結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理王 文 煒東 南 大 學(xué) 交 通 學(xué) 院 橋 梁 工 程 系2008年 9月 第 一 章 緒 論Introduction n教 材 ： 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 第 二 版 ， 葉 見 曙主 編 ， 人 民 交 通 出 版 社 ， 2005年n參 考 書 目 ： 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) -第 2版 ， 葉 列 平 ， 趙 作 周主 編 ， 清 華 大 學(xué) 出 版 社 ， 2005 公 路 鋼 筋 混 凝 土 及 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 橋 涵 設(shè)計(jì) 規(guī) 范 JTGD62-2004 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 GBJ50010-2002 Prestressed Concrete ， Edward G.Nawy著 ， 李 英 民 縮 編 ， 重 慶 大 學(xué) 出 版社 ， 2007 總 論 總 論 n本 課 程 的 教 學(xué) 目 的 ：學(xué) 會(huì) 解 決 工 程 中 的 問 題 ： 尤 其 是 工 程 綜 合 問 題學(xué) 會(huì) 分 析 工 程 中 的 問 題 ：學(xué) 會(huì) 工 程 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法 ：學(xué) 會(huì) 發(fā) 現(xiàn) 工 程 中 的 問 題 ： 創(chuàng) 新 和 發(fā) 展學(xué) 會(huì) 研 究 工 程 中 的 問 題 ： 理 論 研 究Inquiry： put forward your own opinionStudy: solve the problem by yourselfConclusion: that not exist before 總 論 n本 課 程 的 指 導(dǎo) 思 想 ：注 重 建 立 工 程 概 念注 重 培 養(yǎng) 綜 合 能 力注 重 提 煉 科 學(xué) 知 識注 重 激 發(fā) 創(chuàng) 新 意 識從 理 論 轉(zhuǎn) 向 實(shí) 際 ， 從 簡 單 轉(zhuǎn) 向 綜 合理 論 分 析 與 工 程 概 念 相 結(jié) 合科 學(xué) 方 法 與 工 程 創(chuàng) 新 相 結(jié) 合培 養(yǎng) 土 木 工 程 師 的 基 本 素 質(zhì) 總 論 u如 何 學(xué) 好 本 課 程目 的Aims概 念Concept模 型Model綜 合Synthetic 問 題Problems理 解Understanding分 析Analysis應(yīng) 用Applications 總 論 n 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 主 要 討 論 土 木 基 礎(chǔ) 設(shè) 施工 程 中 各 種 工 程 結(jié) 構(gòu) 的 基 本 構(gòu) 件 受 力 性 能 、計(jì) 算 方 法 和 構(gòu) 造 設(shè) 計(jì) 原 理n包 括 ： 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) （ Concrete Structures ） 鋼 結(jié) 構(gòu) （ Steel Structures） 圬 工 結(jié) 構(gòu) （ Masonry Structures ） 木 結(jié) 構(gòu) （ Timber Structures ）n學(xué) 習(xí) 和 掌 握 橋 梁 工 程 和 其 它 道 路 人 工 構(gòu) 造物 設(shè) 計(jì) 的 基 礎(chǔ) 總 論 構(gòu)造物材 料 構(gòu) 件 結(jié) 構(gòu)鋼 材混 凝 土FRP木 材石 材 受 彎 構(gòu) 件受 壓 構(gòu) 件受 拉 構(gòu) 件受 扭 構(gòu) 件 橋 跨墩 臺(tái)基 礎(chǔ)塔 柱 總 論 總 論0.1 各 種 工 程 結(jié) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) 及 使 用 范 圍1.混 凝 土 結(jié) 構(gòu) （ Concrete Structures） 主 要 以 混 凝 土 材 料 ， 并 配 以 鋼 筋 、 預(yù) 應(yīng) 力鋼 筋 、 鋼 管 、 鋼 骨 等 ， 作 為 主 要 承 重 材 料的 結(jié) 構(gòu) 。素 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 鋼 骨 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) FRP-混 凝 土 結(jié) 構(gòu)預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 纖 維 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)鋼 管 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 鋼 -混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 總 論u素 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)（ Plain Concrete Structures） 返 回 總 論u鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) （ Reinforced Concrete Structures） 返 回 總 論u預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)（ Prestressed Concrete Structures） 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 是 為 解 決 鋼 筋混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 在 使 用 階 段 容 易 開 裂 問 題而 發(fā) 展 起 來 的 結(jié) 構(gòu) 。 由 高 強(qiáng) 度 鋼 筋 和高 強(qiáng) 度 混 凝 土 兩 種 材 料 組 成 的 。 預(yù) 應(yīng)力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 用 于 房 屋 建 筑 、 地 下結(jié) 構(gòu) 、 橋 梁 、 隧 道 、 水 利 、 港 口 工 程中 。 返 回 總 論u鋼 管 混 凝 土（ Concrete Filled Steel Tube） 總 論u鋼 管 混 凝 土（ Concrete Filled Steel Tube）參 考 書 目 ：n 鋼 管 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) ： 理 論 與 實(shí) 踐 第 2版 ，韓 林 海 著 ， 科 學(xué) 出 版 社 ， 2007n 鋼 管 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 計(jì) 算 與 應(yīng) 用 ， 蔡紹 懷 編 著 ， 中 國 建 筑 工 業(yè) 出 版 社 ， 1989 返 回 總 論u鋼 骨 混 凝 土 （ Steel Reinforced Concrete）（ Encased Concrete） 返 回 總 論uFRP-混 凝 土 （ Fiber Reinforced Polymer Concrete） 總 論uFRP-混 凝 土 （ Fiber Reinforced Polymer Concrete） 總 論uFRP-混 凝 土 （ Fiber Reinforced Polymer Concrete） CFRP殼 -混 凝 土 主梁 混 凝 土橋 面 板 總 論uFRP-混 凝 土 （ Fiber Reinforced Polymer Concrete）參 考 書 目 FRP加 固 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 技 術(shù) 及 應(yīng) 用 ， 王文 煒 編 著 ， 中 國 建 筑 工 業(yè) 出 版 社 ， 2007 FRP加 固 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) ， 騰 錦 光 著 ， 中國 建 筑 工 業(yè) 出 版 社 ， 2005 返 回 鋼 -混 凝 土 組 合 板 鋼 -混 凝 土 組 合 梁u鋼 -混 凝 土 組 合 （ 混 合 ） 結(jié) 構(gòu) （ Steel Concrete Composite （ Hybrid） Structures） 總 論u鋼 -混 凝 土 組 合 （ 混 合 ） 結(jié) 構(gòu) （ Steel Concrete Composite （ Hybrid） Structures） 返 回 總 論u纖 維 混 凝 土 （ Fiber Concrete ） 總 論 總 論 返 回 總 論0.1 各 種 工 程 結(jié) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) 及 使 用 范 圍1.混 凝 土 結(jié) 構(gòu) （ Concrete Structures） 主 要 以 混 凝 土 材 料 ， 并 配 以 鋼 筋 、 預(yù) 應(yīng) 力鋼 筋 、 鋼 管 、 鋼 骨 等 ， 作 為 主 要 承 重 材 料的 結(jié) 構(gòu) 。素 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 鋼 骨 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) FRP-混 凝 土 結(jié) 構(gòu)預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 纖 維 混 凝 土 結(jié) 構(gòu)鋼 管 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 鋼 -混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 總 論混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 發(fā) 展n1824年 英 國 人 阿 斯 普 丁 （ J.Aspdin） 發(fā) 明 硅 酸 鹽 水 泥n1849年 法 國 人 朗 波 （ L.Lambot） 制 造 了 第 一 只 鋼 筋混 凝 土 小 船n1872年 在 紐 約 建 造 第 一 所 鋼 筋 混 凝 土 房 屋n混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 開 始 應(yīng) 用 于 土 木 工 程 距 今 僅 150多 年n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 結(jié) 構(gòu) 已 經(jīng) 成 為 土 木 工 程中 最 主 要 的 結(jié) 構(gòu) ， 而 且 高 性 能 混 凝 土 和 新 型 混 凝 土 結(jié)構(gòu) 還 在 不 斷 發(fā) 展 。 總 論n混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 優(yōu) 點(diǎn) 總 論0.1 各 種 工 程 結(jié) 構(gòu) 的 特 點(diǎn) 及 使 用 范 圍n混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 缺 點(diǎn) u討 論 思 考 題 ： 總 論 總 論 總 論 返 回 總 論 總 論 返 回 總 論 返 回 圖 ： 1932澳 大 利 亞 503m悉 尼 鋼 拱 橋圖 ： 1977美 國 518.2m New River橋 總 論 返 回 總 論 總 論 烏 巢 河 橋 位 于 湖 南 省 鳳 凰 縣 沱 江 源 頭 的 烏 巢 河 峽 谷 的 縣 道 上 。 烏巢 河 大 橋 全 長 241m， 該 橋 因 地 制 宜 ， 就 地 取 材 ， 綜 合 應(yīng) 用 和 發(fā) 展了 中 國 近 20多 年 來 建 設(shè) 石 拱 橋 的 經(jīng) 驗(yàn) ， 建 成 橋 寬 8m、 主 跨 為 120m的 雙 肋 石 拱 橋 。 主 拱 圈 由 兩 條 分 離 式 矩 形 石 肋 和 8條 鋼 筋 混 凝 土 橫系 梁 組 成 。 拱 軸 線 為 m=1.543懸 鏈 線 ， 拱 矢 度 1/5， 拱 肋 為 等 高 變 寬度 。 采 用 20MPa的 小 石 子 混 凝 土 砌 100kPa的 塊 石 ； 肋 寬 2.5m， 高1.6m。 該 橋 結(jié) 構(gòu) 輕 盈 ， 造 型 美 觀 ， 是 目 前 世 界 上 最 大 跨 徑 石 拱 橋 記錄 的 保 持 者 ， 于 1990年 建 成 通 車 。 組 合 桁 架 橋 鋼 桁 架 腹 桿 +上 下 混 凝 土 翼 緣 板 組 合 剛 構(gòu) 橋 鋼 箱 梁 +混 凝 土 墩 總 論 于 1991年 底 建 成 ， 是 京 九 （ 龍 ）鐵 路 和 合 （ 肥 ） 九 （ 江 ） 鐵 路的 “ 天 塹 通 途 ” ， 為 雙 層 雙 線鐵 路 、 公 路 兩 用 橋 ， 鐵 路 橋 長7675米 ， 公 路 橋 長 4460米 ， 其中 江 上 正 橋 長 1806米 ， 10個(gè) 橋墩 ， 11孔 鋼 梁 ， 不 論 長 度 和 跨度 為 160米 的 普 通 鋼 桁 梁 外 ， 主航 道 為 三 孔 剛 性 桁 、 柔 性 拱 ，桁 高 16米 ， 跨 度 為 180米 ， 中 間一 孔 最 大 夸 度 達(dá) 216米 ， 最 大 知高 32米 。目 前 九 江 大 橋 不 僅 是 中 國 ， 而且 是 世 界 最 長 的 鐵 路 、 公 路 兩用 的 鋼 桁 梁 大 橋 ， 既 是 我 國 南北 交 通 的 大 動(dòng) 脈 ， 又 是 九 江 最 引 人 注 目 的 新 旅 游 景 點(diǎn) 總 論 總 論 總 論 東 海 大 橋 跨 越 杭 州 灣 北 部 海 域 ， 連 接 上 海 南 匯 區(qū) 蘆 潮 港 鎮(zhèn) 與 浙 江嵊 泗 崎 嶇 列 島 的 小 洋 山 島 ， 是 上 海 洋 山 國 際 深 水 港 的 重 要 配 套 工程 ， 大 橋 全 長 27.4Km， 左 右 幅 分 離 ， 單 幅 橋 面 寬 15.25m，雙 向 六 車 道 ， 按 高 速 公 路 標(biāo) 準(zhǔn) 設(shè) 計(jì) ， 設(shè) 計(jì) 時(shí) 速 80km/h。 1.1 基 本 概 念 總 論南 京 長 江 第 三 大 橋 主 橋 為 鋼 塔 鋼 箱 梁 雙 索 面 五 跨 連 續(xù) 斜 拉 橋 。 索塔 為 “ 人 ” 字 形 塔 ， 塔 柱 外 側(cè) 圓 曲 線 部 分 半 徑 720m， 高 215m， 設(shè) 4道 橫 梁 。 其 中 下 塔 柱 及 下 橫 梁 為 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) ， 為 C50混 凝 土 。其 他 部 分 為 鋼 結(jié) 構(gòu) ， 采 用 Q370qD鋼 。 總 論