高等钢筋混凝土结构理论基本力学性能.pptxVIP

0、绪论;建筑工程;上海环球金融中心，492m，101层;台北101大楼，高508m;桥梁和交通工程;高速公路互通;日本明石海峡大桥 世界上主跨最长的悬索桥大桥全长3910m，主跨1991m，塔高280m;1964年，日本建成了世界第一条高速铁路——新干线，时速210m。1994年，我国第一条时速160m的准高速铁路——广深高速铁路建成通车。2008年我国第一条高速铁路京津城际高速铁路开通，时速350m。;水利和海港工程;地下工程;特种结构工程;钢筋混凝土工程需要解决的问题;四川大地震;充分发挥材料作用。;0.2本课程特点;0.2.2 本课程采用的分析方法 1、一般情况，采用线弹性理论来分析钢筋混凝土结构的应力或内力，而以极限状态的设计方法确定构件的承载能力。这种钢筋混凝土构件的设计方法往往是基于大量实验数据基础上的经验公式，虽然这些经验公式能够反映钢筋混凝土构件的非弹性性能，对常规设计来说也是行之有效且简便易行的，但是在使用上有局限性，也缺乏系统的理论性。 2、钢筋混凝土有限元分析方法 采用钢筋混凝土有限元分析方法能够给出结构内力和变形发展的全过程；能够描述裂缝的形成和开展，以及结构的破坏过程及其形态；能够对结构的极限承载能力和可靠度作出评估；能够揭示出结构的薄弱部位和环节，以利于优化结构设计。同时，它能广泛地适用于各种结构类型和不同受力条件和环境。; 由于钢筋混凝土非线性分析对计算机性能的要求比线性分析要高，计算模型也远比线性模型复杂，计算时间长，费用高。此外对操作人员的力学知识、计算机知识和结构知识的要求也更多。因此，虽然现在个人计算机和商用有限元软件已经得到了很大发展，但是相对于量大面广的钢筋混凝土结构，进行非线性分析的还是少数。目前非线性有限元分析常用于下列几种情况： ①用于重大结构，例如核反应堆的安全壳、海上采油平台、大型地下洞室、超高结构、超大跨结构等。 ②用于结构或构件的全过程分析，例如混凝土坝，施工工序多，工期长．交付使用后还有徐变，对这一全过程中各个阶段的受力性能，应力和位移分布，徐变后的内力重分布等，必须采用非线性有限元的方法才??得出合理的结论，以供设计和施工参考。有些构件，例如深梁、梁柱节点和已有主导裂缝的构件等，人们需要对其受力全过程作深入了解，这时也往往借助于非线性有限元方法进行分析。 ;③辅助实验分析，为了研究各种参数，例如混凝土标号、钢筋强度和配筋形式等对结构构件的影响，往往要做很多组实验，工作量大，周期长，劳动强度大。用非线性有限元法辅助实验，则可进行少量基本实验，确定参数，校核算法模型，然后进行内插或外推，得到参数变化的影响。这对减轻劳动，减少实验数量，提高效率是很有意义的。 ④在灾害荷载作用下的结构破坏分析，灾害作用往往会对结构造成严重破坏。例如，燃气爆炸下的房屋、设备破坏，常规武器作用下防护工程或房屋的破坏，飞机撞击造成建筑物倒塌等。这些破坏很难或不可能做原型实验。在这种情况下，有限元非线性仿真分析是进行研究的重要手段。;0.2.3本学科研究问题的规律 结构工程科学研究的一般规律： 从工程实践中提出要求和问题，精心调查和统计、实验研究、理论分析、计算对比、找出解决问题的方法； 研究一般的变化规律，揭示作用机理，建立物理模型和数学表达，确定计算方法和构造措施，回到工程实践中验证，改进和补充。 混凝土结构作为结构工程的一个分支，亦服从上述规律。;0.2.4参考教材 [1] 《钢筋混凝土原理和分析》 过镇海 时旭东主编 清华大学出版社 2003 [2] 《混凝土结构基本原理》 梁兴文 史庆轩 主编 中国建筑工业出版社 2011 [3] 《混凝土结构设计规范理解与应用》 李国胜 编著 中国建筑工业出版社 2012 [4] 《钢筋混凝土结构理论》 王传志、藤智明主编 中国建筑工业出版社 1985 [5] 《钢筋混凝土非线性分析》 朱伯龙、董振祥 同济大学出版社 1985 [6] 《多种混凝土材料的本构关系和破坏准则》 宋玉普 中国水利水电出版社 2002;第一篇 混凝土的力学性能; 混凝土是由水泥、水、骨料按一定比例配合，经过硬化后形成的人工石。其为一多相复合材料，其质量的好坏与材料、施工配合比、施工工艺、龄期、环境等诸多因素有关。通常将其组成结构分为： 宏观结构：两组分体系，砂浆和粗骨料。 亚微观结构：水泥砂浆结构。 微观结构： 水泥石结构。;;硅酸钙矿物颗粒的电镜照片;新拌;晶体骨架：; 由前可见，混凝土材料存在非均匀微构造、局部缺陷和离散性较大，因而极难获得精确的计算结果。故在研究和工程中主要讨论混凝土结构的宏观力学反应，即混凝土结构在一定尺度范围内的平均值。宏观结构中混凝土的两个基本构成部分，即粗骨料和水泥砂浆的