1、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构Reinforced Concrete Structure and Masonry Structure1 1混凝土结构的概念及其特点混凝土结构的概念及其特点（1 1）概念：）概念：以混凝土为主要材料，并根据需要配以混凝土为主要材料，并根据需要配置各种钢筋（置各种钢筋（预应力筋、钢骨、钢管）预应力筋、钢骨、钢管）的承重的承重结构，均可称为结构，均可称为混凝土结构混凝土结构(Concrete(Concrete Structure)Structure)。（2）材料的基本性能）材料的基本性能v 混凝土：混凝土：v 抗压强度高，而抗压强度高，而抗拉强度却很低抗拉强度却很低。v
2、 一般抗拉强度只有抗压强度的一般抗拉强度只有抗压强度的1/81/20。v 破坏时具有明显的破坏时具有明显的脆性性质。脆性性质。绪 论 0.1 概 述延性延性反义词？反义词？Pcr=9.7kN150300 fts sc=ft2500素混凝土梁素混凝土梁Pu Pcr 破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相破坏时跨中截面受压边缘的压应力与抗拉强度相近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断近，远未达到混凝土的抗压强度，破坏表现为脆性断裂，无明显预兆。裂，无明显预兆。绪 论 0.1 概 述fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2s sc=ft ft长度单位长度单位mm素混凝土梁试验素混
3、凝土梁试验绪 论 0.1 概 述钢钢 材：材：抗拉和抗压强度都很高。抗拉和抗压强度都很高。具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性。具有屈服现象，破坏时表现出较好的延性。但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受但细长的钢筋受压时极易压曲，仅能作为受拉构件。拉构件。将混凝土和钢材这两种材料有机地结合在一起，可以取长补短，充分利用材料的性能。绪 论 0.1 概 述Pcr=9.7kN fts sc=ft1503002500钢筋混凝土梁Pu 52.5kNs sc=ft ft2f16 配置钢筋后，配置钢筋后，RC梁的承载力比素混凝土梁大大提梁的承载力比素混凝土梁大大提高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到
4、充分高，钢筋的抗拉强度和混凝土的抗压强度均得到充分利用，且破坏过程有明显预兆。利用，且破坏过程有明显预兆。Py 50.0kN s ss s sc绪 论 0.1 概 述fc=13.4N/mm2ft=1.54N/mm2fy=335N/mm2钢筋混凝土梁试验钢筋混凝土梁试验绪 论 0.1 概 述钢筋混凝土钢筋混凝土Reinforced Concrete。在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力；在构件的受压区配置钢筋协助混凝土承受压力；在复杂应力区域，可以配置箍筋或纵横交错的钢在复杂应力区域，可以配置箍筋或纵横交错的钢筋；筋；当构件受力很大时，可以直接配置钢骨；还可以当构件受力很大时，可以直接配置钢
5、骨；还可以利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，利用箍筋约束混凝土来提高混凝土的抗压强度，甚至直接采用钢管；甚至直接采用钢管；采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起采用纤维（钢纤维、玻璃纤维等）与混凝土一起搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以提高。搅拌形成的纤维混凝土，其抗拉强度可以提高。绪 论 0.1 概 述受压构件中配置受压钢筋受扭构件配筋螺旋箍筋约束混凝土梁中配置箍筋图 1-3 常见配筋方式绪 论 0.1 概 述（3）钢筋与混凝土共同工作的条件）钢筋与混凝土共同工作的条件 钢筋（材）和混凝土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：钢筋和混凝土混凝土之间
6、存在有良好的粘结力，在荷载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；钢材与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢材为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5），因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两者间的粘结力破坏。绪 论 0.1 概 述（4）混凝土结构的特点）混凝土结构的特点混凝土结构的优点：混凝土结构的优点：材料利用合理：材料利用合理：钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分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，经济指标优题，单位应力价格低，
7、对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。于钢结构。可模性好：可模性好：混凝土按需要浇筑成各种性质和尺寸，适用混凝土按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。于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。耐久性和耐火性较好，维护费用低：耐久性和耐火性较好，维护费用低：钢筋有混凝土的保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；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，混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层厚混凝土保护层可耐火可耐火2小小时时，使钢筋不致因升温过快丧失强度。，使钢筋不致因升温过快丧失强度。绪 论 0
8、.1 概 述2001年年9月月11日，日，20:50 一架飞机撞上纽约世贸中心一架飞机撞上纽约世贸中心北楼北楼绪 论 0.1 概 述现浇混凝土结构的现浇混凝土结构的整体性好整体性好，且通过合适的配筋，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防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。，适用于防护结构。刚度大、阻尼大，刚度大、阻尼大，有利于结构的变形控制有利于结构的变形控制。易于就地取材易于就地取材，混凝土所用的大量砂、石，易于，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就地取材，近
9、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。骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。绪 论 0.1 概 述混凝土结构的缺点：混凝土结构的缺点：自重大：自重大：不适用于大跨、高层结构。不适用于大跨、高层结构。轻质、高强和预应力。轻质、高强和预应力。抗裂性差：抗裂性差：普通普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差环境较差(露天、沿海、化学侵蚀露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了时会影响耐久性；也限制了普通普通RC用于大跨结构，高强钢筋无法应用。用于大跨结构，高强钢筋无法应用。预应力混凝土。预应力混凝土
10、。承载力有限：承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。大，减小使用空间。高强、钢骨、钢管混凝土。高强、钢骨、钢管混凝土。施工复杂，工序多施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。施工受季节、天气的影响较大。混凝土结构一旦破坏，其混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难修复、加固、补强比较困难。钢模、飞模、滑模等钢模、飞模、滑模等，泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等。泵送、早强、商品、高性能、免振自密实混凝土等。混凝土结构加固技术混凝
11、土结构加固技术不断得到发展，如最近研究开发的采用碳不断得到发展，如最近研究开发的采用碳纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。纤维布加固混凝土结构技术，快速简便。绪 论 0.1 概 述p高性能混凝土高性能混凝土（High Performance Concrete）绪 论0.2 混凝土结构的发展简况2科研动态这里指的性能并不仅仅指混凝土的的力学性能，还包括耐久性，经济性，抗冻性，流动性等。p绿色高性能混凝土绿色高性能混凝土 传统的混凝土生产，尤其是其主要原材料水泥的生产会带来极大的资源、能源消耗和严重的环境污染。生产1吨水泥熟料的同时，排放出几乎同量的CO2。2001年我国水泥产量排在位居世界第一。
12、2004年我国水泥产量达9.7亿吨，占世界的45.8。2007年我国水泥产量13.6亿吨，2007年我国水泥产量13.88亿吨。绪 论0.2 混凝土结构的发展简况排排 名名国国 家家产量百万吨产量百万吨1中国中国626.52印度印度100.03美国美国90.54日本日本76.65韩国韩国52.06西班牙西班牙40.57意大利意大利39.88巴西巴西39.59俄罗斯俄罗斯35.110印度尼西亚印度尼西亚31.32001年水泥产量前十名的国家年水泥产量前十名的国家 绪 论0.2 混凝土结构的发展简况 我国资深院士我国资深院士吴中伟吴中伟首次提出绿色高性能首次提出绿色高性能混凝土混凝土(Green
13、High Performance Concrete)的的概念。其中绿色的涵义可概括为：概念。其中绿色的涵义可概括为：(a)节约资源、能源；节约资源、能源；(b)不破坏环境，更应有利于环境；不破坏环境，更应有利于环境；(c)可持续发展，既要满足当代人的需求，又不可持续发展，既要满足当代人的需求，又不危及后代人满足其需要的能力。危及后代人满足其需要的能力。广州广州 中信广场大厦中信广场大厦 楼高达楼高达391米，米，80层，同时，层，同时，它也是世界上它也是世界上最高的钢筋混最高的钢筋混凝土建筑凝土建筑 世界上第二高的钢筋混凝土结构房屋为朝鲜平壤柳京饭店,高度达330m，斜面角度为75度。背景：在1976年，仅仅年发电量，朝鲜已经达到了中国的三分之一，80年时经济水平和韩国差距不大。1982年开建，1992年完成结构工程后停工近20年后。2008年7月报道，埃及电信巨头Orascom集团最近开始重新修建柳京饭店。
