混凝土结构构件设计原理PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　建筑结构和结构构件 1

1.2　建筑与结构的关系 3

1.3　混凝土结构的一般概念 3

1.3.1　混凝土结构的含义与分类 3

1.3.2　混凝土结构的优缺点 4

1.4　混凝土结构的发展简况及其应用 4

1.4.1　混凝土结构的发展简况 4

1.4.2　混凝土结构的发展方向 5

1.5　学习《混凝土结构设计》应注意的问题 13

复习题 13

第2章　建筑结构设计概述 14

2.1　工程设计的程序和基本内容 14

2.1.1　建筑工程的设计阶段 14

2.1.2　单项工程设计步骤 14

2.1.3　结构施工图的绘制 14

2.1.4　结构设计的基本内容 15

2.2　结构的力学模型与受力分析 16

2.2.1　支座、节点和构件的简化 16

2.2.2　结构体系的简化 18

2.2.3　结构受力分析 21

复习题 22

第3章　建筑结构荷载 23

3.1　荷载的分类及其特性 23

3.1.1　结构上的作用 23

3.1.2　荷载的特性 23

3.2　荷载的代表值 24

3.2.1　荷载标准值 25

3.2.2　可变荷载组合值 26

3.2.3　可变荷载频遇值 26

3.2.4　可变荷载准永久值 26

3.2.5　荷载代表值的具体规定 26

3.3.1　荷载分项系数 35

3.3　荷载分项系数及荷载设计值 35

3.3.2　荷载设计值 36

复习题 38

教学建议 38

第4章　混凝土结构材料 39

4.1　结构材料性质及强度取值方法 39

4.1.1　材料的机械性质 39

4.1.2　材料强度的取值方法 40

4.2　钢材 42

4.2.1　钢筋的种类 42

4.2.2　钢筋的力学性能 44

4.2.3　钢筋的强度标准值 45

4.2.4　钢筋的冷加工 45

4.2.5　钢筋在重复荷载下的力学性能 47

4.2.6　钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求 47

4.3.1　混凝土的强度 48

4.3　混凝土 48

4.3.2　混凝土的变形 50

4.4　钢筋混凝土 52

4.4.1　钢筋混凝土的受力特点 53

4.4.2　钢筋混凝土的工作机理 53

复习题 54

教学建议 55

5.1.1　结构的功能要求 56

5.1.2　结构功能的极限状态 56

5.1　结构的功能要求和极限状态 56

第5章　建筑结构设计方法 56

5.1.3　结构的设计使用年限 57

5.2　概率极限状态设计法 57

5.2.1　作用效应与结构抗力 57

5.2.2　极限状态方程 58

5.2.3　建筑结构的可靠度 58

5.2.4　实用设计表达式 60

5.2.5　荷载效应组合 61

复习题 64

教学建议 64

第6章　钢筋混凝土受弯构件 65

6.1　受弯构件的构造 66

6.1.1　板的一般构造要求 66

6.1.2　梁的一般构造要求 67

6.1.3　截面有效高度 68

6.1.4　截面配筋率 68

6.2　单筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算 69

6.2.1　钢筋混凝土梁正截面破坏形态 69

6.2.2　计算基本假定 70

6.2.3　基本计算公式 71

6.2.4　适用条件 71

6.2.5　计算方法 72

6.2.6　基本公式应用 73

6.3.1　基本计算公式 76

6.3　双筋矩形截面梁正截面受弯承载力计算 76

6.3.2　适用条件 77

6.3.3　基本公式应用 77

6.4　T形截面梁正截面受弯承载力计算 79

6.4.1　基本计算公式 80

6.4.2　公式应用 82

6.5　受弯构件斜截面受剪承载力计算 85

6.5.1　三种破坏形态 85

6.5.2　受剪承载力计算公式 86

6.5.3　适用范围 88

6.5.4　配筋构造要求 89

6.5.5　受剪承载力的计算步骤 90

6.6　受弯纵向受力钢筋的布置与构造措施 94

6.6.1　抵抗弯矩图（MR图） 94

6.6.2　纵向钢筋切断的构造要求 94

6.6.3　纵向钢筋弯起的构造要求 95

6.6.4　纵向钢筋锚固的构造要求 96

6.6.5　钢筋连接的构造要求 97

6.6.6　钢筋尺寸的计算方法 99

复习题 102

第7章　钢筋混凝土受压构件 107

7.1　受压构件的构造 107

7.1.1　材料选择 107

7.1.2　截面形式及尺寸 107

7.1.3　配筋 108

7.2　轴心受压构件的正截面承载力计算 109

7.2.1　配有箍筋柱的正截面承载力计算公式 110

7.2.2　构件的计算长度 110

7.2.3　应用举例 111

7.2.4　配有螺旋箍筋柱的正截面承载力计算 111

7.3　偏心受压构件的正截面承载力计算 113

7.3.1　偏心受压构件的破坏形态 113

7.3.2　矩形截面大偏心受压构件正截面受压承载力计算 113

7.3.3　矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载力计算 114

7.3.4　偏心距增大系数 115

7.3.5　大偏心受压矩形截面不对称配筋计算 117

7.3.6　小偏心受压矩形截面不对称配筋计算 121

7.3.7　复核截面 123

7.3.8　偏心受压构件矩形截面对称配筋计算 125

7.4　T形和I形截面受压构件 127

7.4.1　非对称配筋截面 127

7.4.2　对称配筋截面 129

7.5　偏心受压构件的斜截面受剪承载力计算 130

7.5.1　截面尺寸限制条件 130

7.5.2　斜截面受剪承载力计算公式 130

7.5.3　不需进行斜截面受剪承载力计算的条件 130

7.6　双向偏心受压构件的计算 130

7.6.1　弹性理论应力叠加法 131

7.6.2　直接计算法 131

复习题 131

8.2.1　偏心受拉构件的破坏形态 133

8.2　偏心受拉构件正截面受拉承载力计算 133

第8章　钢筋混凝土受拉构件 133

8.1　轴心受拉构件正截面受拉承载力计算 133

8.2.2　矩形截面小偏心受拉正截面承载力计算 134

8.2.3　矩形截面大偏心受拉正截面承载力计算 135

8.3　偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 138

复习题 139

第9章　钢筋混凝土受扭构件 141

9.1　概述 141

9.2　纯扭构件扭曲截面受扭承载力计算 141

9.2.1　素混凝土纯扭构件扭曲截面受扭承载力计算 141

9.2.2　钢筋混凝土纯扭构件扭曲截面受扭承载力计算 143

9.3　弯剪扭构件扭曲截面承载力计算 148

9.3.1　弯剪扭构件扭曲截面承载力计算公式 149

9.3.2　弯剪扭构件截面配筋的计算方法 149

9.3.3 “叠加法”计算截面配筋的步骤 149

9.4.2　抗扭纵筋的构造要求 154

9.4.1　抗扭钢箍的构造要求 154

9.4　抗扭钢筋的构造要求 154

复习题 155

第10章　钢筋混凝土构件的变形、裂缝与耐久性设计 156

10.1　概述 156

10.2　受弯构件的挠度计算 157

10.2.1　单一弹性材料梁的挠度计算 157

10.2.2　钢筋混凝土梁的挠度计算 157

10.3　钢筋混凝土构件裂缝宽度计算 163

10.3.1　轴心受拉构件垂直裂缝的形成规律 163

10.3.2　裂缝的平均间距 163

10.3.3　平均裂缝宽度 164

10.3.4　最大裂缝宽度wmax 165

10.3.5　轴心受拉构件裂缝宽度计算 165

10.3.6　裂缝宽度验算 166

10.4.2　影响混凝土耐久性的因素 167

10.4.1　耐久性的概念 167

10.4　混凝土结构的耐久性设计 167

10.4.3 《混凝土规范》对混凝土耐久性要求的规定 169

复习题 170

第11章　预应力混凝土构件 172

11.1　施加预应力的方法 173

11.1.1　先张法 173

11.1.2　后张法 174

11.1.3　无黏结预应力混凝土后张法 174

11.1.4　先张法和后张法的比较 176

11.1.5　施加预应力的其他方法 176

11.2　预应力混凝土材料 176

11.2.1　混凝土 176

11.2.2　预应力钢筋 176

11.3　张拉控制应力和预应力损失 177

11.3.1　张拉控制应力 177

11.2.3　孔道灌浆材料 177

11.3.2　预应力损失 178

11.3.3　各阶段预应力损失值的组合 183

11.4　预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 187

11.4.1　先张法构件 187

11.4.2　后张法构件 190

11.4.3　分析与比较 191

11.5.1　使用阶段的计算 193

11.5　预应力混凝土轴心受拉构件的计算 193

11.5.2　施工阶段的验算 194

11.6　预应力混凝土受弯构件 201

11.6.1　预应力混凝土受弯构件的应力分析 201

11.6.2　使用阶段的承载力计算 204

11.6.3　使用阶段的抗裂与裂缝宽度验算 207

11.6.4　预应力钢筋的预应力传递长度ltr 209

11.6.5　使用阶段的挠度计算 209

11.6.6　施工阶段验算 211

11.7.1　一般构造规定 218

11.7　预应力混凝土构件的构造与设备 218

11.7.2　先张法构件 219

11.7.3　后张法构件 220

11.7.4　锚具和夹具 220

复习题 223

第12章　混凝土结构受冲切、局部受压和深受弯构件 225

12.1　混凝土构件受冲切承载力计算 225

12.1.1　概述 225

12.1.2　抗冲切承载力计算 226

12.2　局部受压承载力计算 232

12.2.1　局部受压区的截面尺寸验算 232

12.2.2　局部受压计算底面积的确定 233

12.2.3　配有间接钢筋时局部受压承载力计算 233

12.2.4　配有间接钢筋时的构造要求 234

12.3　深受弯构件 234

12.3.1　概述 234

12.3.2　深梁的三个工作阶段和破坏形态 235

12.3.3　深梁的内力计算 237

12.3.4　深受弯构件的承载力计算 238

12.3.5　深受弯构件的构造要求 240

12.3.6　牛腿设计 244

复习思考题 247

第13章　公路桥涵混凝土结构基本构件设计 248

13.1　公路桥涵结构设计基本规定 248

13.1.1　概率极限状态设计法的概念 249

13.1.2　极限状态表达式 249

13.1.3　材料的强度设计值 249

13.1.4　作用效应组合 250

13.2　公路桥涵受弯构件正截面承载力计算 253

13.2.1　基本假定 253

13.2.2　单筋矩形截面正截面承载力计算 253

13.2.3　双筋矩形截面正截面承载力计算 255

13.2.4　T形截面正截面承载力计算 256

13.2.5　构造要求 260

13.3　公路桥涵受弯构件斜截面承载力计算 263

13.3.1　斜截面抗剪承载力的验算位置 263

13.3.2　斜截面抗剪承载力计算 263

13.3.3　斜截面抗弯承载力的验算方法 268

13.4　受压与受拉构件正截面承载力计算 270

13.4.1　轴心受压构件正截面承载力的计算 270

13.4.2　矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算 271

13.4.4　偏心受拉构件正截面承载力的计算 277

13.4.3　轴心受拉构件正截面承载力的计算 277

13.5　公路桥涵受扭构件承载力计算 279

13.5.1　矩形和箱形截面纯扭构件承载力计算 279

13.5.2　矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件承载力计算 280

13.5.3　可不进行抗扭承载力计算的条件 281

13.5.4　构造要求 281

13.6　公路桥涵受弯构件的应力、裂缝与变形验算 282

13.6.1　施工阶段的应力验算 282

13.6.3　受弯构件的挠度验算 283

13.6.2　受弯构件的裂缝宽度验算 283

13.7　预应力混凝土构件 285

13.7.1　概述 285

13.7.2　张拉控制应力σcon 286

13.7.3　预应力损失 287

13.7.4　预应力混凝土受弯构件的应力计算 292

13.7.5　预应力混凝土受弯构件的承载力计算 295

13.7.6　端部锚固区计算 298

13.7.7　变形计算 300

13.7.8　预应力混凝土简支梁设计 302

复习思考题 307

附录 310

附录1 《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）有关规定 310

附录2　《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）的有关规定 316

附录3　主要术语与符号 321

参考文献 330