混泥土結(jié)構(gòu)——混凝土結(jié)構(gòu)設計原理
定 價:58 元
叢書名:卓越工程師系列教材
- 作者:張克躍主編
- 出版時間:2015/2/1
- ISBN:9787030433121
- 出 版 社:科學出版社
- 中圖法分類:TU370.4
- 頁碼:310
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《混泥土結(jié)構(gòu):混凝土結(jié)構(gòu)設計原理/卓越工程師系列教材》嚴格按照教學大綱和最新修訂的國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》編寫。其主要內(nèi)容包括概論、混凝土結(jié)構(gòu)材料的基本性能、以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法的基本原理、各種受力構(gòu)件(如受彎、受剪、受壓、受拉、受扭等)的受力破壞特征、設計計算方法和構(gòu)造要求、預應力混凝土的基本原理和預應力混凝土構(gòu)件的設計計算方法。
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2.混凝土結(jié)構(gòu)的缺點
混凝土結(jié)構(gòu)也存在一些缺點,主要有以下幾個方面。
。1)自重大。在承受同樣荷載的情況下,混凝土構(gòu)件的自重往往比鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件大很多,對建造大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)不利。同時,地震發(fā)生時,自重大會使結(jié)構(gòu)地震力增大,對結(jié)構(gòu)抗震不利。
(2)抗裂性差。由于混凝土抗拉強度很低,在正常使用情況下,一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件是帶裂縫工作的。結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后,剛度會降低從而變形加大。如果裂縫過多過寬,則會影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和應用范圍。
。3)耗費大量的模板。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作,需要模板予以成型,從而耗費大量模板和支撐,工程造價會有所增加。
。4)混凝土結(jié)構(gòu)施工工序多、工期長,且受季節(jié)氣候條件的限制。
(5)混凝土結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生破壞,其修復、加固、補強比較困難。
上述這些缺點,使混凝土結(jié)構(gòu)的應用范圍受到了一定的限制。但是隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,一些問題已逐步得到解決或有所改進。例如,采用輕質(zhì)、高強混凝土可以減輕結(jié)構(gòu)自重;采用預應力混凝土可以有效地提高構(gòu)件的抗裂性,還可提高結(jié)構(gòu)剛度從而減小變形。因此預應力混凝土結(jié)構(gòu)特別適用于大跨度結(jié)構(gòu)以及對防滲、防漏要求較高的結(jié)構(gòu)等;利用先進施丁技術(shù)(如滑模施工),采用泵送混凝土、高性能混凝土、自密實混凝土以及預制裝配式結(jié)構(gòu)等,可大大提高施工效率。
1.2混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況及其應用
1.2.1混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡況
人類采用土、木、石和磚瓦作為結(jié)構(gòu)材料經(jīng)歷了漫長的歲月。雖然英國阿斯普丁(Aspdin)于1824年已發(fā)明了波特蘭水泥.但直到19世紀50年代,隨著水泥和鋼材等現(xiàn)代工業(yè)的興起,混凝土才開始出現(xiàn)并被當作結(jié)構(gòu)材料。其中,法國蘭波特(Lambot)于1850年制造了第一只鋼筋混凝土小船。從那時至今不過一百六十多年的歷史,與磚石結(jié)構(gòu)、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,混凝土已成為土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)材料,而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷地發(fā)展。
混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展大致可以分為三個階段。
第一階段:從混凝土結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)至20世紀20年代,是混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的初期階段。在此期間出現(xiàn)了鋼筋混凝土梁、板、柱、拱和基礎等一系列結(jié)構(gòu)構(gòu)件,但由于當時混凝土和鋼筋的強度都比較低,人們對混凝土的性能也缺乏認識,簡單地將混凝土視為彈性材料。對結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面的計算均采用彈性理論,沿用容許應力設計方法。
第二階段:從20世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、試驗和理論研究的逐漸深入、鋼筋和混凝土強度的不斷提高,混凝土結(jié)構(gòu)進入了第二個發(fā)展階段并逐步得到了廣泛的應用。1928年,法國杰出工程師弗列西涅(Freyssient)成功發(fā)明了預應力混凝土。預應力混凝土結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),不僅改善了混凝土結(jié)構(gòu)的性能,克服了抗裂性能差的缺點,而且極大地拓寬了混凝土結(jié)構(gòu)的應用領域,使混凝土結(jié)構(gòu)可以用于建造大跨度結(jié)構(gòu)、壓力儲罐等。在計算理論上,1938年前蘇聯(lián)學者格沃茲捷夫提出了破損階段設計理論,并在此基礎上制定了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計標準及技術(shù)規(guī)范。破損階段設計法與容許應力法的主要區(qū)別是前者考慮了混凝土材料的塑性性能。在此基礎上,按破損階段設計法計算構(gòu)件截面的承載能力,要求構(gòu)件截面的承載能力(如彎矩、軸力和剪力等)不小于由外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力乘以安全系數(shù)。后來,對荷載和材料強度變異性進行進一步研究,20世紀50年代又提出了更為合理的極限狀態(tài)設計法,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:從第二次世界大戰(zhàn)后至今。隨著各國城市戰(zhàn)后的恢復和重建,混凝土結(jié)構(gòu)有了更快的發(fā)展,進入了第三個發(fā)展時期。隨著高強混凝土和高強鋼筋的出現(xiàn),預制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、高效預應力混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土以及各種新的施工技術(shù)等廣泛地應用于各類土木工程,如超高層建筑、大跨度橋梁、跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型結(jié)構(gòu)工程,成為現(xiàn)代土木工程的標志。在設計計算理論方面,對荷載和材料強度的研究引進概率方法和統(tǒng)計分析,結(jié)構(gòu)可靠度理論的研究也有了很大進展,計算理論已發(fā)展到以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法、三維混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的理論研究得到了很大的發(fā)展。
19世紀末20世紀初,我國也開始有了混凝土結(jié)構(gòu),但工程規(guī)模很小,發(fā)展十分緩慢。1908年建造的上海電話公司大樓是我國最早的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。1949年新中國成立后,隨著大規(guī)模社會主義建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)才逐步在建筑和土木工程中得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用。
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