《混凝土结构设计原理》课件2

《混凝土结构设计原理》本课程将深入浅出地介绍混凝土结构设计的基本原理，涵盖混凝土材料、钢筋材料、构件设计等方面通过学习本课程，您将掌握混凝土结构设计的理论知识和实践技能，为日后从事相关工作奠定坚实基础课程目标掌握混凝土结构设计的基本理论熟悉混凝土结构设计流程提升混凝土结构设计能力了解混凝土结构的基本概念、设计原掌握混凝土结构设计从材料选择、构件通过案例分析和实践练习，培养独立完理、规范标准等计算到施工图绘制的完整流程成混凝土结构设计的能力课程大纲1混凝土材料2钢筋材料介绍混凝土的组成、性能指标、配合比设计、生产和运输等介绍钢筋的种类、性能指标、连接方式等3构件设计原理4框架结构设计详细讲解抗压、抗弯、抗剪、抗拉、抗扭构件的设计原理分析框架梁、框架柱、框架基础的设计要点5其他结构类型6抗震设计与加固介绍板、楼梯、边梁、装配式混凝土结构、预应力混凝土结构等介绍混凝土结构抗震设计的基本原理和部分受损构件的修复加固方法7桥梁、水利结构8特殊结构设计概述桥梁上部结构、桥梁下部结构、水利混凝土结构的设计要点介绍其他特殊混凝土结构设计，如工业厂房、高层建筑等9规范解读与计算实例10常见问题解答解读相关规范条文，并进行多个计算实例讲解总结课程内容，并解答常见问题混凝土材料简介定义与组成分类与应用混凝土是一种人工制造的建筑材料，由水泥、砂、石、水等材料混凝土根据其强度等级、耐久性、用途等可分为多种类型，常用混合而成水泥是混凝土的主要胶凝材料，它与水发生化学反的类型有普通混凝土、高强混凝土、抗冻混凝土、防水混凝土应，形成水泥石，将砂、石等材料胶结在一起，形成坚固的整等混凝土广泛应用于各种建筑工程，如房屋、桥梁、道路、水体利工程等混凝土的性能指标25强度混凝土的强度是指它抵抗外力破坏的能力，通常用抗压强度表示，单位为兆帕（MPa）100密度混凝土的密度是指单位体积的质量，单位为千克每立方米（kg/m³）

1.5收缩率混凝土的收缩率是指混凝土在硬化过程中体积缩小的百分比20抗冻性混凝土的抗冻性是指它在反复冻融循环中抵抗破坏的能力混凝土的配合比设计基本原则主要步骤混凝土的配合比设计是指根据设计要求，确定水泥、砂、石、水混凝土的配合比设计主要包括以下几个步骤1）确定混凝土强等材料的比例，以满足混凝土强度、耐久性等性能指标度等级；2）根据材料性质，选择适宜的砂石；3）确定水灰比；4）进行试验验证，调整配合比混凝土的生产和运输搅拌1混凝土的生产主要包括搅拌、运输、浇筑等环节搅拌是指将水泥、砂、石、水等材料按比例混合，使其均匀分布运输2搅拌好的混凝土必须及时运输到施工现场运输过程中要防止混凝土离析和凝固浇筑3将混凝土运到施工现场后，要及时进行浇筑，使混凝土能够充分填实模板，并达到预期的形状和尺寸混凝土构件的成型与养护模板养护混凝土构件的成型通常采用模板，模板的作用是使混凝土能够形混凝土浇筑后，需要进行养护，以保证混凝土能够正常硬化，达成预期的形状和尺寸模板材料主要有木材、钢材、塑料等到设计要求的强度和耐久性养护方法主要有保湿养护、保温养护等混凝土的优点和缺点优点1）强度高；2）耐久性好；3）成本低；4）可塑性强；5）施工方便缺点1）自重较大；2）抗拉强度低；3）易发生裂缝；4）抗火性能较差钢筋材料简介定义与分类特性与应用钢筋是混凝土结构中常用的钢材，主要用于增强混凝土的抗拉强钢筋具有强度高、韧性好、延伸率大等特点钢筋在混凝土结构度和抗剪强度钢筋根据其生产工艺、化学成分、力学性能等可中通常以钢筋骨架的形式存在，与混凝土共同工作，构成钢筋混分为多种类型，常用的类型有热轧钢筋、冷轧钢筋、预应力钢筋凝土结构体系，广泛应用于各种建筑工程等钢筋的性能指标400强度钢筋的强度是指它抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度表示，单位为兆帕（MPa）200延伸率钢筋的延伸率是指钢筋在断裂前所能承受的伸长量占其原始长度的百分比100屈服强度钢筋的屈服强度是指钢筋开始发生明显塑性变形时的应力20抗弯强度钢筋的抗弯强度是指钢筋抵抗弯曲变形的能力钢筋的连接方式焊接机械连接搭接焊接是指利用高温将钢筋熔化，然后使其机械连接是指利用专用工具，将钢筋连接搭接是指将两根钢筋的末端相互重叠，并冷却凝固，形成牢固的连接焊接连接方在一起机械连接方法操作方便，不易产通过绑扎或焊接的方式连接起来搭接连法简单、快捷，但对钢筋的材质和焊接工生焊接缺陷，但成本较高接方法成本低，但连接强度较低艺要求较高抗压构件设计原理基本概念设计依据抗压构件是指主要承受轴向压力作用的混凝土构件，如柱、墙抗压构件的设计依据主要包括1）混凝土的抗压强度；2）钢等抗压构件的设计目的是保证其在压力作用下不发生破坏筋的抗拉强度；3）构件的截面尺寸；4）荷载的大小和分布抗弯构件设计原理基本概念设计依据抗弯构件是指主要承受弯矩作用的混凝土构件，如梁、板等抗抗弯构件的设计依据主要包括1）混凝土的抗压强度；2）钢弯构件的设计目的是保证其在弯矩作用下不发生破坏筋的抗拉强度；3）构件的截面尺寸；4）弯矩的大小和分布抗剪构件设计原理基本概念设计依据抗剪构件是指主要承受剪力作用的混凝土构件，如墙、剪力墙抗剪构件的设计依据主要包括1）混凝土的抗剪强度；2）钢等抗剪构件的设计目的是保证其在剪力作用下不发生破坏筋的抗剪强度；3）构件的截面尺寸；4）剪力的的大小和分布抗拉构件设计原理基本概念设计依据抗拉构件是指主要承受轴向拉力作用的混凝土构件，由于混凝土抗拉构件的设计依据主要包括1）钢筋的抗拉强度；2）构件抗拉强度较低，一般在抗拉构件中配筋，由钢筋来承受拉力的截面尺寸；3）拉力的的大小和分布抗扭构件设计原理基本概念设计依据抗扭构件是指主要承受扭矩作用的混凝土构件，如柱、梁等抗抗扭构件的设计依据主要包括1）混凝土的抗扭强度；2）钢扭构件的设计目的是保证其在扭矩作用下不发生破坏筋的抗扭强度；3）构件的截面尺寸；4）扭矩的大小和分布框架梁设计要点截面尺寸配筋节点构造框架梁的截面尺寸要根据荷载的大小和框架梁的配筋要根据荷载的大小和方向框架梁与框架柱的连接节点要进行合理跨度来确定，以保证梁的强度和刚度来确定，以保证梁的抗弯、抗剪和抗扭的构造设计，以保证节点的强度和刚能力度框架柱设计要点截面尺寸配筋节点构造框架柱的截面尺寸要根据荷载的大小和框架柱的配筋要根据荷载的大小和方向框架柱与框架梁的连接节点要进行合理高度来确定，以保证柱的强度和刚度来确定，以保证柱的抗压、抗弯和抗剪的构造设计，以保证节点的强度和刚能力度框架基础设计要点类型选择尺寸确定配筋框架基础的类型要根据地基土的承载框架基础的尺寸要根据荷载的大小和分框架基础的配筋要根据荷载的大小和方力、荷载的大小和分布、经济性等因素布、地基土的承载力等因素来确定，以向、地基土的性质等因素来确定，以保来选择，常用的类型有独立基础、条形保证基础的强度和稳定性证基础的抗剪、抗弯和抗拉能力基础、筏板基础等板的受力分析与设计受力特点设计要点板是主要承受横向荷载的混凝土构件，如楼板、屋顶板等板的板的设计要点包括1）确定板的类型，如平板、肋板等；2）受力特点是主要承受弯矩和剪力确定板的厚度，以保证板的强度和刚度；3）确定板的配筋，以保证板的抗弯和抗剪能力楼梯的受力分析与设计受力特点设计要点楼梯是主要承受人流或货物荷载的混凝土构件楼梯的受力特点楼梯的设计要点包括1）确定楼梯的类型，如直线楼梯、折线是主要承受弯矩、剪力和扭矩楼梯等；2）确定楼梯的跨度、高度、宽度等；3）确定楼梯的配筋，以保证楼梯的强度和刚度边梁的受力分析与设计受力特点设计要点边梁是位于板的边缘，用来支撑板的混凝土构件边梁的受力特边梁的设计要点包括1）确定边梁的类型，如矩形边梁、T形点是主要承受弯矩、剪力和轴力边梁等；2）确定边梁的截面尺寸，以保证边梁的强度和刚度；3）确定边梁的配筋，以保证边梁的抗弯、抗剪和抗拉能力装配式混凝土结构概述概念与优点应用范围装配式混凝土结构是指将预先制作好的混凝土构件运到施工现装配式混凝土结构广泛应用于各种建筑工程，如住宅、办公楼、场，通过拼接的方式进行组装，从而完成建筑工程装配式混凝工业厂房等土结构具有施工速度快、工期短、质量易控制、节约资源等优点预应力混凝土结构概述概念与优点应用范围预应力混凝土结构是指在混凝土浇筑前或浇筑后，在钢筋上施加预应力混凝土结构广泛应用于各种建筑工程，如桥梁、水利工预应力，从而提高混凝土结构的强度和抗裂能力预应力混凝土程、大型建筑等结构具有强度高、抗裂性好、刚度大、荷载大等优点混凝土结构抗震设计概述基本原则设计要点混凝土结构抗震设计是指在结构设计中考虑地震作用，并采取相混凝土结构抗震设计要点包括1）提高结构的整体性和刚度；应的措施，以保证结构在地震作用下能够安全可靠2）设置抗震构造措施；3）选用抗震性能好的材料；4）进行抗震性能分析和验算部分受损构件的修复加固加固目的加固方法混凝土结构的修复加固是指对受损或老化的混凝土结构进行维修常用的加固方法有1）粘贴钢板；2）注射加固；3）碳纤维布或增强，以延长结构的使用寿命，保证结构的安全可靠加固；4）外包钢加固等桥梁上部结构设计概述类型与特点设计要点桥梁上部结构是指桥梁的承重部分，主要由桥面、梁、拱、桁架桥梁上部结构设计要点包括1）确定桥梁上部结构的类型；等构成桥梁上部结构的类型和特点取决于桥梁的跨度、荷载、2）进行荷载计算；3）进行强度、刚度、稳定性分析；4）进行地形等因素施工图绘制桥梁下部结构设计概述类型与特点设计要点桥梁下部结构是指桥梁的支承部分，主要由桥墩、桥台、基础等桥梁下部结构设计要点包括1）进行地基土的勘察；2）确定构成桥梁下部结构的类型和特点取决于地基土的承载力、桥梁桥墩、桥台的类型和尺寸；3）进行强度、稳定性分析；4）进跨度、荷载等因素行施工图绘制水利混凝土结构设计概述类型与特点设计要点水利混凝土结构是指用于水利工程的混凝土结构，如水库、大水利混凝土结构设计要点包括1）进行水文调查和分析；2）坝、水闸、堤防等水利混凝土结构的设计特点是需要考虑水的确定结构的类型和尺寸；3）进行强度、稳定性、防水性能分侵蚀、水压等因素析；4）进行施工图绘制其他特殊混凝土结构设计工业厂房高层建筑地下结构工业厂房的设计特点是需要考虑厂房的高层建筑的设计特点是需要考虑建筑物地下结构的设计特点是需要考虑防水、用途、生产工艺、荷载、环境等因素的抗风、抗震、抗沉降等因素防潮、防腐等因素相关规范条文解读《混凝土结构设计规范》GB《建筑抗震设计规范》GB《钢筋混凝土结构设计规范》50010-201050011-2010JGJ31-2010本规范是混凝土结构设计的主要依本规范是混凝土结构抗震设计的主要本规范是钢筋混凝土结构设计的主要据，涵盖了混凝土结构设计的基本原依据，涵盖了抗震设计的基本原则、依据，涵盖了钢筋混凝土结构设计的则、材料性能、构件计算、抗震设计抗震等级划分、抗震构造措施等内基本原则、材料性能、构件计算、施等内容容工图绘制等内容计算实例1框架梁设计荷载计算根据框架梁的跨度、荷载类型和分布情况，计算框架梁的永久荷载、活荷载和雪荷载截面尺寸根据荷载计算结果和梁的跨度，确定框架梁的截面尺寸，以保证梁的强度和刚度配筋设计根据荷载计算结果和梁的截面尺寸，确定框架梁的配筋，以保证梁的抗弯、抗剪和抗扭能力计算实例2框架柱设计配筋设计截面尺寸根据荷载计算结果和柱的截面尺寸，确定荷载计算根据荷载计算结果和柱的高度，确定框架框架柱的配筋，以保证柱的抗压、抗弯和根据框架柱的荷载类型和分布情况，计算柱的截面尺寸，以保证柱的强度和刚度抗剪能力框架柱的永久荷载、活荷载和风荷载计算实例3板设计荷载计算根据板的跨度、荷载类型和分布情况，计算板的永久荷载、活荷载和雪荷载厚度确定根据荷载计算结果和板的跨度，确定板的厚度，以保证板的强度和刚度配筋设计根据荷载计算结果和板的厚度，确定板的配筋，以保证板的抗弯和抗剪能力计算实例4楼梯设计荷载计算根据楼梯的跨度、荷载类型和分布情况，计算楼梯的永久荷载、活荷载和雪荷载截面尺寸根据荷载计算结果和楼梯的跨度，确定楼梯的截面尺寸，以保证楼梯的强度和刚度配筋设计根据荷载计算结果和楼梯的截面尺寸，确定楼梯的配筋，以保证楼梯的抗弯、抗剪和抗扭能力计算实例5框架基础设计地基土勘察进行地基土的勘察，了解地基土的承载力、性质等基础类型根据地基土的承载力、荷载的大小和分布、经济性等因素，选择合适的框架基础类型基础尺寸与配筋根据荷载的大小和方向、地基土的性质等因素，确定框架基础的尺寸和配筋计算实例6桥梁上部结构设计荷载计算根据桥梁的跨度、荷载类型和分布情况，计算桥梁上部结构的永久荷载、活荷载和风荷载截面尺寸根据荷载计算结果和桥梁的跨度，确定桥梁上部结构的截面尺寸，以保证结构的强度和刚度配筋设计根据荷载计算结果和结构的截面尺寸，确定桥梁上部结构的配筋，以保证结构的抗弯、抗剪和抗扭能力计算实例7桥梁下部结构设计地基土勘察进行地基土的勘察，了解地基土的承载力、性质等桥墩、桥台设计根据地基土的承载力、荷载的大小和分布等因素，确定桥墩和桥台的类型、尺寸和配筋基础设计根据地基土的承载力、荷载的大小和分布等因素，确定基础的类型、尺寸和配筋常见问题解答混凝土强度不足怎么办？钢筋锈蚀怎么办？混凝土结构裂缝怎么办？可采用高强度混凝土或对混凝土进行加可采用防锈措施或对锈蚀钢筋进行更可采用灌浆、粘贴钢板等方法进行修复固处理换加固课程总结混凝土结构设计原理设计流程本课程介绍了混凝土结构设计掌握混凝土结构设计流程，包的基本原理，涵盖了混凝土材括材料选择、构件计算、施工料、钢筋材料、构件设计等方图绘制等面实践技能通过案例分析和实践练习，提升独立完成混凝土结构设计的能力参考文献•《混凝土结构设计规范》GB50010-2010•《建筑抗震设计规范》GB50011-2010•《钢筋混凝土结构设计规范》JGJ31-2010•《混凝土结构加固设计规范》JGJ137-2013。