握混凝土材料的组成、性能特点以及配合比设计方法；熟悉钢筋的种类、力学性能以及配置原则；理解受弯构件、轴心受力构件以及偏心受力构件的承载力计算方法；掌握预应力混凝土结构的基本原理以及施工方法；熟悉混凝土结构的抗震设计、耐久性设计以及防火设计等。能力目标能够进行混凝土的配合比设计；能够进行受弯构件、轴心受力构件以及偏心受力构件的承载力计算；能够进行预应力混凝土梁的设计；能够进行混凝土结构的抗震设计、耐久性设计以及防火设计；能够进行混凝土结构的检测与评估。素质目标培养学生的工程意识、创新意识以及团队合作精神；培养学生严谨的科学态度以及良好的职业道德；培养学生终身学习的习惯以及适应社会发展的能力。课程内容概要：全面系统，深入浅出混凝土材料水泥、骨料、外加剂的种类、特性及应用。钢筋钢筋的力学性能、连接与锚固，以及配置原则。构件设计受弯、轴心受力、偏心受力构件的承载力计算。特殊结构预应力混凝土、抗震设计、耐久性设计、防火设计。混凝土材料的组成：水泥、骨料、水、外加剂水泥提供水化反应的胶凝材料。1骨料提供骨架作用，分为粗骨料和细骨料。2水参与水泥的水化反应。3外加剂改善混凝土性能的化学物质。4水泥的种类与特性：普通、矿渣、火山灰、粉煤灰、复合普通水泥强度高，早期水化快，适用范围广。矿渣水泥水化热低，抗硫酸盐侵蚀性好。火山灰水泥水化热低，抗渗性好，但早期强度低。粉煤灰水泥改善混凝土的和易性，提高耐久性。骨料的选择与要求：强度、级配、形状、洁净度强度骨料的强度应满足混凝土的设计要求。级配骨料的级配应良好，以提高混凝土的密实性。形状骨料的形状应接近球形，以提高混凝土的和易性。洁净度骨料应洁净，不含有害杂质，以保证混凝土的质量。外加剂的作用与应用：改善性能，提高质量1减水剂减少混凝土的用水量，提高强度。2早强剂加速混凝土的早期强度发展。3缓凝剂延缓混凝土的凝结时间。4引气剂提高混凝土的抗冻融性。混凝土的配合比设计：强度、耐久性、经济性1经济性在满足要求的前提下，降低成本。2耐久性保证混凝土在各种环境下的长期使用性能。3强度满足混凝土的设计强度要求。混凝土的拌制与浇筑：均匀、密实、连续拌制保证混凝土的均匀性。运输防止混凝土离析。浇筑保证混凝土的密实性。振捣排除混凝土中的气泡。混凝土的养护方法：保湿、保温、防冻保湿养护保持混凝土表面湿润，防止水分蒸发。保温养护保持混凝土的温度，促进水化反应。防冻养护防止混凝土受冻，影响强度发展。混凝土的强度与耐久性：重要性能指标强度混凝土抵抗压、拉、弯、剪等外力的能力。耐久性混凝土抵抗各种环境作用，保持长期使用性能的能力。钢筋的种类与特性：热轧、冷轧、焊接、预应力1热轧钢筋强度高，塑性好，应用广泛。2冷轧钢筋强度更高，但塑性较差。3焊接钢筋用于焊接网片等。4预应力钢筋强度极高，用于预应力混凝土结构。钢筋的力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率图表显示了钢筋的三个主要力学性能指标。屈服强度表示钢筋开始发生塑性变形的应力，抗拉强度表示钢筋能承受的最大应力，伸长率表示钢筋断裂前的塑性变形能力。这些指标是评估钢筋质量的重要依据。钢筋的连接与锚固：搭接、焊接、机械连接搭接连接简单方便，但占用空间较大。焊接连接强度高，但焊接质量要求高。机械连接强度高，质量稳定，但成本较高。钢筋的配置原则：安全、经济、合理1满足承载力要求钢筋的数量和位置应满足构件的承载力要求。2满足构造要求钢筋的间距、保护层厚度应满足构造要求。3便于施工钢筋的配置应便于施工，减少施工难度。受弯构件的正截面承载力：基本假定、计算公式基本假定平截面假定、混凝土受拉不工作、钢筋与混凝土无滑移。计算公式基于平衡条件和材料强度，推导出计算公式。矩形截面梁的正截面计算：受拉钢筋屈服、受压钢筋屈服1受拉钢筋屈服As*fy=α1*fc*b*x2受压钢筋屈服需要考虑受压钢筋的作用T形截面梁的正截面计算：翼缘受压、腹板受压翼缘受压中和轴位于翼缘内，计算方法与矩形截面梁类似。腹板受压中和轴位于腹板内，计算方法较为复杂。受弯构件的斜截面承载力：剪力、弯矩共同作用1剪力引起斜裂缝的产生。2弯矩加速斜裂缝的发展。3计算公式考虑剪力、弯矩的共同作用，保证斜截面安全。剪力墙的设计要点：刚度、强度、稳定刚度保证结构的抗侧移能力。强度满足承载力要求。稳定防止墙体失稳。轴心受力构件的承载力：强度、稳定共同作用强度混凝土和钢筋的强度应满足要求。稳定构件的稳定系数应满足要求。偏心受力构件的承载力：大偏心、小偏心大偏心弯矩作用显著，受拉钢筋发挥作用。小偏心轴力作用显著，混凝土和钢筋共同承担压力。大偏心受压构件的计算：弯矩作用显著1确定截面尺寸和材料强度2计算偏心距3计算受拉钢筋面积小偏心受压构件的计算：轴力作用显著轴力作用构件主要承受轴向压力。计算方法考虑混凝土和钢筋的共同作用。构件的裂缝控制：设计、施工、使用设计合理选择材料，控制应力水平。1施工保证施工质量，避免产生施工裂缝。2使用避免超载，定期检查维护。3裂缝宽度的计算：公式、影响因素1计算公式基于钢筋应力、混凝土应变等因素，计算裂缝宽度。2影响因素钢筋配筋率、混凝土强度、保护层厚度等。预应力混凝土结构概述：优点、应用优点提高承载力、减小裂缝、节省材料。应用桥梁、大型屋盖、高层建筑等。预应力混凝土的类型：先张法、后张法先张法在浇筑混凝土前，先张拉钢筋。后张法在浇筑混凝土后，再张拉钢筋。先张法预应力施工：流程、设备张拉使用张拉设备将钢筋张拉至设计应力。固定将钢筋固定在台座上。浇筑浇筑混凝土。放张待混凝土强度达到要求后，放松钢筋。后张法预应力施工：流程、设备1预留孔道在混凝土中预留孔道。2穿束将预应力钢束穿入孔道。3张拉张拉钢束至设计应力。4锚固使用锚具将钢束固定。5灌浆向孔道内灌注水泥浆。预应力损失的计算：弹性压缩、徐变、收缩、松弛弹性压缩徐变收缩松弛图表显示了预应力损失的各个组成部分。松弛是最大的损失来源，占35%，其次是徐变占30%，弹性压缩占20%，收缩占15%。在设计预应力混凝土结构时，必须充分考虑这些损失，以保证结构的安全性和可靠性。预应力混凝土梁的设计：强度、刚度、稳定强度满足承载力要求。刚度满足挠度要求。稳定防止梁发生失稳。混凝土结构的抗震设计：基本原则、抗震措施基本原则小震不坏、中震可修、大震不倒。抗震措施提高结构的延性、刚度、强度。地震作用的计算：水平地震作用、竖向地震作用1地震作用结构所受到的地震力。2影响因素地震烈度、场地条件、结构自振周期等。结构的抗震措施：提高延性、提高刚度提高延性使结构在地震作用下能够发生较大的塑性变形，吸收地震能量。提高刚度减小结构在地震作用下的变形，提高结构的抗震性能。延性设计原则：强柱弱梁、强剪弱弯强柱弱梁保证柱子的强度大于梁的强度，避免柱子先破坏。强剪弱弯保证剪切强度大于弯曲强度，避免剪切破坏。高层建筑结构设计：结构体系、荷载计算结构体系框架结构、剪力墙结构、筒体结构、混合结构。荷载计算重力荷载、风荷载、地震作用。高层建筑的结构体系：框架、剪力墙、筒体框架结构由梁、柱组成的结构体系，抗侧力性能较差。剪力墙结构由剪力墙承担主要抗侧力作用，刚度较大。筒体结构由多个筒体组成的结构体系，抗侧力性能好。荷载计算与分析：重力荷载、风荷载、地震作用重力荷载按构件自重和使用荷载计算风荷载按风压高度变化系数计算地震作用按振型分解反应谱法计算结构稳定性的验算：整体稳定、局部稳定1整体稳定防止结构整体失稳。2局部稳定防止构件局部失稳。混凝土结构的耐久性设计：防止腐蚀、防止冻融防止腐蚀采用耐腐蚀材料、增加保护层厚度、涂刷防腐涂料等。防止冻融采用引气混凝土、控制水灰比等。环境作用的影响：化学侵蚀、物理作用化学侵蚀酸、碱、盐等化学物质对混凝土的侵蚀。物理作用冻融循环、干湿循环等物理作用对混凝土的破坏。防腐蚀措施：材料选择、保护层、涂层材料选择选择耐腐蚀的水泥、骨料、外加剂。保护层增加钢筋的保护层厚度。涂层涂刷防腐涂料。混凝土结构的防火设计：耐火等级、防火措施耐火等级根据建筑物的使用性质和重要性确定。防火措施采用耐火混凝土、增加保护层厚度、设置防火涂料等。耐火等级的确定：建筑物的用途、重要性1重要性建筑的重要性越高，耐火等级越高。2用途建筑的用途决定了火灾发生的风险。防火措施的应用：耐火材料、结构设计耐火材料使用耐火混凝土、钢材等材料。结构设计增加构件的截面尺寸，提高结构的耐火性能。特殊混凝土结构：大体积混凝土、轻骨料混凝土1大体积混凝土体积庞大，易产生温差裂缝。2轻骨料混凝土自重轻，但强度较低。3纤维混凝土加入纤维，提高抗裂性能。大体积混凝土的温控措施：降低水化热、控制温差降低水化热采用低热水泥、掺加缓凝剂等。控制温差分层浇筑、加强保温等。轻骨料混凝土的应用：高层建筑、桥梁高层建筑减轻结构自重，降低地震作用。桥梁减轻桥梁自重，提高桥梁的跨越能力。纤维混凝土的性能：抗裂、抗冲击、耐久抗裂性能纤维能够阻止裂缝的扩展，提高混凝土的抗裂性能。抗冲击性能纤维能够吸收冲击能量，提高混凝土的抗冲击性能。耐久性纤维能够提高混凝土的密实性，提高混凝土的耐久性。混凝土结构的检测与评估：无损检测、损伤评估无损检测不损坏结构，检测结构的性能。损伤评估评估结构的损伤程度，确定加固方案。无损检测方法：超声波、回弹法、射线法超声波法利用超声波在混凝土中的传播速度，检测混凝土的密实性。回弹法利用回弹仪的回弹值，推算混凝土的强度。射线法利用射线穿透混凝土的能力，检测混凝土内部的缺陷。损伤评估标准：裂缝宽度、变形、钢筋锈蚀图表显示了混凝土结构损伤评估的三个主要标准。裂缝宽度以毫米为单位，变形以构件长度L的比例表示，钢筋锈蚀以百分比表示。这些标准用于评估结构的损伤程度，并确定是否需要进行加固或修复。结构加固与修复：提高承载力、恢复耐久性提高承载力采用增大截面、外包钢、粘贴纤维等方法。恢复耐久性采用修补裂缝、更换腐蚀钢筋、涂刷保护层等方法。加固方法选择：适用性、经济性、施工难度1施工难度2经济性3适用性修复材料的应用：水泥基、环氧树脂、聚合物水泥基材料价格低廉，施工方便，但强度较低。环氧树脂材料强度高，粘结力强