华中科技大学土力学课件总论PPT资料.ppt
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土木工程的三大飞跃:
人类早期:
利用土、石、木等天然材料从事营造活动。
l第一次飞跃:
第一次飞跃:
公元前公元前1313世纪,发明了砖、瓦以承压为主的人工材世纪,发明了砖、瓦以承压为主的人工材料,即木、砖(石)结构兴起的年代,例如:
万里长城、金字料,即木、砖(石)结构兴起的年代,例如:
万里长城、金字塔、阿房宫;
塔、阿房宫;
l第二次飞跃:
第二次飞跃:
1717世纪的生铁、世纪的生铁、1919世纪的熟铁、世纪的熟铁、1919世纪中叶优质钢世纪中叶优质钢材(人工制造的耐拉、压材料)的出现,即钢结构兴起的年代,材(人工制造的耐拉、压材料)的出现,即钢结构兴起的年代,例如,高例如,高300m300m的埃菲尔铁塔、主跨的埃菲尔铁塔、主跨512m512m的福斯海峡桥等钢结构;
的福斯海峡桥等钢结构;
l第三次飞跃:
第三次飞跃:
19192020世纪,钢筋混凝土结构的出现。
钢铁和水泥世纪,钢筋混凝土结构的出现。
钢铁和水泥产生后,直至产生后,直至2020世纪初,解决了钢筋混凝土结构计算理论以及世纪初,解决了钢筋混凝土结构计算理论以及预应力混凝土结构的应力损失、锚固,配筋混凝土结构有了蓬预应力混凝土结构的应力损失、锚固,配筋混凝土结构有了蓬勃发展,并在土木工程中占据了统治地位。
勃发展,并在土木工程中占据了统治地位。
01十一月20224/32华中科技大学01十一月20225/32华中科技大学结结构构设设计计原原理理是是一一门门重重要要的的专专业业技技术术基基础础课课,它它是是在在学学习习材材料料力力学学、建建筑筑材材料料、结结构构力力学学等等先先修修课课程程的的基基础础上上,结结合合结结构构工工程程中中实实际际构构件件的的工工作作特特点点来来研研究究结结构构构构件件设设计计的的一一门门学学科科。
因因此此,它它是是一一门门实实践践性性很强的学科。
很强的学科。
01十一月20226/32华中科技大学一、构件:
一、构件:
承受荷载而起骨架作用的部分承受荷载而起骨架作用的部分按其受力特点分按其受力特点分:
受弯构件(梁和板)、受压构件、受弯构件(梁和板)、受压构件、受拉构件、和受扭构件等典型的基本构件受拉构件、和受扭构件等典型的基本构件0.1基本概念01十一月20227/32华中科技大学二、结构:
二、结构:
在工程中,由建筑材料制作的若干构件连在工程中,由建筑材料制作的若干构件连接而成的承受作用的空间或平面体系。
(构造物的承接而成的承受作用的空间或平面体系。
(构造物的承重骨架部分)重骨架部分)一般把构造物的一般把构造物的承重骨架承重骨架组成部分统称为组成部分统称为结构结构。
例如:
桥梁的桥跨、墩(台)及基础组成了桥的承重例如:
桥梁的桥跨、墩(台)及基础组成了桥的承重体系,它们就被称为桥梁结构。
体系,它们就被称为桥梁结构。
01十一月20228/32华中科技大学对于桥梁结构,根据主要承重结构主要承重结构受力的不同,可将桥梁结构分为:
l梁式桥(受弯为主)梁式桥(受弯为主)l拱式桥(受压为主)拱式桥(受压为主)l刚架桥(梁柱组合)刚架桥(梁柱组合)l悬索桥(受拉为主)悬索桥(受拉为主)l斜拉桥(组合受力)斜拉桥(组合受力)01十一月20229/32华中科技大学长沙月亮岛公铁两用桥长沙月亮岛公铁两用桥(主桥:
连续梁桥;
引桥:
简支梁桥)(主桥:
简支梁桥)梁式桥01十一月202210/32华中科技大学湖南凤凰县的乌巢河桥湖南凤凰县的乌巢河桥(L=120m)(世界上跨径最大的石拱桥)(世界上跨径最大的石拱桥)拱式桥01十一月202211/32华中科技大学虎门大桥辅航道虎门大桥辅航道270m270m连续刚构连续刚构刚架桥01十一月202212/32华中科技大学悬索桥01十一月202213/32华中科技大学南浦大桥(双塔双索面组合梁423米91年建成)斜拉桥01十一月202214/32华中科技大学四渡河大桥01十一月202215/32华中科技大学四渡河大桥地处湖北宜昌与恩施交界处,位于湖北巴东县野三关镇四渡河,坐落于鄂西武陵崇山峻岭中,是目前中国在深山峡谷里修建的最大跨度悬索桥。
大桥全长1365米,由长1105米的大桥和长228.9米的路基组成。
其中,大桥主跨为900米,桥面宽24.5米;
大桥恩施。
岸索塔高118.2米,宜昌岸索塔高113.6米,塔顶至峡谷谷底高差达650米,桥面距谷底560米,相当于200层楼高,是目前国内在深山峡谷里修建的最大跨度悬索桥,同时也是世界首座跨度达900米以上的山区特大悬索桥。
比世界最高桥法国米约大桥分别高307米和290米。
被誉为世界第一高悬索桥。
01十一月202216/32华中科技大学01十一月202217/32华中科技大学01十一月202218/32华中科技大学矮寨特大悬索桥01十一月202219/32华中科技大学矮寨特大悬索桥位于湖南湘西,为吉茶高速公路的控制性工程,桥位距吉首市区约20公里,于K14+576.30处跨越矮寨镇(G2092303公里处)附近的山谷,德夯河流经谷底(德夯河在桥位下游800m汇入峒河),谷底标高约240m,桥面设计标高与地面高差达335m。
01十一月202220/32华中科技大学法国米约大桥01十一月202221/32华中科技大学法国南部的第A75号公路,是连接巴黎和西班牙马德里的要道,但是,位于法国南部崇山峻岭之间的这条公路,是盘山路。
在夏季出行的高峰季节,途经塔恩河河谷一带的盘山公路上,经常发生严重塞车现象,50公里的路程,往往要走上4个多小时。
上世纪80年代,法国人呼吁改造A75号公路。
2004年建成,1993年开工建设。
01十一月202222/32华中科技大学对于建筑结构按照承重结构类型来分对于建筑结构按照承重结构类型来分l砖混结构砖混结构l框架结构框架结构l框架框架剪力墙结构剪力墙结构l剪力墙结构剪力墙结构l筒体结构筒体结构l大跨结构大跨结构l排架结构排架结构01十一月202223/32华中科技大学上上海海金金贸贸大大厦厦01十一月202224/32华中科技大学中国中国20082008年奥运会主会场年奥运会主会场01十一月202225/32华中科技大学吉隆坡国油双峰塔(高吉隆坡国油双峰塔(高452m)01十一月202226/32华中科技大学按按结结构构的的建建筑筑材材料料(特点及使用范围)(特点及使用范围)按结构的用途按结构的用途混凝土结构混凝土结构钢结构钢结构砌体结构砌体结构木结构木结构素混凝土结构素混凝土结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构预应力混凝土结构预应力混凝土结构桥梁结构桥梁结构建筑结构建筑结构地下结构地下结构水工结构水工结构33、结构分类:
、结构分类:
特种结构特种结构01十一月202227/32华中科技大学44、钢筋混凝土结构:
、钢筋混凝土结构:
定义定义:
由钢筋、混凝土两种性能不同的材料组成,由钢筋、混凝土两种性能不同的材料组成,能发挥各自优越性的一种建筑材料。
能发挥各自优越性的一种建筑材料。
适用范围:
中小跨径梁、板,墩台,拱,塔中小跨径梁、板,墩台,拱,塔;
工业工业或民业建筑、烟囱、水塔等特种结构。
或民业建筑、烟囱、水塔等特种结构。
优缺点优缺点优点优点就地取材,节约钢筋;
就地取材,节约钢筋;
耐久性、耐火性好;
可模性强。
缺点缺点自重大;
自重大;
抗裂性能差;
施工受季节影响大。
01十一月202228/32华中科技大学55、预应力混凝土结构:
、预应力混凝土结构:
定义:
预先人为地给混凝土引入一个应力,以改善混预先人为地给混凝土引入一个应力,以改善混凝土在使用期间的应力状态;
凝土在使用期间的应力状态;
跨径跨径50m50m的桥梁;
的桥梁;
优缺点优缺点:
优点优点缺点缺点使用高强材料;
使用高强材料;
重量轻;
跨越能力大;
抗裂性能好。
工艺复杂、工艺复杂、工艺复杂、工艺复杂、需要设备多(设计、计算、需要设备多(设计、计算、需要设备多(设计、计算、需要设备多(设计、计算、施工难度大)。
施工难度大)。
01十一月202229/32华中科技大学66、砌体结构、砌体结构定义:
将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结构。
构。
以受压为主的构件(墩台、护坡);
房屋以受压为主的构件(墩台、护坡);
房屋结构中的竖向承重结构(墙、柱等)结构中的竖向承重结构(墙、柱等)优缺点优缺点:
优点优点缺点缺点材料来源广;
材料来源广;
抗压能力大;
耐久;
施工简便。
费工费时。
01十一月202230/32华中科技大学77、钢结构:
、钢结构:
自重轻;
易建特大跨径桥梁;
轻钢住宅等材质均匀;
弹性模量大,是理想的弹性材料;
施工方便,速度快。
优点优点缺点缺点造价高;
造价高;
需经常维修;
耐耐火火性性差差(钢钢材材在在500500600600软化)。
软化)。
01十一月202231/32华中科技大学一、本课程的主要任务一、本课程的主要任务1.1.学习钢筋混凝土、预应力混凝土结构的基本概念、学习钢筋混凝土、预应力混凝土结构的基本概念、基本理论基本理论2.2.学习各种工程材料设计计算原则;
学习各种工程材料设计计算原则;
3.3.学习钢筋混凝土结构的受力特点、破坏形态、计算学习钢筋混凝土结构的受力特点、破坏形态、计算方法和连接部位的设计;
方法和连接部位的设计;
4.4.学习预应力混凝土结构受力特点、破坏形态、计算学习预应力混凝土结构受力特点、破坏形态、计算方法和连接部位的设计;
0.20.2本课程的特点与学习本课程的指导意见本课程的特点与学习本课程的指导意见01十一月202232/32华中科技大学55.通过学习,掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结通过学习,掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石结构和钢结构在各种受力状态下的工作性构、砖石结构和钢结构在各种受力状态下的工作性能、破坏形态、计算原理、设计和构造要求等问题能、破坏形态、计算原理、设计和构造要求等问题,最后通过一周的课程设计,掌握梁的整个设计,最后通过一周的课程设计,掌握梁的整个设计,为毕业设计和以后的工程设计打下基础。
为毕业设计和以后的工程设计打下基础。
01十一月202233/32华中科技大学11、本课程为专业过渡课程,由基础课过渡到专业课,研、本课程为专业过渡课程,由基础课过
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- 华中科技大学 土力学 课件 总论