混凝土的結(jié)構(gòu)

1、混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展和典型工程事例,混凝土結(jié)構(gòu)的概念,混凝土結(jié)構(gòu) （concrete structure）， 以混凝土為主制作的結(jié)構(gòu)。包括素混凝結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等?！绊拧保ㄒ魌óng），與 “混凝土”同義，可并用，但在同一技術(shù)文件、圖紙、書刊中，兩者不宜混用。主要以混凝土材料，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、鋼骨、鋼管等，作為主要承重材料的結(jié)構(gòu)，均可稱為混凝土結(jié)構(gòu)(Concrete Structure)。,混

2、凝土結(jié)構(gòu)的類型,素混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)鋼管混凝土結(jié)構(gòu) 鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu),素混凝土結(jié)構(gòu)（Plain Concrete),素混凝土　　素混凝土是針對鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等而言的。素混凝土是鋼筋混凝土的重要組成部分，由水泥、砂（細骨料）、石子（粗骨料）、礦物參合料、外加劑等，按一定比例混合后加一定比例的水拌制而成。普通混凝土干表觀密度為1900～

3、2500kg/m3，是由天然砂、石作骨料制成的。當構(gòu)件的配筋率小于鋼筋混凝土中縱向受力鋼筋最小配筋百分率時，應(yīng)視為素混凝土結(jié)構(gòu)。這種材料具有較高的抗壓強度，而抗拉強度卻很低，故一般在以受壓為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中采用，如柱墩、基礎(chǔ)墻等。,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（Reinforced Concrete),鋼筋混凝土　　當在混凝土中配以適量的鋼筋，則為鋼筋混凝土。鋼筋和混凝土這種物理、力學(xué)性能很不相同的材料之所以能有效地結(jié)合在一起共同工作，主要靠兩者之

4、間存在粘結(jié)力，受荷后協(xié)調(diào)變形。再者這兩種材料溫度線膨脹系數(shù)接近，此外鋼筋至混凝土邊緣之間的混凝土，作為鋼筋的保護層，使鋼筋不受銹蝕并提高構(gòu)件的防火性能。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)合理地利用了鋼筋和混凝土兩者性能特點，可形成強度較高，剛度較大的結(jié)構(gòu)，其耐久性和防火性能好，可模性好，結(jié)構(gòu)造型靈活，以及整體性、延性好，適用于抗震結(jié)構(gòu)等特點，因而在建筑結(jié)構(gòu)及其他土木工程中得到廣泛應(yīng)用。,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)（Prestressed Concrete),預(yù)應(yīng)

5、力混凝土,預(yù)應(yīng)力混凝土是在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載之前，利用張拉配在混凝土中的高強度預(yù)應(yīng)力鋼筋而使混凝土受到擠壓，所產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力可以抵銷外荷載所引起的大部分或全部拉應(yīng)力，也就提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂度。這樣的預(yù)應(yīng)力混凝土一方面由于不出現(xiàn)裂縫或裂縫寬度較小，所以它比相應(yīng)的普通鋼筋混凝土的截面剛度要大，變形要??；另一方面預(yù)應(yīng)力使構(gòu)件或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形與外荷載產(chǎn)生的變形方向相反（習(xí)慣稱為“反拱”），因而可抵銷后者一部分變形，使之容易滿足結(jié)構(gòu)對變形的

6、要求，故預(yù)應(yīng)力混凝土適宜于建造大跨度結(jié)構(gòu)?；炷梁皖A(yù)應(yīng)力鋼筋強度越高，可建立的預(yù)應(yīng)力值越大，則構(gòu)件的抗裂性越好。同時，由于合理有效地利用高強度鋼材，從而節(jié)約鋼材，減輕結(jié)構(gòu)自重。由于抗裂性高，可建造水工、儲水和其它不滲漏結(jié)構(gòu)。,鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)（Steel Reinforced Concrete) (Encased Concrete),鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（Concrete Filled

7、 Tube),鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)(Composite Structure) (Hybrid Structure),混凝土優(yōu)點,和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點是：1，整體性好，可灌筑成為一個整體；2，可模性好，可灌筑成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu);3，耐久性和耐火性好;工程造價和維護費用低,混凝土缺點,主要缺點是：混凝土抗拉強度低，部分地采用了鋼筋混凝土樓板。容易出現(xiàn)

8、裂縫；結(jié)構(gòu)自重比鋼、木結(jié)構(gòu)大；室外施工受氣候和季節(jié)的限制；新舊混凝土不易連接，增加了補強修復(fù)的困難,混凝土： 抗壓強度高，而抗拉強度卻很低。一般抗拉強度只有抗壓強度的1/8~1/20。 破壞時具有明顯的脆性性質(zhì)。 因此，素混凝土構(gòu)件在實際工程的應(yīng)用很有限，主要用于以受壓為主的基礎(chǔ)、柱墩和一些非承重結(jié)構(gòu)。,鋼 材：抗拉和抗壓強度都很高。具有屈服現(xiàn)象，破壞時表現(xiàn)出較好的延性。但細長的鋼筋受壓時極易壓曲，僅能作為受

9、拉構(gòu)件。而純鋼構(gòu)件的承載力也往往取決于鋼材的壓曲，材料強度一般得不到充分地發(fā)揮。將混凝土和鋼材這兩種材料有機地結(jié)合在一起，可以取長補短，充分利用材料的性能。,混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展,? 1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。? 1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。? 1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。? 混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。? 與磚石結(jié)構(gòu)

10、、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為大量土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。,第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明至本世紀初。鋼筋和混凝土的強度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。計算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計算均套用彈性理論，采用容許應(yīng)力設(shè)計方法。,第二階段：從本世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后?；炷梁弯摻顝姸鹊牟粩嗵岣?。1

11、928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度計算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫（Α.Α.Гвоздев）開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計算理論。,第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。高強