高等院校土木工程专业规划教材 混凝土结构设计原理 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 混凝土结构的基本概念 1

1.2 混凝土结构的应用与发展概况 3

1.2.1 混凝土结构的发展概况 3

1.2.2 混凝土结构的工程应用 3

1.2.3 我国混凝土结构设计规范发展概况 6

1.3 混凝土结构发展展望 7

1.3.1 材料方面 7

1.3.2 结构方面 9

1.3.3 施工技术 9

1.3.4 试验技术 11

1.4 本课程的主要内容及特点 11

1.4.1 主要内容 11

1.4.2 课程特点及学习方法 12

第2章 钢筋和混凝土的基本性能 13

2.1 钢筋的基本性能 13

2.1.1 钢筋的品种和级别 13

2.1.2 钢筋的力学性能 13

2.1.3 钢筋应力-应变关系的数学模型 15

2.1.4 钢筋的松弛和疲劳 16

2.1.5 混凝土结构对钢筋性能的要求 16

2.1.6 钢筋的选用 17

2.2 混凝土的基本性能 17

2.2.1 单轴应力状态下混凝土的强度 17

2.2.2 复合应力状态下混凝土的强度 21

2.2.3 混凝土短期加载下的变形性能 22

2.2.4 混凝土的徐变 27

2.2.5 混凝土的疲劳性能 29

2.2.6 混凝土的收缩、膨胀和温度变形 29

2.3 钢筋与混凝土的粘结 30

2.3.1 基本概念 30

2.3.2 粘结力的组成及其影响因素 31

2.3.3 保证可靠粘结的构造措施 32

2.4 钢筋混凝土的一般构造规定 33

2.4.1 混凝土保护层 33

2.4.2 钢筋的锚固长度 34

2.4.3 机械锚固 34

2.4.4 钢筋的连接 35

2.4.5 并筋 36

2.5 公路桥涵工程混凝土结构材料 37

2.5.1 混凝土与钢筋 37

2.5.2 公路桥涵工程混凝土结构的一般构造 37

思考题 38

第3章 混凝土结构设计的基本原则 39

3.1 结构极限状态设计方法 39

3.1.1 结构的功能要求 39

3.1.2 结构功能的极限状态 40

3.1.3 结构上的作用及结构抗力 41

3.2 荷载和材料强度的取值 42

3.2.1 荷载标准值的确定 42

3.2.2 材料强度标准值的确定 44

3.2.3 材料强度设计值 45

3.3 结构可靠度、可靠指标和目标可靠指标 46

3.4 极限状态实用设计表达式 47

3.4.1 承载能力极限状态设计表达式 48

3.4.2 正常使用极限状态设计表达式 50

3.5 既有结构和防连续倒塌的设计原则 51

3.5.1 既有结构设计原则 51

3.5.2 防连续倒塌设计原则 51

3.6 公路桥涵工程混凝土结构设计的基本原则 52

3.6.1 主要区别及造成两者区别的主要原因 52

3.6.2 极限状态设计表达式 53

思考题 55

第4章 受弯构件的正截面受弯承载力 56

4.1 概述 56

4.2 受弯构件正截面的受力性能 57

4.2.1 梁的一般构造 57

4.2.2 板的一般构造 58

4.2.3 适筋梁正截面受弯的三个受力阶段 59

4.2.4 受弯构件沿正截面的破坏形态 61

4.3 受弯构件正截面承载力计算方法 62

4.3.1 基本假定 62

4.3.2 等效矩形应力图形 63

4.3.3 适筋破坏和超筋破坏的界限条件 64

4.3.4 适筋破坏与少筋破坏的界限条件 65

4.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 66

4.4.1 基本计算公式及适用条件 66

4.4.2 受弯构件正截面承载力计算的两类问题 67

4.4.3 计算系数及其使用 70

4.5 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 71

4.5.1 概述 71

4.5.2 受压钢筋的应力 71

4.5.3 计算公式和适用条件 72

4.5.4 基本公式的应用 73

4.6 T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 76

4.6.1 概述 76

4.6.2 计算公式及适用条件 77

4.7 公路桥涵工程受弯构件的正截面设计 80

4.7.1 基本假定 80

4.7.2 相对界限受压区高度 81

4.7.3 双筋矩形截面的正截面抗弯承载力计算 81

4.7.4 T形与I形截面的正截面抗弯承载力计算 81

思考题 86

习题 87

第5章 受弯构件斜截面承载力计算 89

5.1 概述 89

5.2 受弯构件斜截面受力特点与破坏机理 90

5.2.1 斜截面开裂前后受力分析 90

5.2.2 无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 91

5.2.3 有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态 93

5.3 受弯构件斜截面受剪承载力计算 94

5.3.1 影响梁斜截面受剪承载力的主要因素 94

5.3.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算公式 95

5.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算 99

5.4.1 截面设计 99

5.4.2 截面复核 100

5.5 保证斜截面受弯承载力的构造措施 104

5.5.1 材料抵抗弯矩图 104

5.5.2 纵筋的弯起 106

5.5.3 纵筋的截断 106

5.5.4 纵筋的锚固 107

5.5.5 箍筋的构造要求 109

5.6 公路桥涵工程受弯构件的斜截面设计 110

5.6.1 斜截面抗剪承载力的计算位置 110

5.6.2 斜截面抗剪承载力的计算公式及其适用条件 110

5.6.3 斜截面抗剪承载力的配筋设计方法 113

5.6.4 斜截面抗弯承载力 115

思考题 118

习题 119

第6章 受压构件截面承载力计算 121

6.1 概述 121

6.2 受压构件的一般构造要求 121

6.2.1 材料强度等级 121

6.2.2 截面形式和尺寸 121

6.2.3 纵向钢筋 122

6.2.4 箍筋 122

6.3 轴心受压构件正截面承载力计算 123

6.3.1 轴心受压普通箍筋柱的正截面承载力计算 123

6.3.2 轴心受压螺旋箍筋柱的正截面承载力计算 126

6.4 偏心受压构件正截面承载力计算原理 129

6.4.1 偏心受压短柱的破坏形态 129

6.4.2 偏心受压长柱的破坏形态 132

6.4.3 偏心受压长柱考虑二阶效应的设计弯矩计算 132

6.4.4 偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定 138

6.4.5 附加偏心距 138

6.4.6 小偏心受压构件中远离纵向偏心力一侧的钢筋应力 138

6.5 矩形截面不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算 139

6.5.1 区分大、小偏心受压破坏形态的界限 139

6.5.2 矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算 139

6.5.3 矩形截面小偏心受压构件正截面承载力计算 140

6.5.4 截面设计 141

6.5.5 截面承载力复核 143

6.6 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算 149

6.6.1 基本公式及适用条件 150

6.6.2 截面设计 150

6.6.3 截面复核 151

6.7 I形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算 151

6.7.1 基本公式及适用条件 152

6.7.2 截面设计 153

6.8 偏心受压构件N-M相关曲线 156

6.9 双向偏心受压构件正截面承载力计算 158

6.10 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 159

6.11 公路桥涵工程受压构件的设计 160

6.11.1 轴心受压构件 160

6.11.2 矩形截面偏心受压构件 161

6.11.3 T形和I形截面偏心受压构件 162

思考题 165

习题 165

第7章 受拉构件的正截面承载力计算 167

7.1 轴心受拉构件的截面承载力计算 167

7.2 矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力计算 168

7.2.1 偏心受拉构件正截面的破坏形态 168

7.2.2 矩形截面大偏心受拉构件正截面的承载力计算 169

7.2.3 矩形截面小偏心受拉构件正截面的承载力计算 169

7.3 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 171

7.4 公路桥涵工程受拉构件的设计 172

7.4.1 轴心受拉构件正截面承载力计算 172

7.4.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 172

思考题 174

习题 174

第8章 受扭构件的扭曲截面承载力 175

8.1 概述 175

8.2 受扭构件的破坏特征 176

8.3 截面开裂扭矩 178

8.4 纯扭构件变角度空间桁架模型计算理论 180

8.5 受扭构件配筋计算方法 182

8.5.1 纯扭构件的配筋计算方法 182

8.5.2 弯剪扭构件的配筋计算方法 184

8.6 压、弯、剪、扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱剪扭承载力计算 187

8.7 构造要求 187

8.8 公路桥涵工程受扭构件的设计 193

8.8.1 矩形和箱形截面纯扭构件承载力计算 193

8.8.2 矩形和箱形截面剪扭构件承载力计算 194

8.8.3 T形、I形和带翼缘箱形截面剪扭构件承载力计算 194

8.8.4 矩形、T形、I形和箱形截面弯剪扭构件承载力计算 194

8.8.5 受扭构件承载力计算公式的适用条件与钢筋的构造规定 195

思考题 196

习题 196

第9章 钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性 198

9.1 概述 198

9.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 200

9.2.1 截面弯曲刚度 200

9.2.2 纵向受拉钢筋应变不均匀系数 201

9.2.3 截面弯曲刚度的计算公式 204

9.2.4 影响截面受弯刚度的主要因素 207

9.2.5 最小刚度原则与挠度验算 207

9.3 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 210

9.3.1 裂缝的出现、分布与开展 210

9.3.2 平均裂缝间距 211

9.3.3 平均裂缝宽度 213

9.3.4 最大裂缝宽度及其验算 215

9.4 钢筋混凝土构件的截面延性 218

9.4.1 延性的概念 218

9.4.2 受弯构件的截面曲率延性系数 219

9.4.3 偏心受压构件截面曲率延性的分析 221

9.5 混凝土结构的耐久性 222

9.5.1 耐久性的概念与结构耐久性劣化现象 222

9.5.2 耐久性设计 224

9.6 公路桥涵工程混凝土构件的裂缝宽度、变形验算 227

9.6.1 公路桥涵工程裂缝宽度验算 227

9.6.2 公路桥涵工程受弯构件变形验算 228

思考题 232

习题 233

第10章 预应力混凝土构件 234

10.1 概述 234

10.1.1 预应力混凝土的概念 234

10.1.2 预应力结构在国内外的发展简史 236

10.1.3 预应力混凝土的分类 237

10.1.4 张拉预应力钢筋的方法 237

10.1.5 锚具与孔道成型材料 239

10.1.6 预应力混凝土材料 242

10.2 张拉控制应力与预应力损失 243

10.2.1 张拉控制应力σcon 243

10.2.2 预应力损失的分类 244

10.2.3 预应力损失值的组合 249

10.3 预应力钢筋的传递长度和构件端部锚固区局部受压承载力计算 252

10.3.1 预应力钢筋的传递长度ltr 252

10.3.2 后张法构件端部锚固区的局部承压承载力计算 253

10.4 预应力混凝土轴心受拉构件的计算 256

10.4.1 轴心受拉构件各阶段的应力分析 256

10.4.2 预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算 265

10.5 预应力混凝土受弯构件的计算 271

10.5.1 各阶段应力分析 271

10.5.2 受弯构件正截面破坏形态及基本假定 275

10.5.3 预应力混凝土受弯构件正截面承载力计算 277

10.5.4 预应力混凝土受弯构件斜截面承载力计算 279

10.5.5 受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算 280

10.5.6 受弯构件使用阶段斜截面抗裂度验算 281

10.5.7 受弯构件使用阶段变形验算 282

10.5.8 受弯构件施工阶段的验算 284

10.6 预应力混凝土构件的构造要求 285

10.7 公路桥涵工程中预应力混凝土构件的设计 287

10.7.1 张拉控制应力和预应力损失 287

10.7.2 预应力混凝土受弯构件的承载力计算 290

10.7.3 预应力混凝土受弯构件应力计算和应力控制 291

10.7.4 预应力混凝土受弯构件抗裂验算 291

10.7.5 预应力混凝土受弯构件挠度验算 292

10.7.6 预应力混凝土受弯构件端部锚固区计算 293

思考题 293

习题 294

附录A 材料力学指标 296

附录B 钢筋的计算截面面积及公称质量 300

附录C 基本规定 302

附录D 术语 305

参考文献 306