5. 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能、破坏形态、 计算原理、设计和构造要求等问题 。
二、 本课程的特点： 1. 本课程为专业过渡课程，由基础课过渡到专业课，研究方法 既有继承，又要注意其中本质的区别。 材料力学：研究单一、匀质、连续的弹性材料，侧重于构 件的应力分析和变形计算，它们中问题的解答是唯一的。
结构设计原理
王爱兰 山东交通职业学院公路系
2013年9月
绪论
Introduction
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。

第一次飞跃：公元前 113 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
塔、阿房宫；

1. 2. 3. 4.
选择截面形式；
拟定截面尺寸；
配筋设计计算； 进行各项验算（强度条件、刚度、稳定性、抗裂性）
四、本课程的学习方法：
1. 2. 3.
认真学好课堂内容，把握内容体系的内在联系和细微差别； 注意理论联系实际，重视试验、经验和规范的规定； 深入掌握材料性能。因为结构的许多特性都是由材料性能决 定的。
的出现。钢铁和水泥产生后，直至本世纪初，
总论
《结构设计原理》主要讨论土木基础设施
工程中各种工程结构的基本构件受力性能、 计算方法和构造设计原理。 包括： 混凝土结构（Concrete Structures ） 钢结构（Steel Structures） 圬工砌体结构（Masonry Structures ） 木结构（Timber Structures ） 学习和掌握桥梁工程和其它道路人工构造 物设计的基础
用范围和应用条件
3.设计具有多方案性
结构设计是一个综合性的问题，需要遵循“安全、适用、 经济、合理”的原则。当给定荷载时，同一构件的设计答 案往往不是唯一的，需进行综合分析 破坏形态→ 计算原理 → 设计构造
受力、变形→ 应用公式→ 适用范围、限制条件
2、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，以改善混凝土在
使用期间的应力状态；

适用范围：跨径＞50m的桥梁； 优缺点: 优点 缺点
使用高强材料； 重量轻； 跨越能力大； 抗裂性能好。
工艺复杂、
需要设备多（设计、计算、 施工难度大）。
3、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构。
对于桥梁结构，根据主要承重结构受力的 不同，可将桥梁结构分为：


梁式桥（受弯为主）
拱式桥（受压为主） 刚架桥（梁柱组合） 悬索桥（受拉为主） 斜拉桥（组合受力）
梁式桥
连续梁桥
虎门大桥辅航道270m连续刚构
刚架桥
重庆大桥复线
拱式桥
万县长江大桥
悬索桥
润杨长江大桥
斜拉桥
sutong 大 桥
本课程的特点与学习本课程的指导意见 一、本课程的主要任务 1. 学习钢筋混凝土、预应力混凝土结构的基本概念、基本理 论
2.学习各种工程材料设计计算原则；
3.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； 4.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；
南京长江三桥
南京长江二桥
1.钢筋混凝土结构：

定义: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。

适用范围： 中小跨径梁、板，墩台，拱，塔;工业或民
业建筑、烟囱、水塔等特种结构。

优缺点 优点 缺点 自重大； 抗裂性能差； 施工受季节影响大。
就地取材，节约钢筋； 耐久性、耐火性好； 可模性强。
适用范围：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）

优缺点:
优点
材料来源广； 抗压能力大； 耐久； 施工简便。
缺点
自重大； 费工费时。
4、钢结构： 优点
缺点
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。
造价高； 需经常维修； 耐火性差（钢材在 500℃～ 600℃软化）。
5. 学会运用规范 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
（JTG D6－2004) 《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ 022 －85) 《公路桥涵钢结构与木结构设计规范》（JTJ025-86） 《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）


《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)
《砌体结构设计规范》（GB50003-2001)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
三、本课程要解决的问题
选择结构的材料类型；
第二次飞跃： 17世纪的生铁、 19世纪的熟铁、 19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，例如，高 300m的埃菲尔
铁塔、主跨512m的福斯海峡等钢结构；

第三次飞跃： 19 ～ 20 世纪，钢筋混凝土结构 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 结构有了蓬勃发展，并在土木工程中占据了 统治地位。
4.
结构设计方案的多样性特点，没有绝对的唯一的答案，只有 合理的合适的结果；
§0.1 基本概念 一、构件：承受荷载而起骨架作用的部分
按其受力特点分：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
二、结构：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。
（构造物的承重骨架部分）
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。
配筋混凝土结构：研究两种材料组成、非匀质、非连续的
弹塑性材料，它不同于《材料力学》研究的范畴，不仅研究
强度和变形的计算问题，更主要是结构构件的设计，包括方
案、截面形式及材料的选择，配筋构造等。
2.钢筋混凝土构件的设计方法是建立在试验基础上的 钢筋混凝土构件的设计方法对试验的
依赖性很强，应注意各理论分析的适