混凝土结构设计原理(按新规范gb50010-2010编写)PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 混凝土结构的基本概念和特点 1

1.1.1 混凝土结构的基本概念 1

1.1.2 混凝土结构的特点 3

1.2 混凝土结构的应用及发展 3

1.2.1 发展阶段 3

1.2.2 应用 4

1.2.3 拓展 5

1.3 本课程的主要内容及特点 7

1.3.1 主要内容 7

1.3.2 课程特点与学习方法 7

小结 8

思考题 8

第2章 钢筋和混凝土材料的基本性能 9

2.1 钢筋的基本性能 9

2.1.1 钢筋的品种和级别 9

2.1.2 钢筋的强度和变形性能 10

2.1.3 钢筋的冷加工 13

2.1.4 混凝土结构对钢筋性能的要求 13

2.2 混凝土的基本性能 14

2.2.1 混凝土的强度 15

2.2.2 混凝土的变形性能 23

2.3 钢筋与混凝土的粘结 33

2.3.1 一般概念 33

2.3.2 粘结应力的特点 34

2.3.3 粘结破坏机理 35

2.3.4 影响粘结强度的因素 37

2.3.5 钢筋的锚固和连接 38

小结 42

思考题 43

第3章 结构设计基本原理 44

3.1 结构可靠度及结构设计方法 44

3.1.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力 44

3.1.2 结构的预定功能及结构可靠度 45

3.1.3 结构的安全等级 46

3.1.4 混凝土结构构件设计计算方法 46

3.2 荷载和材料强度的取值 47

3.2.1 荷载标准值的确定 47

3.2.2 材料强度标准值的确定 49

3.3 概率极限状态设计方法 51

3.3.1 结构的极限状态 51

3.3.2 结构的设计状况 52

3.3.3 结构的功能函数和极限状态方程 53

3.3.4 结构可靠度的计算 53

3.4 结构极限状态设计表达式 56

3.4.1 承载能力极限状态设计表达式 56

3.4.2 正常使用极限状态设计表达式 59

小结 61

思考题 62

第4章 受弯构件正截面的性能与设计 63

4.1 概述 63

4.2 受弯构件一般构造要求 64

4.2.1 梁的构造要求 64

4.2.2 板的构造要求 65

4.3 正截面受弯性能的试验研究 67

4.3.1 试验测试及结果 67

4.3.2 适筋梁正截面工作的三个阶段 68

4.3.3 适筋梁的截面应力分布 70

4.3.4 钢筋混凝土适筋梁的受力特点 71

4.3.5 正截面受弯破坏形态 72

4.3.6 适筋梁的配筋率范围 74

4.4 正截面受弯承载力分析 75

4.4.1 基本假定 75

4.4.2 正截面受弯分析 77

4.4.3 受压区等效矩形应力图形 78

4.4.4 界限受压区高度与最小配筋率 79

4.5 单筋矩形截面受弯承载力计算 83

4.5.1 基本公式及适用条件 83

4.5.2 基本公式的应用 84

4.5.3 计算系数及其应用 85

4.6 双筋矩形截面受弯承载力计算 90

4.6.1 概述 90

4.6.2 受压钢筋的应力 90

4.6.3 基本公式及适用条件 91

4.6.4 双筋矩形截面计算 93

4.7 T形截面受弯承载力计算 97

4.7.1 T形截面梁的应用 97

4.7.2 受压区有效翼缘计算宽度 98

4.7.3 基本公式及适用条件 99

4.7.4 T形截面的计算方法 102

4.8 深受弯构件的受弯承载力计算 106

4.8.1 深受弯构件的定义及工程应用 106

4.8.2 深受弯构件的受力特点和受弯破坏特征 107

4.8.3 深受弯构件的受弯承载力计算 108

小结 109

思考题 109

习题 110

第5章 受压构件正截面的性能与设计 112

5.1 轴心受压构件承载力计算 112

5.1.1 轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力计算 113

5.1.2 轴心受压螺旋箍筋柱正截面受压承载力计算 117

5.2 偏心受压构件正截面受力性能分析 120

5.2.1 破坏形态 120

5.2.2 两类偏心受压破坏的界限 122

5.2.3 附加偏心距ea、初始偏心距ei 122

5.2.4 偏心受压长柱的正截面受压破坏 122

5.2.5 偏心受压长柱的二阶弯矩 123

5.2.6 重力二阶效应的考虑 126

5.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算 130

5.3.1 基本公式及适用条件 130

5.3.2 大、小偏心受压破坏的设计判别（界限偏心距） 133

5.3.3 截面设计 134

5.3.4 截面承载力复核 142

5.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算 144

5.4.1 基本公式及适用条件 144

5.4.2 大、小偏心受压构件的设计判别 146

5.4.3 截面设计 146

5.4.4 截面承载力复核 151

5.4.5 矩形截面对称配筋偏心受压构件的计算曲线 151

5.5 I形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算 154

5.5.1 基本公式及适用条件 155

5.5.2 截面设计 157

5.5.3 截面承载力复核 162

5.6 均匀配筋和双向偏心受压构件计算 163

5.6.1 均匀配筋偏心受压构件计算 163

5.6.2 双向偏心受压构件承载力计算 165

5.7 受压构件的一般构造 171

5.7.1 截面形式及尺寸 171

5.7.2 材料 171

5.7.3 纵向钢筋 171

5.7.4 箍筋 172

小结 173

思考题 174

习题 174

第6章 受拉构件正截面的性能与设计 176

6.1 轴心受拉构件承载力计算 176

6.2 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算 178

6.2.1 偏心受拉构件正截面的破坏形态 178

6.2.2 矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算 179

6.2.3 矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算 179

6.2.4 截面设计 180

6.2.5 截面承载力复核 182

小结 183

思考题 183

习题 184

第7章 构件斜截面受剪性能与设计 185

7.1 概述 185

7.2 受弯构件受剪性能的试验研究 185

7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能 185

7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能 188

7.2.3 影响斜截面受剪承载力的主要因素 191

7.3 受弯构件斜截面受剪承载力计算 193

7.3.1 计算原则 193

7.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力 194

7.3.3 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力 196

7.3.4 公式的适用范围 197

7.3.5 连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承载力 198

7.3.6 板类构件的受剪承载力 199

7.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算 200

7.4.1 计算截面的确定及箍筋级别选用 200

7.4.2 设计计算 200

7.4.3 计算例题 201

7.5 受弯构件斜截面受弯承载力和钢筋的构造要求 206

7.5.1 抵抗弯矩图 206

7.5.2 纵筋的弯起 208

7.5.3 纵筋的截断 209

7.5.4 应用实例 211

7.5.5 钢筋的构造要求 214

7.6 深受弯构件的受剪承载力计算 216

7.6.1 截面尺寸限制条件及斜截面抗裂控制条件 216

7.6.2 受剪承载力计算 217

7.6.3 基本构造规定 218

7.7 偏心受力构件的斜截面受剪承载力 220

7.7.1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 220

7.7.2 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 221

7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算 222

7.7.4 剪力墙的斜截面受剪承载力计算 223

7.8 构件的受冲切性能 224

7.8.1 板的冲切破坏 224

7.8.2 板的受冲切承载力计算 225

7.8.3 板的受冲切截面限制条件及配筋构造要求 226

小结 227

思考题 228

习题 229

第8章 受扭构件扭曲截面受力性能与设计 232

8.1 一般说明 232

8.2 纯扭构件的受力性能和扭曲截面承载力计算 233

8.2.1 试验研究分析 233

8.2.2 纯扭构件的开裂扭矩 235

8.2.3 纯扭构件的受扭承载力 237

8.3 复合受扭构件承载力计算 241

8.3.1 剪扭构件承载力计算 241

8.3.2 弯扭构件承载力计算 244

8.3.3 弯剪扭构件承载力计算 244

8.3.4 压弯剪扭矩形截面框架柱承载力计算 247

8.3.5 拉弯剪扭矩形截面承载力计算 248

8.3.6 超静定结构中的扭转问题 251

小结 252

思考题 252

习题 253

第9章 正常使用极限状态验算及耐久性设计 254

9.1 概述 254

9.2 裂缝及其控制 254

9.2.1 裂缝控制的目的 254

9.2.2 裂缝控制等级 255

9.3 裂缝宽度的计算 256

9.3.1 裂缝的出现、分布和开展过程 256

9.3.2 平均裂缝间距 258

9.3.3 平均裂缝宽度 261

9.3.4 最大裂缝宽度 265

9.3.5 影响裂缝宽度的主要因素 266

9.4 受弯构件的挠度计算 269

9.4.1 变形控制的目的和要求 269

9.4.2 混凝土受弯构件变形计算的特点 270

9.4.3 短期刚度Bs的建立 271

9.4.4 参数？和？的确定 273

9.4.5 受弯构件刚度B 274

9.4.6 最小刚度原则与挠度计算 275

9.4.7 提高受弯构件刚度的措施 276

9.5 混凝土结构的耐久性 278

9.5.1 影响混凝土结构耐久性的主要因素 278

9.5.2 混凝土结构耐久性设计方法和内容 280

9.5.3 混凝土结构耐久性设计的基本要求 280

小结 281

思考题 282

习题 282

第10章 预应力混凝土构件的性能与设计 284

10.1 预应力混凝土的基本知识 284

10.1.1 一般概念 284

10.1.2 预应力混凝土的分类 285

10.1.3 施加预应力的方法 286

10.1.4 锚具 287

10.1.5 预应力混凝土的材料 288

10.1.6 预应力混凝土的特点 290

10.2 预应力混凝土构件设计的一般规定 290

10.2.1 张拉控制应力σcon 290

10.2.2 预应力损失 291

10.2.3 有效预应力沿构件长度的分布 300

10.2.4 无粘结预应力混凝土结构 301

10.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 302

10.3.1 先张法轴心受拉构件 302

10.3.2 后张法轴心受拉构件 304

10.3.3 先、后张法计算公式的比较 306

10.4 预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算 308

10.4.1 使用阶段正截面承载力计算 308

10.4.2 使用阶段正截面裂缝控制验算 308

10.4.3 施工阶段混凝土压应力验算 310

10.4.4 施工阶段后张法构件端部局部受压承载力计算 311

10.5 预应力混凝土受弯构件的设计与计算 317

10.5.1 各阶段应力分析 317

10.5.2 使用阶段计算 322

10.5.3 施工阶段验算 332

10.6 预应力混凝土构件的构造措施 337

10.6.1 先张法预应力混凝土构件的构造措施 337

10.6.2 后张法预应力混凝土构件的构造措施 337

小结 340

思考题 341

习题 341

附录《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）附表 343

主要参考文献 351