混凝土结构设计原理PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1　混凝土结构的一般概念 1

1.2　钢筋和混凝土共同工作的可能性与有效性 2

1.3　钢筋混凝土结构的特点 3

1.4　混凝土结构的发展与应用 4

1.4.1　混凝土结构发展概况 4

1.4.2　混凝土结构在实际工程中的应用 7

1.5　本课程的主要内容及特点 8

1.5.1　课程内容 8

1.5.2　课程特点 9

1.5.3　学习方法 10

小结 11

思考题 11

2　材料的物理和力学性能 12

2.1　混凝土 12

2.1.1　混凝土的强度 12

2.1.2　复杂受力下混凝土的受力性能 16

2.1.3　混凝土的变形 19

2.1.4　混凝土的选用原则 27

2.2　钢筋 28

2.2.1　钢筋的种类 28

2.2.2　钢筋的强度与变形性质 29

2.2.3　钢筋的选用原则 32

2.3　钢筋与混凝土的黏结 33

2.3.1　黏结的意义 33

2.3.2　黏结力的组成 34

2.3.3　黏结强度 34

2.3.4　影响黏结强度的因素 35

小结 36

思考题 37

习题 38

3　混凝土结构设计的基本原则 39

3.1 结构的功能要求和极限状态 39

3.1.1　结构的功能要求 39

3.1.2　结构的极限状态 40

3.1.3　结构的安全等级 40

3.2　结构的可靠度和极限状态方程 41

3.2.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力 41

3.2.2　结构的可靠性和可靠度 42

3.2.3　设计使用年限、设计基准期和实际使用寿命 43

3.2.4　极限状态方程及可靠指标 44

3.3　极限状态设计表达式 45

3.3.1 荷载和材料强度的取值 45

3.3.2　分项系数 49

3.3.3　承载能力极限状态设计表达式 50

3.3.4　正常使用极限状态设计表达式 52

小结 54

思考题 55

习题 55

4　受弯构件正截面承载力计算 57

4.1 概述 57

4.2　梁、板结构的一般构造 58

4.3　梁正截面受弯承载力的试验研究 62

4.3.1 适筋梁正截面受弯的3个阶段 62

4.3.2　纵向受拉钢筋配筋率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响 64

4.4　正截面承载力计算的基本假定及应用 66

4.4.1 正截面承载力计算的基本假定 66

4.4.2　受压区混凝土应力的计算图形 67

4.4.3　界限相对受压区高度 69

4.4.4　适筋和少筋破坏的界限条件 71

4.5　单筋矩形截面正截面受弯承载力计算 71

4.5.1　基本计算公式 71

4.5.2　基本计算公式的适用条件及意义 72

4.5.3　计算系数和应用 73

4.5.4　正截面受弯承载力计算的两类问题 74

4.6　双筋矩形截面正截面受弯承载力计算 77

4.6.1 双筋矩形截面的受力机理 77

4.6.2　基本计算公式 78

4.6.3　双筋矩形截面正截面受弯承载力的截面设计方法 80

4.7　T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 83

4.7.1　T形截面的定义及翼缘计算宽度 83

4.7.2　T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算 85

小结 89

思考题 89

习题 90

5　受弯构件斜截面承载力的计算 92

5.1 概述 92

5.2　无腹筋梁斜截面受剪的破坏形态 94

5.2.1 斜截面开裂后梁中的应力状态 94

5.2.2　剪跨比及无腹筋梁斜截面受剪破坏形态 96

5.3　无腹筋梁斜截面受剪承载力的影响因素及计算公式 97

5.3.1 影响无腹筋梁受剪承载力的因素 97

5.3.2　无腹筋梁受剪承载力的计算公式 99

5.4　有腹筋梁的受剪性能 100

5.4.1　有腹筋梁的受剪破坏形态 100

5.4.2　斜截面承载力的计算公式和适用范围 101

5.4.3　弯起钢筋 105

5.4.4　斜截面受剪承载力的计算位置 106

5.4.5　截面复核 109

5.5　梁斜截面受弯承载力 110

5.5.1　抵抗弯矩图及绘制方法 110

5.5.2　保证斜截面受弯承载力的构造措施 112

5.6　梁、板内钢筋的其他构造要求 114

5.6.1　纵向钢筋的弯起、锚固、搭接、截断的构造要求 114

5.6.2　箍筋的构造要求 118

5.6.3　架立钢筋及纵向构造钢筋 119

5.7　连续梁受剪性能及其承载力计算 120

小结 121

思考题 122

习题 122

6　受压构件的截面承载力 123

6.1　受压构件的一般构造要求 124

6.1.1　截面形式及尺寸 124

6.1.2　材料的强度要求 125

6.1.3　纵筋的构造要求 125

6.1.4　箍筋的构造要求 126

6.2　轴心受压构件的正截面承载力计算 126

6.2.1　普通箍筋柱的设计计算 126

6.2.2　螺旋箍筋柱的设计计算 130

6.3　偏心受压构件的正截面受压破坏形态 134

6.3.1　大偏心受压破坏 134

6.3.2　小偏心受压破坏 134

6.3.3　界限破坏 136

6.4　偏心受压中长柱的二阶弯矩 137

6.4.1 偏心受压中长柱的纵向弯曲影响 137

6.4.2　偏心受压构件二阶效应 138

6.5　矩形截面偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式 141

6.5.1　矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式 141

6.5.2　矩形截面小偏心受压构件正截面承载力计算公式 142

6.6　矩形截面不对称配筋偏心受压构件的计算方法 145

6.6.1　截面设计 145

6.6.2　截面复核 147

6.7　矩形截面对称配筋偏心受压构件的计算方法 153

6.7.1　大、小偏心受压构件的判别 153

6.7.2　截面设计 154

6.8　正截面承载力Nu-Mu的相关曲线及其应用 157

6.9　偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 159

6.9.1　轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响 159

6.9.2　轴向压力对受剪承载力的影响 160

小结 161

思考题 161

习题 161

7　受拉构件承载力计算 163

71　轴心受拉构件正截面承载力计算 163

7.2　偏心受拉构件正截面承载力计算 164

小结 167

思考题 168

习题 168

8　受扭构件承载力的计算 169

8.1　概述 169

8.2　纯扭构件的试验研究 170

8.2.1　破坏形态 170

8.2.2　纵筋和箍筋配置的影响 171

8.3　纯扭构件承载力的计算 171

8.3.1　开裂扭矩 171

8.3.2　纯扭构件的承载力 173

8.4　弯剪扭构件承载力的计算 175

8.4.1　破坏形式 175

8.4.2　弯剪扭构件的承载力 177

8.5　构造要求 179

8.5.1　计算公式的适用条件 179

8.5.2　配筋构造 181

小结 185

思考题 186

习题 186

9　钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算 187

9.1　概述 187

9.2　裂缝验算 187

9.2.1 裂缝控制的目的和要求 188

9.2.2　裂缝的出现和分布规律 188

9.2.3　平均裂缝间距 189

9.2.4　平均裂缝宽度的计算公式 191

9.2.5　最大裂缝宽度验算 194

9.2.6　长期荷载影响 195

9.3　变形验算 197

9.3.1　变形控制的要求 197

9.3.2　截面抗弯刚度的主要特点 197

9.3.3　短期刚度计算公式 198

9.3.4　长期刚度计算公式 201

9.3.5　最小刚度原则 202

小结 205

思考题 205

习题 206

10　预应力混凝土构件的计算 207

10.1　概述 207

10.1.1 预应力混凝土的概念 207

10.1.2　预应力混凝土的特点 209

10.1.3　预应力混凝土的分类 210

10.2　张拉预应力钢筋 210

10.2.1 预应力钢筋的张拉方法 210

10.2.2　夹具与锚具 211

10.2.3　预应力混凝土材料 213

10.2.4　张拉控制应力σcon 214

10.2.5　预应力损失 215

10.3　预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析 221

10.3.1 轴心受拉构件各阶段的应力分析 221

10.3.2　预应力混凝土轴心受拉构件的计算 226

10.4　预应力混凝土受弯构件的计算 235

10.4.1 受弯构件各阶段的应力分析 235

10.4.2　受弯构件使用阶段承载力计算 237

10.4.3　受弯构件抗裂度验算 241

10.4.4　受弯构件的变形验算 244

10.4.5　受弯构件施工阶段的验算 245

10.5　预应力混凝土构件的构造要求 246

10.5.1　一般规定 246

10.5.2　先张法构件的构造要求 247

10.5.3　后张法构件的构造要求 248

小结 250

思考题 251

习题 251

11　公路桥梁混凝土构件设计方法 253

11.1 公路桥梁混凝土构件设计方法概述 254

11.2　受弯构件抗弯强度计算 255

11.3　受弯构件斜截面承载力简介 262

11.4　受压构件的强度计算 264

11.5　构件裂缝宽度和变形的计算 269

小结 273

思考题 274

习题 274

附录 275

附录1　术语及符号 275

附录2　《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）规定的材料力学指标 279

附录3　钢筋的计算截面面积、公称质量、轴心受压构件的稳定系数及相关计算表格 283

附录4　《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）的有关规定 286

附录5 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）规定的材料力学指标 289

参考文献 291