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2020/7/31钢筋混凝土理论ReinforcedConcreteTheory——钢筋混凝土原理与分析2020/7/32教材选用•过镇海、时旭东编著：《钢筋混凝土原理与分析》清华大学出版社，2003年2020/7/33参考书[1]过镇海：《钢筋混凝土原理》，北京：清华大学出版社，1999年3月。[2]过镇海：《混凝土的强度和变形》，北京：清华大学出版社，1997年12月。[3]宋玉普编著：《多种混凝土材料的本构关系和破坏准则》北京：中国水利水电出版社，2002年12月。[4]蓝宗建主编：《混凝土结构基本原理》，南京：东南大学出版社2002。2020/7/34参考书——续[5]冯乃谦编著：《高性能混凝土结构》，北京：机械工业出版社，2004年1月。[6]陈惠发（W.F.Chen）、A.F.萨里普著：《混凝土和土的本构方程》，北京：中国建筑工业出版社，2004年6月。[7]国家标准：《混凝土结构设计规范》GB50010，北京：中国建筑工业出版社，2002年4月。[8]徐有邻等：《混凝土结构设计规范理解与应用》，北京：中国建筑工业出版社，2002年5月。课程主要内容•绪论•第1章-混凝土的基本力学性能•第2章-主要因素的影响•第3章-多种混凝土•第4章-混凝土多轴强及本构关系•第5章-钢筋力学性能•第6章-钢筋与混凝土的粘结•第7章-约束混凝土•第8章-混凝土结构的抗震性能2020/7/35（力学性能指标、本构）（反复加载、龄期、收缩、徐变）（高强、轻质等高性能混凝土及力学本构）（多轴试验、强度、本构及破坏准则-有限元模拟）（钢筋本构、时效、徐变和松弛等）（粘结试验、粘结滑移本构）（约束混凝土、钢管混凝土、FRP管/约束混凝土）（结构的延性、滞回特性等）授课形式•课堂讲授•专题研究报告（学生主讲）2020/7/36①混凝土单轴力学本构的研究进展及工程应用②混凝土龄期、徐变、收缩的研究进展及工程应用③高性能混凝土的研究进展及工程应用④混凝土的多轴强度、多轴破坏准则的研究进展及工程应用⑤钢筋-混凝土粘结滑移本构的研究进展及工程应用⑥钢管混凝土力学性能、研究进展及工程应用⑦FRP约束混凝土力学性能、研究进展及工程应用⑧钢筋混凝土柱/桥墩抗震性能的设计方法、研究进展及工程应用考核形式•开卷考试/论文（50%）•专题研究报告（50%）2020/7/372020/7/38绪论1.钢筋混凝土结构是最广泛使用的结构2.混凝土是结构材料的主体3.钢筋是结构中的重要材料4.钢筋混凝土结构性能的试验研究5.设计原则和计算理论的发展2020/7/39绪论1.钢筋混凝土结构是最广泛使用的结构钢筋混凝土结构是最年轻的结构工程成员（至今只有100多年的历史）。钢筋混凝土结构使用最广泛。2020/7/310应用钢筋混凝土结构的工程领域•建筑工程——各类建筑•桥隧工程——桥梁、隧道•水利工程——大坝、水电站•地下工程——地下铁道•特殊结构——电视塔、机场跑道•机械制造行业——万吨级水压机•核电工业——压力容器和安全壳2020/7/311两种材料优势互补•钢筋混凝土结构的应用范围如此广泛，形式变化多样，其内在的必然性是钢筋和混凝土二者的材性优势互补，充分发挥各自的优越性。2020/7/3122.混凝土是结构材料的主体•混凝土是土木、水利工程中应用最多、最广泛的材料。•目前全世界的年使用量超过70亿t，世界人均用量约1.5t。•国际上混凝土年产量约30亿m3，我国大陆年总产量约占全世界40%，为12亿m3左右[5]。2020/7/313我国三峡大坝的混凝土用量•总投资250亿美元，总装机容量18,200兆瓦。•三峡大坝高185米，轴线全长2309米，是世界上最长的大坝。2006年5月三峡大坝建成。•三峡大坝的混凝土总用量为2900万m3。2020/7/314•三峡大坝航拍图（2004年12月摄）2020/7/315•三峡水库（2006年3月摄）2020/7/316黄河李家峡水电站•李家峡水电站大坝为三圆心双曲拱坝，坝高155m，顶宽8m，底宽40m。•1997年5月开始发电。2020/7/317李家峡大型水电站的施工情景2020/7/3182020/7/31920世纪世界上最高的两座大坝•60年代世界最高的坝为262m高的意大利瓦依昂双曲拱坝。•80年代的最高坝为前苏联的英古里双曲拱坝，坝高达272m。•2002年1月开工的我国云南的小湾双曲拱坝高达292m，是世界上最高的大坝。2020/7/320小湾水电站效果图2020/7/3212020/7/322热电站和核电站建设同样需要大量混凝土•例如600MW发电机组锅炉构架的立柱高达110m，每根立柱承重达7000t。•热电站和核电站的混凝土冷却塔，以及核电站的混凝土安全壳建设均需大量混凝土。2020/7/323比利时Tihange核电站全景（1982）2020/7/324钢筋混凝土冷却塔2020/7/325大亚湾核电站全景2020/7/326大亚湾核电站主厂房2020/7/327大亚湾核电站反应堆2020/7/328核电站混凝土安全壳剖面图2020/7/329核反应堆混凝土压力容器2020/7/330预应力混凝土多腔压力容器水平截面竖向截面2020/7/331钢筋混凝土卵形消化罐2020/7/332卫星发射架的混凝土导流槽示意图2020/7/333香港青马大桥•目前世界上最长的公路铁路两用悬索桥。•大桥全长2100m，主跨1377m，设计交通速度为：汽车100km/h，火车135km/h。•桥身结构为钢结构，分上下两层，结构十分轻巧。•桥身钢材总重量为4.9万t；主缆两条，由33400根直径为5.38mm的镀锌高强度钢丝组成，重2.7t。钢材总用量超过8万t。•桥塔和主缆锚碇等的混凝土总用量为50万m3，总重118万t，是用钢总量的十多倍。2020/7/334香港青马大桥航拍图2020/7/335香港青马大桥2020/7/336江苏润扬长江大桥•润扬长江大桥主桥为主跨径长1490米的单孔悬索桥•目前中国第一、世界第三的特大跨径悬索桥2020/7/337江阴长江大桥2020/7/338大桥的混凝土锚墩2020/7/339•多伦多电视塔•553.34米•1973年动工•1976年建成2020/7/340•莫斯科•奥斯坦金诺电视塔•总高度540米•1967年建成2020/7/341•西雅图电视塔•高185米2020/7/342上海浦东电视塔•上海浦东电视塔（东方明珠塔）：高468米，位居亚洲第一、世界第三高塔。•在标高0～180m的混凝土简体结构均采用C60高强混凝土。混凝土用量为1.68万m3。2020/7/343上海外滩全景2020/7/344东方明珠塔•塔高468米•1991年7月30日动工•1994年10月1日建成•亚洲第一高•世界第三高2020/7/345上海金茂大厦•20世纪中国第一高楼，总高为420m。•采用C50高强整体混凝土基础，大厦基础底板长、宽各60m，厚4m。•底板混凝土用量为1.35万m3。2020/7/346上海金茂大厦88层421m19982020/7/347广州国际大厦63层，200m19902020/7/348广州国际大厦楼盖结构方案•广州国际大厦采用无粘预应力混凝土楼盖取得显著的经济效益。•原来的方案：•普通钢筋混凝土楼盖，板厚350mm，层高3.2m。•现在的方案：•无粘预应力混凝土楼盖，板厚220mm（板跨7.5-9.55m），层高3.0m。2020/7/349无粘预应力混凝土楼盖的经济效益•每层减少高度330mm（=130mm+200mm），60层总共降低18m，可以多建6层楼。•节约混凝土近2万t（7550m3），钢筋420t。直接经济效益300万元。•自重减轻2万t，基础处理节省、墙柱截面减小、地震作用减小。间接经济效益也相当可观。2020/7/350深圳国际贸易中心50层158.6m19852020/7/351深圳帝王大厦81层，383.95m高19962020/7/352•深圳地王大厦•81层•高383.95m•实际建筑高度325m•19962020/7/353•深圳赛格广场•79层（包括地下4层）•总高度355.8米•1997年开工•1999年竣工2020/7/354