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目录 1

前言 1

第一章　绪论 1

1.1　混凝土结构基本概念 1

1.1.1　钢筋和混凝土共同工作的条件 1

1.1.2　钢筋混凝土结构的主要优、缺点 2

1.2　钢筋混凝土结构及其理论的发展与应用 2

1.2.2　第二阶段 3

1.2.1　第一阶段 3

1.2.3　第三阶段 4

1.2.4　第四阶段 4

1.2.5　钢筋混凝土结构发展与展望 6

1.3　本课程的内容和学习基本要求 6

1.3.1　课程的主要内容 6

1.3.2　课程特点 7

1.3.3　课程学习基本要求与学习方法 10

2.1.1　钢筋的品种和级别 13

第二章　混凝土结构材料的物理、力学性能 13

2.1　钢筋的物理力学性能 13

2.1.2　钢筋的强度与变形 14

2.1.3　钢筋的强度取值 17

2.1.4　钢筋的冷加工性能 18

2.1.5　钢筋的疲劳性能 18

2.1.6　混凝土结构对钢筋的要求 18

2.1.7　钢筋的选用 18

2.2　混凝土的物理力学性能 19

2.2.1　混凝土单轴受力的强度与变形 20

2.2.2　混凝土复合受力的强度与变形 29

2.2.3　混凝土的疲劳性能 31

2.2.4　混凝土的徐变、收缩与膨胀 32

2.2.5　混凝土的选用 36

2.2.6　高强混凝土的主要物理、力学性能简介 37

2.3.1　粘结的定义与重要性 38

2.3　混凝土与钢筋的粘结 38

2.3.2　粘结力的组成 40

2.3.3　保证可靠粘结的构造措施 43

思考题 44

第三章　混凝土结构设计基本规定 45

3.1　混凝土结构按概率理论的极限状态设计法 45

3.1.1　混凝土结构可靠度设计总则 45

3.1.2　结构的极限状态 47

3.1.3　结构的作用与荷载 48

3.1.4　结构抗力与材料强度取值 50

3.1.5　极限状态方程 50

3.1.6　近似概率极限状态设计法 50

3.2　建筑结构承载力极限状态的计算规定 52

3.2.1　荷载效应组合的设计值S 52

3.2.2　结构构件承载力设计值R 53

3.3　建筑结构正常使用极限状态的计算规定 53

3.4.1　公路桥涵结构按承载力极限状态计算时的作用效应组合 54

3.4　公路桥涵结构极限状态的计算规定 54

3.3.1　标准组合 54

3.3.3　准永久组合 54

3.3.2　频遇组合 54

3.4.2　公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时的作用效应组合 55

3.5　混凝土结构耐久性规定 55

3.5.1 耐久性的概念与主要影响因素 56

3.5.2　混凝土的碳化 56

3.5.3　钢筋的锈蚀 57

3.5.4　耐久性设计 58

思考题 61

第四章　受弯构件正截面承载力的计算 62

4.1　受弯构件的一般构造要求 62

4.1.1　梁、板的截面型式与尺寸 62

4.1.4　梁板钢筋的布置 63

4.1.2　混凝土强度等级的选择 63

4.1.3　混凝土最小保护层厚度 63

4.1.5　纵向受拉钢筋的配筋率 64

4.2　梁的正截面受弯承载力试验结果 65

4.2.1　适筋梁正截面受弯的三个受力阶段 65

4.2.2　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 67

4.3　正截面承载力计算的基本假定及其应用 68

4.3.1　正截面承载力计算的基本假定 68

4.3.2　受压区混凝土应力的计算图形 69

4.3.3　界限相对受压区高度 69

4.4　单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算 70

4.4.1　基本计算公式 70

4.4.2　基本计算公式的两个适用条件及其意义 71

4.4.3　计算系数及其应用 71

4.4.4　正截面受弯承载力的截面设计及承载力校核 72

4.5.2　双筋矩形截面受弯承载力的基本计算公式 76

4.5　双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的计算 76

4.5.1　双筋矩形截面的形成及纵向受压钢筋的强度设计值 76

4.5.3　双筋矩形截面梁正截面受弯承载力的截面设计及验算方法 78

4.6　T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算 81

4.6.1　T形截面的定义及翼缘计算宽度的取值 81

4.6.2　T形截面单筋受弯构件正截面受弯承载力的计算 82

4.7　公路桥涵规范中受弯构件正截面承载力的计算 86

4.7.1　基本假定 86

4.7.2　受弯构件的相对界限受压区高度 87

4.7.3　单筋矩形截面正截面承载力计算 87

4.7.4　双筋矩形截面正截面承载力计算 88

4.7.5　T形截面正截面承载力计算 89

思考题 90

习题 91

5.1　受弯构件斜截面承载力的概述 93

5.1.1　斜裂缝的出现和开展 93

第五章　受弯构件斜截面承载力的计算 93

5.1.2　斜截面受剪承载力与斜截面受弯承载力 94

5.1.3　箍筋、配箍率及弯起钢筋 94

5.2　剪跨比及梁沿斜截面受剪的破坏形态 95

5.2.1　剪跨比 95

5.2.2　斜截面的主要破坏形态 95

5.2.3　保证斜截面受剪承载力的方法 96

5.3　斜截面受剪破坏的机理及主要影响因素 97

5.3.1　斜截面受剪破坏机理 97

5.3.2　影响斜截面受剪承载力的主要因素 99

5.4　斜截面受剪承载力的计算公式与适用范围 102

5.4.1　基本假定 102

5.4.2　受压区混凝土承受的剪力 103

5.4.3　箍筋与弯起钢筋承受的剪力 104

5.4.4　斜截面受剪承载力的计算公式 105

5.4.5　计算公式的适用范围 106

5.4.6　连续梁斜截面的受剪性能与承载力计算 107

5.5　斜截面受剪承载力计算的方法和步骤 109

5.5.1　计算截面的位置 109

5.5.2　斜截面设计与斜截面复核两类问题的计算方法与步骤 110

5.6　保证斜截面受弯承载力的构造措施 115

5.6.1　抵抗弯矩图的概念及绘制方法 115

5.6.2　保证斜截面受弯承载力的构造措施 116

5.7　梁内钢筋的构造要求 118

5.7.1　纵向受力钢筋的构造要求 118

5.7.2　箍筋的构造要求 123

5.7.3　架立筋及纵向构造钢筋 125

5.8　公路桥涵规范中受弯构件斜截面的计算 125

思考题 127

习题 128

第六章　受扭构件扭曲截面的承载力计算 130

6.1　钢筋混凝土纯扭构件的试验研究 130

6.1.1　素混凝土纯扭构件的破坏形式 130

6.1.3　钢筋混凝土纯扭构件的试验研究 131

6.1.2　纯扭构件的配筋 131

6.2　纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算 132

6.2.1　矩形截面纯扭构件的扭曲截面受扭承载力计算 133

6.2.2　T形和I形截面纯扭构件截面受扭承载力计算 136

6.2.3　箱形截面纯扭构件受扭承载力计算 137

6.3　弯矩、剪力、扭矩共同作用构件的承载力计算 138

6.3.1　试验研究与计算模型 138

6.3.2　矩形截面弯剪扭构件的计算方法和步骤 140

6.3.3　T形和I形截面弯剪扭构件的计算方法和步骤 143

6.4　受扭构件的构造要求 143

6.4.1　抗扭箍筋的构造要求 143

6.4.2　抗扭纵筋的构造要求 144

6.5　公路桥涵工程中受扭构件承载力计算 149

6.5.1　纯扭构件承载力计算 149

6.5.3　弯剪扭构件 151

6.5.2　剪扭构件 151

6.5.4　构造要求 152

思考题 152

习题 152

第七章　受压构件的截面承载力计算 154

7.1　受压构件一般构造要求 154

7.1.1　材料强度 154

7.1.2　截面形状与尺寸 154

7.1.3　纵向钢筋 154

7.1.4　箍筋 155

7.2　轴心受压构件正截面受压承载力 156

7.2.1　普通配箍混凝土轴心受压构件正截面受压承载力 156

7.2.2　螺旋箍筋及密排箍筋轴心受压构件正截面承载力 159

7.3　偏心受压构件正截面受压破坏形态 162

7.3.1　偏心受压短柱的破坏形态 162

7.3.2　偏心距增大系数η 163

7.4.1　区分大、小偏心受压破坏形态的界限 165

7.4　矩形截面偏心受压构件正截面受压承载力基本计算公式 165

7.4.2　矩形截面偏心受压构件正截面承载力 166

7.5　非对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计与复核 169

7.5.1　大小偏心的判别 169

7.5.2　大偏心压构件正截面承载力设计 170

7.5.3　小偏心受压构件正截面承载力设计 171

7.5.4　偏心受压构件正截面承载力复核 172

7.6.2　对称配筋偏心受压正截面承载力设计 176

7.6.1　对称配筋的特点 176

7.6　对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计与验算 176

7.7　正截面承载力Nu-Mu的相关曲线 180

7.7.1　实验分析 180

7.7.2　对称配筋偏心受压构件正截面承载力设计曲线 180

7.8　T形和I形截面偏心受压构件正截面承载力计算 182

7.8.1　T形和I字形截面 182

7.8.2　非对称配筋截面 182

7.9　双向偏心受压构件的正截面承载力计算 183

7.8.3　对称配筋截面 183

7.10　偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 184

7.10.1　受压构件斜截面受剪承载力 184

7.10.2　受压构件斜截面受剪承载力公式应用条件 184

7.11　公路桥涵规范中受压构件的主要规定 184

7.11.1　轴心受压承载力 184

7.11.2　矩形截面偏心受压承载力 185

7.11.3　T形截面偏心受压承载力 186

7.11.4　构造要求 187

思考题 187

习题 188

第八章　受拉构件的承载力计算 189

8.1　轴心受拉构件正截面承载力计算 189

8.2　偏心受拉构件正截面承载力计算 189

8.2.1　矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算 189

8.2.2　矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算 190

8.4.1　轴心受拉构件正截面承载力计算 192

8.4　公路桥涵规范中受拉构件承载力的计算规定 192

8.3　偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算 192

8.4.2　矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算 193

思考题 194

习题 194

第九章　正常使用极限状态验算 195

9.1　钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 195

9.1.1　受弯构件挠度验算及挠度限值 195

9.1.2　钢筋混凝土受弯刚度的挠度验算特点 196

9.1.3　钢筋混凝土梁的短期刚度Bs 197

9.1.4　长期荷载作用下钢筋混凝土梁的抗弯刚度B 201

9.1.5　最小刚度原则与受弯构件的挠度验算 202

9.2　钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 204

9.2.1　垂直裂缝的出现与开展 204

9.2.2　平均裂缝间距 205

9.2.4　最大裂缝宽度 207

9.2.3　平均裂缝宽度 207

9.2.5　最大裂缝宽度验算 209

9.3　钢筋混凝土构件的截面延性 210

9.3.1　延性的概念与意义 210

9.3.2　受弯构件的截面曲率延性系数 211

9.3.3　偏心受压构件截面曲率延性的分析 213

9.4　公路桥涵规范中受弯构件的应力、裂缝与变形验算 213

9.4.1　换算截面 214

9.4.2　裂缝宽度验算 216

9.4.3　受弯构件挠度验算 218

思考题 219

习题 220

第十章　预应力混凝土结构构件的计算 221

10.1　预应力混凝土结构的基本概念 221

10.1.1　预应力混凝土的原理 221

10.1.2　预应力混凝土的分类 222

10.1.3　张拉预应力筋的方法 224

10.1.4　部分预应力混凝土及无粘结预应力混凝土结构 226

10.1.5　锚、夹具与预应力设备 227

10.2　预应力混凝土的一般规定与预应力损失 230

10.2.1　张拉控制应力 230

10.2.2　先张法构件预应力钢筋的预应力传递长度 231

10.2.3　预应力损失值的计算 232

10.2.4　预应力损失值的组合 240

10.3　后张法构件端部锚固区的局部受压承载力验算 241

10.4　预应力混凝土轴心受拉构件的计算 243

10.4.1　先张法轴心受拉构件各阶段的应力分析 244

10.4.2　后张法轴心受拉构件各阶段的应力分析 247

10.4.3　几点说明 249

10.4.4　轴心受拉构件的承载力计算与抗裂度验算 250

10.4.5　轴心受拉构件施工阶段的验算 252

10.5　预应力混凝土受弯构件的计算 255

10.5.1　受弯构件的应力分析 255

10.5.2　正截面受弯承载力计算 259

10.5.3　正截面受弯抗裂度与裂缝宽度验算 263

10.5.4　斜截面受剪承载力计算 264

10.5.5　斜截面抗裂度验算 267

10.5.6　挠度与反拱验算 269

10.5.7　施工阶段的验算 270

10.6　公路桥涵规范中预应力混凝土受弯构件的设计与计算 271

10.6.1　概述 271

10.6.2　钢筋预应力损失的估算 274

10.6.3　钢筋的预应力损失值组合 277

10.6.4　张拉控制应力 277

10.6.5　持久状态预应力混凝土受弯构件的抗裂验算 280

思考题 281

参考文献 282

附录 283

1　《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）的规定 283

2　《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）的规定 285

3　钢筋计算截面面积 287