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钢筋混凝土结构辅导资料一
主 题：钢筋混凝土结构绪论部分的辅导资料——混凝土结构的一般涵义，结构中配置钢筋的作用和要求以及钢筋混凝土结构的优缺点 学习时间：2014年3月31日－4月6日
内 容：
我们这周主要学习第一章，也就是本门课的绪论部分。希望通过下面的内容能使同学们加深本章的学习要求及需要掌握的重点内容。
一、学习要求
掌握混凝土结构分类，混凝土的一般概念、特点本章基本内容掌握钢筋与混凝土协同工作的原因；了解混凝土结构在国内外的应用和发展前景；了解本课程主要的学习内容、要求和学习方法。
二、主要内容
本章包含的基本概念如下：
混凝土结构、延性破坏、脆性破坏。
知识点：混凝土结构的分类，钢筋与混凝土协同工作的原因。
混凝土结构的一般概念
（一）混凝土结构的定义与分类
以混凝土为主，并根据需要配置普通钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构。
素混凝土结构混凝土的主要分类钢筋混凝土结构预应力混凝土结构钢骨混凝土结构钢管混凝土结构钢-混凝土混合结构
（二）配筋的作用与要求
1.混凝土的力学性能特点：
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（1）抗压强度高，而抗拉强度却很低；
（2）一般抗拉强度只有抗压强度的1/8～1/20；（3）破坏时具有明显的脆性性质。2.钢材的力学性能特点：
（1）抗拉和抗压强度都很高；
（2）变形能力较大，破坏时表现出较好的延性；（3）细长钢筋受压时极易压屈。
3.钢筋与混凝土二者共同工作的条件：
（1）混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力；（2）二者的温度线膨胀系数十分接近: 钢筋：1.2×10-5/℃ 混凝土：(1.0×10-5～1.5×10-5)/℃ 4.钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土共同工作的原理： 钢筋混凝土及素混凝土梁的破坏特征（通过图示对比）
图1.1 简支梁受力破坏示意图：（a）素混凝土梁；（b）钢筋混凝土梁
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种不同的材料组成的。在钢筋混凝土结构中，利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱，钢筋的抗拉能力很强的特点，用混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力，二者共同工作，以满足工程结构的使用要求。
（三）钢筋混凝土结构的优缺点 1.优点：
（1）取材容易：可就地取材，有效利用废料；
（2）合理用材：发挥混凝土抗压，钢筋抗拉的特点；（3）耐久性好：混凝土包裹钢筋，不易锈蚀；（4）耐火性好：混凝土包裹钢筋，延缓升温；（5）可模性好：根据需要，浇筑成各种形状；
（6）整体性好：有利于抗震、抵抗冲击和爆炸冲击波。2.缺点:（1）自重大：对大跨度、高层结构以及结构抗震不利。改进措施：轻质、高强和预应力混凝土的发展和应用。
（2）抗裂性差：普通钢筋混凝土结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性。
改进措施：预应力混凝土、纤维混凝土等的应用。（3）施工复杂：工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工过程受
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季节、天气的影响较大。
改进措施：利用钢模、飞模、滑模等；利用泵送、早强、商品、高性能、免振捣自密实混凝土等。
（4）维修加固困难：一旦破坏，其修复、加固、补强都比较困难。改进措施：采用碳纤维布加固混凝土结构等先进加固技术。
混凝土结构的发展概况
钢筋混凝土结构迄今有150年的历史，广泛应用于高层建筑及多层框架等结构构件中。近年来新材料应用和技术发展比较迅速，主要体现在以下几方面：
（一）材料方面
高强高性能混凝土的应用范围不断扩大。
（二）结构方面
除应用于梁、板、柱、基础外，钢—混凝土组合结构得到广泛应用，如组合楼盖，组合梁，钢管混凝土柱等。此外预应力混凝土组合结构中的无粘结部分预应力混凝土结构也得到广泛应用。
（三）设计理论方面
我国混凝土结构规范自1955年以来历经四次调整修订，现采用GB50010—2002《混凝土结构设计规范》，它采用以近似概率理论为基础的极限状态法，从对结构仅进行线性分析发展到结构非线性分析，从对结构侧重安全发展到全面侧重结构的性能，更加严格地控制裂缝和变形。
（四）应用范围：
单层、多层厂房、住宅、旅馆、剧院、体育馆、桥梁工程、水工及港口工程、地下工程、海洋工程、国防工程、特种结构等。
案例1：我国香港特别行政区中环广场，建成于1992年，78层，372m高，是世界上最高的钢筋混凝土建筑。
案例2：上海浦东的金茂大夏，建于1998年，88层，421m高，钢—混凝土结构是我国第一，世界第三高度的高层建筑。
案例3：江阴长江大桥，建成于1999年，跨度为1385m，列为中国第一，世界第四跨度的钢筋混凝土桥塔和钢悬索组成的特大桥。
本课程的目的和特点
（一）本课程的学习目的：
掌握混凝土结构的基本概念，基本理论及构造要求，能进行一般工业与民用建筑结构的设计，并具有绘制和识读结构施工图的能力。
（二）本门课程需要掌握的主要内容： 1.材料的力学性能 2.结构设计准则
3.受弯构件设计：包括正截面承载力计算和斜截面承载力计算 4.受压构件设计：包括轴心及偏心受压构件正截面承载力 5.受拉构件承载力 6.受扭构件承载力 7.预应力混凝土构件
（三）本课程的学习方法 1.首先注意掌握钢筋、混凝土的力学性能及共同工作的基础——是研究各种基本构件受力的基础
2.突出重点，并注意难点的学习
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重点内容：
第4章 受弯构件正截面受弯承载力，是后面各章的基础。
难点：注意找出它的根源。例如，第5章中的抵抗弯矩图是难点，如果知道了画抵抗弯矩图的目的在于弯起、截断梁内纵向受力钢筋，难点也就基本上化解了。
3.注重概念的理解，熟练掌握设计计算的基本功
概念的理解往往需要在不断学习过程中加深，教学内容本身也是循序渐进的。
熟练掌握所要求的计算方法都是本课程的基本功。计算公式并不要死记硬背，理解后在练习过程中很容易掌握，因此必须强调平时作业独立完成，并多与老师交流沟通。
4.注意规范的学习
目前缺少试验机会，是缺憾，但应加强课程作业的学习和参观学习，并在学习过程中对结构设计有一个初步的感观认识，自后逐步熟悉和正确运用我国颁布的一些设计规范及设计规程。课程中用到的规范有：
《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068)《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001)《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—91)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)这些规范是有一定约束性、立法性的文件，必须遵守，同时其中的一些构造要求应当做常识掌握。
混凝土结构是一门发展很快的学科，学习时要多注意它的新动向和新成就，以扩大知识面。
5.本课程的基本内容框架如下
混凝土结构设计原理结构设计基本原则1.概述；2.材性；3.设计方法；基本构件4.弯；5.剪；6.压；7.拉；8.扭；9.刚度、裂缝、耐久性；10.预应力；水平结构体系11.楼盖； 竖向结构体系12.单层厂房；13.多层框架；14.高层结构；
6.要求深刻理解或熟练掌握的内容有以下12处
（1）混凝土一次短期单轴向受压时的应力—应变曲线；
（2）适筋梁正截面受弯的三个受力阶段和正截面受弯的三种破坏形态；
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（3）单筋、双筋矩形截面和T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算；（4）剪跨比、斜截面受剪的三种主要破坏形态及斜截面受剪承载力的计算；（5）轴心受压螺旋筋柱间接配筋的概念、偏心受压构件正截面受压破坏形态和矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力的计算；
（6）以变角空间桁架模型为基础的受扭构件扭曲截面承载力计算，弯剪扭构件的配筋计算方法及构造；
（7）截面弯曲刚度、裂缝宽度的定义及其计算的主要原理；裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数的物理意义；混凝土结构耐久性的概念、主要影响因素及保证耐久性的技术措施和构造要求；
（8）预应力混凝土的概念，预应力损失和后张法预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析；
（9）单向板与双向板钢筋混凝土超静定结构塑性内力重分布的概念，单向板肋梁楼盖的设计计算和构造；
（10）单层厂房排架计算；矩形截面单层单厂柱、牛腿及柱下扩展基础的设计计算和构造；
（11）多层框架的受力特点；多层框架按分层法、D值法的计算；现浇多层框架梁、柱和节点的设计计算和构造；
（12）高层建筑竖向结构体系的常用类型；双肢联肢墙的受力特点及构造要求。
三、典型习题
名词解释
1、混凝土结构
答：以混凝土为主，并根据需要配置普通钢筋、预应力筋、钢骨、钢管等，作为主要承重材料的结构，均可称为混凝土结构。简答题
1、钢筋与混凝土二者共同工作的条件？ 答：（1）混凝土硬化后与钢筋之间有良好的粘结力；（2）二者的温度线膨胀系数十分接近: 钢筋：1.2×10-5/℃ 混凝土：(1.0×10-5～1.5×10-5)/℃
2、钢筋混凝土结构的优缺点？ 答：1.优点：
（1）取材容易；（2）合理用材；（3）耐久性好；（4）耐火性好；（5）可模性好；（6）整体性好。
2.缺点:（1）自重大；（2）抗裂性差；（3）施工复杂；
（4）维修加固困难。
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