混凝土结构设计原理PDF电子书下载

1绪论 1

1.1工程结构的组成和分类 1

1.1.1工程结构的组成 1

1.1.2工程结构的分类 1

1.2混凝土结构 2

1.2.1混凝土结构的类型 2

1.2.2钢筋混凝土结构的特点 3

1.2.3混凝土结构的发展历程与应用 4

1.3本课程的特点和学习方法 5

2混凝土结构用材料基本性能 7

2.1钢筋 7

2.1.1钢筋的种类 7

2.1.2单调荷载下钢筋的强度和变形 10

2.1.3钢筋应力—应变关系的理论模型 15

2.1.4钢筋的徐变和松弛 16

2.1.5重复和反复荷载下钢筋的强度和变形 17

2.1.6钢筋的选用 18

2.2混凝土 19

2.2.1混凝土的种类 19

2.2.2混凝土的强度 19

2.2.3一次短期加载作用下混凝土的变形 26

2.2.4重复荷载作用下混凝土的变形 32

2.2.5长期荷载作用下的混凝土的变形 34

2.2.6混凝土收缩、膨胀与温度变形 35

2.2.7混凝土的选用 36

2.3钢筋与混凝土的黏结 37

2.3.1黏结应力的概念 37

2.3.2黏结破坏机理 38

2.3.3影响黏结强度的因素 41

2.3.4保证可靠黏结的构造措施 42

思考题 42

3混凝土结构基本设计原则 44

3.1概述 44

3.2结构的功能要求 45

3.2.1结构上的作用 45

3.2.2结构的功能要求 46

3.2.3结构的可靠性与安全等级 46

3.3结构极限状态 47

3.3.1结构上的作用和结构抗力 47

3.3.2极限状态方程 47

3.3.3承载能力极限状态计算 48

3.3.4正常使用极限状态计算 50

3.4耐久性设计的相关规范 52

3.4.1环境类别 52

3.4.2混凝土材料的耐久性基本要求 52

3.4.3混凝土保护层厚度 53

3.4.4混凝土耐久性技术措施 53

3.4.5混凝土检测与维护 53

思考题 53

4钢筋混凝土受弯构件正截面承载力性能分析与设计 55

4.1概述 55

4.2试验研究 56

4.2.1配筋率对构件破坏特征的影响 56

4.2.2适筋受弯构件截面受力过程 57

4.3单筋矩形截面受弯构件正截面受力分析 59

4.4单筋矩形截面受弯构件承载力分析 61

4.4.1计算简图 61

4.4.2计算公式 62

4.4.3适用条件 63

4.4.4公式应用 66

4.5双筋矩形截面受弯构件承载力分析 72

4.5.1计算公式 75

4.5.2适用条件 76

4.5.3公式应用 76

4.6T形截面受弯构件承载力分析 81

4.6.1计算公式 83

4.6.2公式应用 86

4.7构造要求 89

4.7.1受弯构件截面的形式与尺寸 89

4.7.2板、梁构造要求 90

4.7.3混凝土最小保护层厚度 93

4.7.4纵向受力钢筋的最小配筋率 94

思考题 94

练习题 95

5钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力性能分析与设计 98

5.1概述 98

5.2试验研究 98

5.2.1无腹筋梁的试验研究 99

5.2.2有腹筋梁的试验研究 104

5.3承载力分析 107

5.3.1影响斜截面抗剪承载力的主要因素 107

5.3.2斜截面抗剪承载力计算公式 108

5.3.3斜截面抗剪承载力设计 111

5.4构造要求 111

5.4.1箍筋 111

5.4.2纵筋的锚固 113

5.4.3纵筋的连接 117

5.4.4纵筋的弯起 118

5.4.5纵筋的截断 122

5.5实例分析 123

思考题 131

练习题 132

6钢筋混凝土受扭构件承载力性能分析与设计 135

6.1概述 135

6.2受扭构件试验研究 135

6.3开裂扭矩的计算 138

6.3.1矩形截面构件的开裂扭矩 138

6.3.2T、I形截面构件的开裂扭矩 140

6.4纯受扭构件的受扭承载力分析 141

6.4.1矩形截面纯扭构件承载力 141

6.4.2T形和I形截面钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力 142

6.5弯剪扭构件的承载力分析 142

6.5.1剪扭构件承载力 142

6.5.2弯、剪、扭构件承载力 143

6.6受扭构件计算公式的适用条件及构造要求 144

6.6.1截面限制条件 144

6.6.2构造钢筋 144

6.6.3钢筋的构造要求 145

思考题 150

练习题 150

7钢筋混凝土轴心受力构件正截面承载力性能分析与设计 152

7.1概述 152

7.2试验研究 153

7.2.1配有普通箍筋的轴心受压构件 153

7.2.2配有螺旋箍筋的轴心受压构件 156

7.2.3轴心受拉构件 157

7.3轴心受压构件承载力分析 157

7.3.1配有普通箍筋的柱正截面承载力 157

7.3.2配有螺旋箍筋的柱正截面承载力 158

7.4轴心受拉构件承载力分析 159

7.5构造要求 159

7.6实例分析 160

练习题 165

8钢筋混凝土偏心受力构件承载力性能分析与设计 167

8.1概述 167

8.2偏心受压构件试验研究 167

8.2.1正截面受力过程及破坏形态 167

8.2.2纵向弯曲影响与控制截面弯矩取值 170

8.3不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力分析 173

8.3.1基本公式 173

8.3.2不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力 176

8.4对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力分析 182

8.4.1受压类别的判断 182

8.4.2大偏压构件的设计与校核 182

8.4.3小偏压构件的设计与校核 182

8.5Ⅰ形截面偏心受压构件正截面承载力分析 186

8.5.1不对称配筋Ⅰ形截面柱 186

8.5.2对称配筋Ⅰ形截面柱 188

8.6正截面承载力的Nu—Mu相关曲线 193

8.7双向偏心受压构件正截面承载力分析 194

8.8偏心受压构件斜截面受剪承载力分析 198

8.9偏心受拉构件正截面承载力分析 199

8.9.1大偏心受拉构件正截面承载力 199

8.9.2小偏心受拉构件正截面承载力 201

8.10偏心受拉构件斜截面承载力分析 203

8.11钢筋混凝土双筋构件正截面适筋设计中x的取值讨论 203

8.11.1S与x的关系 204

8.11.2按界限截面设计的可靠度问题 205

8.12构造要求 205

思考题 206

练习题 207

9钢筋混凝土构件的使用性能 210

9.1概述 210

9.2裂缝控制验算 210

9.2.1裂缝产生的原因及危害 210

9.2.2裂缝控制的目标及要求 212

9.2.3裂缝宽度计算 213

9.3受弯构件的挠度验算 221

9.3.1短期刚度计算 223

9.3.2长期刚度计算 224

9.3.3最小刚度原则与挠度验算 225

思考题 228

练习题 228

10预应力混凝土构件性能分析与设计 231

10.1预应力混凝土的基本概念 231

10.1.1预应力混凝土的基本思想 232

10.1.2预应力混凝土的基本施工工艺 234

10.1.3预应力混凝土材料 236

10.1.4预应力锚固体系 241

10.2预应力混凝土构件设计基础 244

10.2.1预应力张拉控制应力 244

10.2.2预应力损失 245

10.2.3先张法构件中预应力钢筋的预应力传递长度 255

10.2.4后张法构件端部锚固区的局部受压验算 256

10.2.5预应力混凝土构件的构造要求 259

10.3预应力混凝土轴心受拉构件设计 264

10.3.1轴心受拉构件的应力分析 264

10.3.2轴心受拉构件设计 271

10.3.3轴心受拉构件设计步骤及示例 273

10.4预应力混凝土受弯构件设计 277

10.4.1受弯构件的应力分析 278

10.4.2受弯构件正截面抗弯承载力计算 284

10.4.3受弯构件斜截面抗剪及抗弯承载力计算 288

10.4.4受弯构件使用阶段裂缝控制及挠度验算 291

10.4.5受弯构件施工阶段验算 296

10.4.6受弯构件设计步骤及示例 298

思考题 308

第11章 混凝土耐久性 309

11.1混凝土耐久性概念及其劣化的主要原因 309

11.1.1混凝土结构耐久性定义 309

11.1.2混凝土结构耐久性问题的严峻性 309

11.1.3混凝土结构耐久性劣化的主要原因 310

11.2混凝土中钢筋的锈蚀 318

11.2.1钢筋锈蚀原理 318

11.2.2钢筋的锈蚀发展 321

11.3混凝土结构耐久性的工程设计 322

11.3.1混凝土结构耐久性设计原则 322

11.3.2现行规范关于混凝土结构耐久性设计的基本规定 324

11.3.3基于可靠性的混凝土结构耐久性设计 333

练习题 335

附表 337

参考文献 348