《高等鋼筋混凝土理論》緒論(1)

1、2024/3/29,1,鋼筋混凝土理論 Reinforced Concrete Theory,——鋼筋混凝土原理與分析,2024/3/29,2,教材選用,過鎮(zhèn)海、時(shí)旭東 編著： 《鋼筋混凝土原理與分析》 清華大學(xué)出版社，2003年,2024/3/29,3,參考書,[1]過鎮(zhèn)海：《鋼筋混凝土原理》，北京：清華大學(xué)出版社，1999年3月。[2]過鎮(zhèn)海：《混凝土的強(qiáng)度和變形》，北京：清華大學(xué)出版社，1997年12月。[3]宋玉普

2、 編著：《多種混凝土材料的本構(gòu)關(guān)系和破壞準(zhǔn)則》北京：中國水利水電出版社，2002年12月。[4]藍(lán)宗建主編：《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》，南京：東南大學(xué)出版社 2002。,2024/3/29,4,參考書——續(xù),[5]馮乃謙 編著： 《高性能混凝土結(jié)構(gòu)》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年1月。[6]陳惠發(fā)（ W. F. Chen ）、A. F. 薩里普 著：《混凝土和土的本構(gòu)方程》，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004年6月。[7]國家標(biāo)準(zhǔn)

3、：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年4月。[8]徐有鄰等：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范理解與應(yīng)用》，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年5月。,課程主要內(nèi)容,緒論第1章-混凝土的基本力學(xué)性能第2章-主要因素的影響第3章-多種混凝土第4章-混凝土多軸強(qiáng)及本構(gòu)關(guān)系第5章-鋼筋力學(xué)性能第6章-鋼筋與混凝土的粘結(jié)第7章-約束混凝土第8章-混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能,2024/3/29,5,（力學(xué)性能指

4、標(biāo)、本構(gòu)）,（反復(fù)加載、齡期、收縮、徐變）,（高強(qiáng)、輕質(zhì)等高性能混凝土及力學(xué)本構(gòu)）,（多軸試驗(yàn)、強(qiáng)度、本構(gòu)及破壞準(zhǔn)則-有限元模擬）,（鋼筋本構(gòu)、時(shí)效、徐變和松弛等）,（粘結(jié)試驗(yàn)、粘結(jié)滑移本構(gòu)）,（約束混凝土、鋼管混凝土、FRP管/約束混凝土）,（結(jié)構(gòu)的延性、滯回特性等）,授課形式,課堂講授專題研究報(bào)告（學(xué)生主講）,2024/3/29,6,混凝土單軸力學(xué)本構(gòu)的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用混凝土齡期、徐變、收縮的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用高性能混凝土的

5、研究進(jìn)展及工程應(yīng)用混凝土的多軸強(qiáng)度、多軸破壞準(zhǔn)則的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用鋼筋-混凝土粘結(jié)滑移本構(gòu)的研究進(jìn)展及工程應(yīng)用鋼管混凝土力學(xué)性能、研究進(jìn)展及工程應(yīng)用FRP約束混凝土力學(xué)性能、研究進(jìn)展及工程應(yīng)用鋼筋混凝土柱/橋墩抗震性能的設(shè)計(jì)方法、研究進(jìn)展及工程應(yīng)用,考核形式,開卷考試/論文（50%）專題研究報(bào)告（50%）,2024/3/29,7,2024/3/29,8,緒 論,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最廣泛使用的結(jié)構(gòu)混凝土是結(jié)構(gòu)材料的主體鋼筋

6、是結(jié)構(gòu)中的重要材料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的試驗(yàn)研究設(shè)計(jì)原則和計(jì)算理論的發(fā)展,2024/3/29,9,緒 論,1. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最廣泛使用的結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是最年輕的結(jié)構(gòu)工程成員（至今只有100多年的歷史）。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用最廣泛。,2024/3/29,10,應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的工程領(lǐng)域,建筑工程——各類建筑橋隧工程——橋梁、隧道 水利工程——大壩、水電站 地下工程——地下鐵道 特殊結(jié)構(gòu)——電視塔、機(jī)場跑道機(jī)械制造

7、行業(yè)——萬噸級水壓機(jī) 核電工業(yè)——壓力容器和安全殼,2024/3/29,11,兩種材料優(yōu)勢互補(bǔ),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍如此廣泛，形式變化多樣，其內(nèi)在的必然性是鋼筋和混凝土二者的材性優(yōu)勢互補(bǔ)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)越性。,2024/3/29,12,2. 混凝土是結(jié)構(gòu)材料的主體,混凝土是土木、水利工程中應(yīng)用最多、最廣泛的材料。目前全世界的年使用量超過70億t，世界人均用量約1.5t。國際上混凝土年產(chǎn)量約30億m3，我國大陸年總產(chǎn)量約占全世

8、界40%，為12億m3左右[5] 。,2024/3/29,13,我國三峽大壩的混凝土用量,總投資250億美元，總裝機(jī)容量18,200兆瓦。 三峽大壩高185米，軸線全長2309米，是世界上最長的大壩。 2006年5月三峽大壩建成。三峽大壩的混凝土總用量為2900萬m3。,2024/3/29,14,三峽大壩航拍圖（2004年12月攝）,2024/3/29,15,,三峽水庫（2006年3月攝）,2024/3/29,16,黃河李家峽水電站

9、,李家峽水電站大壩為三圓心雙曲拱壩，壩高155m，頂寬8m，底寬40m。1997年5月開始發(fā)電。,2024/3/29,17,李家峽大型水電站的施工情景,2024/3/29,18,,,2024/3/29,19,20世紀(jì)世界上最高的兩座大壩,60年代世界最高的壩為262 m高的意大利瓦依昂雙曲拱壩。80年代的最高壩為前蘇聯(lián)的英古里雙曲拱壩，壩高達(dá)272m。2002年1月開工的我國云南的小灣雙曲拱壩高達(dá)292m，是世界上最高的大壩。,

10、2024/3/29,20,,,小灣水電站效果圖,2024/3/29,21,,,2024/3/29,22,熱電站和核電站建設(shè)同樣需要大量混凝土,例如600MW發(fā)電機(jī)組鍋爐構(gòu)架的立柱高達(dá)110m，每根立柱承重達(dá)7000 t。熱電站和核電站的混凝土冷卻塔，以及核電站的混凝土安全殼建設(shè)均需大量混凝土。,2024/3/29,23,比利時(shí)Tihange核電站全景（1982）,2024/3/29,24,,,鋼筋混凝土冷卻塔,2024/3/29,2

11、5,大亞灣核電站全景,,2024/3/29,26,大亞灣核電站主廠房,,2024/3/29,27,大亞灣核電站反應(yīng)堆,,2024/3/29,28,核電站混凝土安全殼剖面圖,2024/3/29,29,核反應(yīng)堆混凝土壓力容器,2024/3/29,30,預(yù)應(yīng)力混凝土多腔壓力容器,水平截面,豎向截面,,2024/3/29,31,鋼筋混凝土卵形消化罐,2024/3/29,32,衛(wèi)星發(fā)射架的混凝土導(dǎo)流槽示意圖,2024/3/29,33,香港青馬大橋

12、,目前世界上最長的公路鐵路兩用懸索橋。大橋全長2 100 m，主跨1 377m，設(shè)計(jì)交通速度為：汽車100km/h，火車135km/h。橋身結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，分上下兩層，結(jié)構(gòu)十分輕巧。橋身鋼材總重量為4.9萬t；主纜兩條，由33 400根直徑為5.38 mm的鍍鋅高強(qiáng)度鋼絲組成，重2.7t。鋼材總用量超過8萬t。橋塔和主纜錨碇等的混凝土總用量為50萬m3，總重118萬t，是用鋼總量的十多倍。,2024/3/29,34,,香港青馬大橋

13、航拍圖,2024/3/29,35,,香港青馬大橋,2024/3/29,36,江蘇潤揚(yáng)長江大橋,潤揚(yáng)長江大橋主橋?yàn)橹骺鐝介L1490米的單孔懸索橋目前中國第一、世界第三的特大跨徑懸索橋,2024/3/29,37,江陰長江大橋,2024/3/29,38,,,大橋的混凝土錨墩,2024/3/29,39,,多倫多電視塔553.34米1973年動(dòng)工1976年建成,2024/3/29,40,,莫斯科奧斯坦金諾電視塔總高度540米1967

14、年建成,2024/3/29,41,,西雅圖電視塔高185米,2024/3/29,42,上海浦東電視塔,上海浦東電視塔（東方明珠塔）：高468米，位居亞洲第一、世界第三高塔。在標(biāo)高0～180m的混凝土簡體結(jié)構(gòu)均采用C60高強(qiáng)混凝土。混凝土用量為1.68萬m3。,2024/3/29,43,,,上海外灘全景,2024/3/29,44,東方明珠塔,塔高468米1991年7月30日動(dòng)工1994年10月1日建成亞洲第一高世界第三高,20

15、24/3/29,45,上海金茂大廈,20世紀(jì)中國第一高樓，總高為420 m。采用C50高強(qiáng)整體混凝土基礎(chǔ)，大廈基礎(chǔ)底板長、寬各60m，厚4m。底板混凝土用量為1.35萬m3。,2024/3/29,46,上海金茂大廈,,,88層421m1998,2024/3/29,47,廣州國際大廈,,63層，200m1990,2024/3/29,48,廣州國際大廈樓蓋結(jié)構(gòu)方案,廣州國際大廈采用無粘預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。原來的方案

16、：普通鋼筋混凝土樓蓋，板厚350mm，層高3.2m。現(xiàn)在的方案：無粘預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋，板厚220mm（板跨7.5-9.55m），層高3.0m。,2024/3/29,49,無粘預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋的經(jīng)濟(jì)效益,每層減少高度330mm（=130mm+200mm），60層總共降低18m，可以多建6層樓。節(jié)約混凝土近2萬t（7550m3），鋼筋420t。直接經(jīng)濟(jì)效益300萬元。自重減輕2萬t，基礎(chǔ)處理節(jié)省、墻柱截面減小、地震作用減小。間接經(jīng)