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第一章 水工混凝土结构材料 1

第一节 水泥 1

一、通用水泥 1

二、特种水泥及其用途 4

第二节 集料 5

一、细集料 5

二、粗集料 6

第三节 外加剂与掺合料 8

一、外加剂 8

二、掺合料 16

第四节 混凝土 22

一、混凝土的定义和分类 22

二、水工混凝土的特点 24

三、混凝土的配合比 25

第五节 钢筋 35

一、热轧钢筋 35

二、预应力混凝土用钢绞线 37

三、预应力混凝土用消除应力钢丝 40

四、预应力混凝土用钢棒 42

五、预应力混凝土用螺纹钢筋 45

六、余热处理钢筋 46

第二章 水工混凝土结构设计基本规定 47

第一节 极限状态及水工建筑物级别 47

一、极限状态 47

二、水工建筑物级别 48

第二节 材料强度和作用（荷载）取值 50

一、混凝土的强度与其他物理力学特性 50

二、钢筋的强度与弹性模量 53

三、作用（荷载） 57

第三节 设计表达式 58

一、承载能力极限状态 58

二、正常使用极限状态 62

第四节 结构耐久性要求 64

一、环境类别 65

二、化学侵蚀性分类 65

三、混凝土保护层厚度 65

四、配筋混凝土耐久性的基本要求 66

五、混凝土的抗渗等级 67

六、混凝土的抗冻等级 68

七、结构型式、表层防护及配筋方式 69

第五节 钢筋混凝土结构的一般构造规定 69

一、建筑物的分缝 69

二、钢筋的锚固 70

三、钢筋的接头 72

四、纵向受力钢筋的最小配筋率 74

第三章 素混凝土结构构件设计 77

第一节 素混凝土结构构件的设计要求 77

一、一般设计原则 77

二、设计计算内容 77

三、构造钢筋 77

第二节 素混凝土结构构件承载力计算 77

一、受压构件 77

二、受弯构件 87

三、局部受压 89

第四章 钢筋混凝土受弯构件承载力计算及构造规定 91

第一节 梁、板的构造尺寸 91

一、板的构造尺寸 91

二、梁的构造尺寸 93

第二节 受弯构件正截面受弯承载力计算 94

一、一般规定 94

二、计算公式及其适用条件 96

三、计算公式的应用 99

第三节 受弯构件正截面受弯承载力及配筋计算用表 113

一、适用范围 113

二、单筋矩形截面梁（板）正截面受弯承载力及配筋计算用表 113

三、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力及配筋计算用表 227

四、单筋T形截面梁正截面受弯承载力及 配筋计算用表 235

第四节 受弯构件斜截面受剪承载力计算 243

一、受弯构件斜截面受剪承载力计算公式及其应用 243

二、梁斜截面受剪承载力及配筋计算用表 249

三、间接加载时附加横向钢筋计算 262

第五节 板、梁的配筋构造 264

一、板的配筋构造 264

二、梁的配筋构造 271

第五章 钢筋混凝土受压构件承载力计算及构造规定 277

第一节 受压构件的截面形式与尺寸 277

一、受压构件的截面形式与截面尺寸 277

二、受压构件计算长度l0 280

第二节 轴心受压构件正截面受压承载力计算 280

一、计算公式及适用条件 280

二、计算公式的应用 281

三、矩形截面普通箍筋轴心受压构件正截面受压承载力计算用表 283

第三节 偏心受压构件正截面受压承载力计算 293

一、计算公式及其适用条件 293

二、不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算 295

三、对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算 304

四、I形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算 307

第四节 偏心受压构件正截面受压承载力及配筋计算用表 308

一、偏心距增大系数η值计算用表 308

二、对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力计算用表 314

第五节 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 337

一、计算公式及适用条件 337

二、计算公式的应用 338

第六节 双向偏心受压构件正截面受压承载力计算 339

一、验算公式及其应用 339

二、对称配筋矩形截面双向偏心受压构件正截面受压承载力近似计算 340

第七节 偏心受压构件的配筋构造 342

一、纵向钢筋 342

二、箍筋 343

三、纵向受力钢筋的接头 344

四、基础插筋 344

五、框架柱节点的配筋构造 345

第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力计算及构造规定 347

第一节 受拉构件正截面受拉承载力计算 347

一、计算公式及适用条件 347

二、计算公式的应用 349

三、例题 351

第二节 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 352

一、计算公式及适用条件 352

二、计算公式的应用 353

第七章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算及构造规定 355

第一节 钢筋混凝土纯扭构件承载力 355

一、矩形截面纯扭构件受扭承载力 355

二、T形和I形截面纯扭构件受扭承载力计算 357

三、纯扭构件受扭承载力计算用表 358

第二节 钢筋混凝土弯、剪、扭构件承载力计算 377

一、剪、扭构件受剪、受扭承载力计算 377

二、矩形截面剪扭构件受剪扭承载力计算用表 379

三、弯、剪、扭构件承载力计算 396

四、受扭构件配筋构造要求 396

第八章 局部受压和受冲切承载力计算及构造规定 398

第一节 局部受压承载力计算及配筋构造 398

一、截面要求 398

二、局部受压承载力 398

第二节 受冲切承载力计算及配筋构造 400

一、不配置受冲切箍筋或弯起钢筋板的受冲切承载力 400

二、配置受冲切箍筋或弯起钢筋板的受冲切承载力 401

三、矩形截面柱基础的受冲切承载力 405

第九章 钢筋混凝土结构构件正常使用极限状态验算 406

第一节 正常使用极限状态验算的原则 406

第二节 正截面抗裂验算 406

一、正截面抗裂验算公式 406

二、截面几何特征值的计算 407

第三节 正截面裂缝宽度控制 411

一、控制原则 411

二、最大裂缝宽度计算 412

三、非杆件体系钢筋混凝土结构的裂缝控制 441

四、减小裂缝宽度的措施 441

第四节 受弯构件挠度验算 442

一、受弯构件挠度验算的原则 442

二、钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式 442

三、允许出现裂缝的钢筋混凝土受弯构件刚度计算用表 442

第十章 预应力混凝土结构 450

第一节 概述 450

一、预应力混凝土结构的基本概念 450

二、施加预应力的方法 451

三、预应力混凝土的材料 451

四、预应力混凝土常用的锚固体系 452

第二节 预应力筋张拉控制应力及预应力损失 462

一、预应力筋张拉控制应力 462

二、预应力损失及预应力损失组合 462

第三节 预应力混凝土结构构件的计算要求 467

一、计算内容 467

二、截面几何特征值及截面混凝土与钢筋应力计算 467

三、先张法构件预应力钢筋预应力传递长度和预应力传递长度范围内预应力钢筋的实际应力 469

四、先张法构件锚固区及预应力钢筋抗拉强度设计值 470

第四节 预应力混凝土受弯构件承载力计算 470

一、正截面承载力计算的一般规定 470

二、正截面受弯承载力计算 471

三、斜截面受剪承载力计算公式及其应用 473

第五节 预应力混凝土受拉构件承载力计算 474

一、轴心受拉构件 474

二、偏心受拉构件 475

第六节 预应力混凝土构件抗裂、裂缝宽度及挠度验算 476

一、抗裂验算 476

二、正截面裂缝宽度验算 478

三、挠度验算 480

第七节 预应力混凝土构件施工阶段验算 481

一、施工阶段截面应力验算 481

二、后张法构件锚固区局部受压验算 482

第八节 预应力混凝土构件的构造规定 483

一、一般规定 483

二、先张法预应力混凝土结构构件的构造规定 483

三、后张法构件的构造规定 484

第九节 设计实例 486

一、先张法预应力混凝土梁设计 486

二、后张法预应力混凝土屋架下弦杆设计 495

第十一章 钢筋混凝土结构构件设计 499

第一节 钢筋混凝土深受弯构件的设计计算及构造规定 499

一、正截面受弯承载力计算 499

二、斜截面受剪承载力计算 500

三、深梁局部受压承载力验算 501

四、深受弯构件的裂缝控制和挠度验算 501

五、深受弯构件的配筋构造 501

第二节 钢筋混凝土叠合式受弯构件设计计算及构造规定 505

一、施工阶段不加设支撑的叠合式受弯构件承载力计算 505

二、施工阶段有可靠支撑的叠合式受弯构件承载力计算 507

三、叠合式受弯构件的裂缝控制和挠度验算 507

四、叠合式受弯构件的构造要求 509

第三节 牛腿 511

一、牛腿的作用与分类 511

二、立柱独立牛腿 512

三、壁式连续牛腿 525

第四节 墙 527

一、墙的设计方法 527

二、墙的构造要求 528

第五节 弧形闸门支座 529

一、弧门支座的配筋设计 529

二、弧形闸门支座附近的闸墩受拉区裂缝控制及配筋设计 531

第六节 传力预埋件与吊环 532

一、传力预埋件及其分类 532

二、传力预埋件的一般构造要求 534

三、传力预埋件的计算及计算用表 536

四、吊环 543

第十二章 水工混凝土结构温度作用设计 545

第一节 温度作用设计的原则及参数确定 545

一、温度作用设计原则 545

二、温度作用的有关参数确定 546

三、混凝土热学特性指标 548

第二节 大体积混凝土结构的温度计算 550

一、热传导方程及边值条件 550

二、温度场计算 552

第三节 大体积混凝土温度应力计算 567

一、温度应力的概念 567

二、徐变温度应力有限单元法计算原理 569

第四节 大体积混凝土温度抗裂验算及温控标准 572

一、大体积混凝土温度抗裂验算 572

二、大体积混凝土温度控制标准 573

第五节 温度钢筋的配置 574

一、温度钢筋的计算 574

二、温度钢筋的构造配置 575

第六节 框架结构的温度作用设计 576

一、框架结构温度作用设汁要点 576

二、温度作用下框架结构的内力计算方法简介 577

第十三章 非杆件体系结构的配筋计算 592

第一节 概述 592

一、水工建筑物中的非杆件体系结构 592

二、非杆件体系结构的配筋计算方法 592

第二节 按弹性应力图形配筋 594

一、《水工混凝土结构设计规范》（SL 191—2008）的规定 594

二、主拉应力在配筋方向的投影 595

第三节 按钢筋混凝土有限单元法配筋 596

一、有限单元法的一般分析过程与钢筋混凝土有限单元法的特点 596

二、单元模型 598

三、混凝土多轴向强度及强度准则 604

四、裂缝模拟与单元破坏后的模拟 612

五、混凝土本构关系 614

六、钢筋与混凝土的黏结滑移 623

七、钢筋混凝土有限元计算的一般原则 625

第四节 工程实例 626

一、实例一（大坝冲沙孔孔口配筋） 626

二、实例二（例12-2-3岩基上底板的温度配筋） 630

第十四章 钢筋混凝土结构抗震设计 633

第一节 钢筋混凝土结构构件抗震设计的一般规定 633

一、抗震设防要求 633

二、抗震结构的材料 633

三、结构抗震承载力设计表达式 634

四、抗震结构钢筋的锚固与连接 634

第二节 钢筋混凝土框架的抗震设防 634

一、设计原则 634

二、框架梁 634

三、框架柱 636

四、框架梁柱节点 639

第三节 钢筋混凝土铰接排架柱的抗震设防 641

一、配筋计算 641

二、配筋构造要求 641

第四节 桥跨结构的抗震设防 642

一、桥跨结构抗震设防的一般规定 642

二、梁式桥跨结构的抗震措施 642

三、拱式桥跨结构的抗震措施 643

四、竖向支承结构的抗震设防 643

附录一 钢筋的计算截面面积表 645

附录二 平面图形的几何力学特性 648

附录三 等截面单跨梁的内力与变位 651

附录四 对称水平曲梁内力计算 670

附录五 等截面连续梁弹性内力和挠度 672

附录六 矩形双向板内力与挠度按弹性理论计算 689

附录七 等截面刚架弯矩和支座反力计算公式 704

附录八 考虑刚架剪切变形及节点刚性影响的刚架计算 712

参考文献 717