普通高等教育“十三五”规划教材 混凝土结构基本原理PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 钢筋混凝土结构的概念和基本特点 1

1.1.1 混凝土结构的概念 1

1.1.2 钢筋混凝土结构的基本特点 2

1.1.3 钢筋和混凝土共同工作的基础 2

1.1.4 钢筋混凝土结构的优缺点 3

1.2 混凝土结构的类型 4

1.3 钢筋混凝土结构在国内外的应用和发展概况 5

1.3.1 材料方面的发展 5

1.3.2 结构和施工方面的发展 7

1.3.3 设计计算理论方面的发展 8

1.4 本课程的任务、主要内容和学习方法 9

1.4.1 课程的任务 9

1.4.2 课程的主要内容 9

1.4.3 课程的学习方法 9

1.5 本课程与先修课程及后续课程之联系 11

思考题与习题 11

第2章 钢筋混凝土材料的物理力学性能 12

2.1 钢筋的品种及物理力学性能 12

2.1.1 钢筋的品种与级别 12

2.1.2 钢筋的力学性能 13

2.1.3 钢筋的选用原则 17

2.2 混凝土的物理力学性能 18

2.2.1 混凝土的强度 18

2.2.2 混凝土的变形 22

2.2.3 混凝土的选用原则 27

2.3 钢筋与混凝土的黏结性能 28

2.3.1 钢筋与混凝土之间的黏结机理 28

2.3.2 钢筋的锚固 30

2.3.3 钢筋的连接 32

2.3.4 装配式混凝土结构中钢筋的连接 34

思考题与习题 35

第3章 结构设计基本原则 36

3.1 结构的可靠性与极限状态概念 36

3.1.1 结构的功能要求和结构的可靠性 36

3.1.2 结构极限状态 38

3.2 结构作用、作用效应及抗力 39

3.2.1 结构上的作用、作用效应基本概念 40

3.2.2 荷载 41

3.2.3 材料强度 42

3.3 结构极限状态设计方法 42

3.3.1 结构的设计状况 42

3.3.2 极限状态设计 43

3.3.3 结构的功能函数和极限状态方程 43

3.3.4 结构可靠度的计算 44

3.4 现行规范极限状态设计实用表达式 46

3.4.1 极限状态计算内容 46

3.4.2 极限状态设计基本表达式 47

3.4.3 荷载效应组合 47

3.4.4 荷载分项系数 49

3.4.5 应用实例 50

思考题与习题 53

第4章 受弯构件正截面抗弯承载力计算 55

4.1 概述 55

4.1.1 受弯构件的分类 55

4.1.2 梁、板常用的截面形式 55

4.1.3 受弯构件的破坏类型 55

4.2 受弯构件的一般构造 56

4.2.1 梁的构造要求 56

4.2.2 板的构造要求 58

4.3 受弯构件正截面的受力性能试验 60

4.3.1 受弯构件正截面受弯承载力的受力全过程 60

4.3.2 正截面受弯承载力的三种破坏形态 61

4.4 混凝土构件正截面承载力的计算原理 63

4.4.1 正截面承载力计算的基本假定 63

4.4.2 受压区混凝土压应力的合力及作用点 64

4.4.3 受压区混凝土等效矩形应力图 65

4.4.4 界限相对受压区高度及界限配筋率、最小配筋率 66

4.5 单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 68

4.5.1 基本计算公式及适用条件 68

4.5.2 正截面承载力基本公式应用的两类工程问题 69

4.5.3 基本公式的截面设计法 70

4.5.4 正截面受弯承载力的计算系数法 71

4.6 双筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算 75

4.6.1 概述 75

4.6.2 基本公式及适用条件 75

4.6.3 基本公式的应用 77

4.7 T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 81

4.7.1 概述 81

4.7.2 基本公式及适用条件 84

4.7.3 基本公式的应用 86

思考题与习题 90

第5章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算 94

5.1 概述 94

5.2 受弯构件斜截面受剪性能 96

5.2.1 剪跨比 96

5.2.2 无腹筋梁的斜截面受力分析 96

5.2.3 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 98

5.2.4 有腹筋梁的斜截面受力分析 98

5.2.5 有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 99

5.3 受弯构件斜截面抗剪承载力 100

5.3.1 影响斜截面抗剪承载力的主要因素 100

5.3.2 有腹筋梁斜截面承载力计算公式及适用条件 102

5.4 受弯构件斜截面受剪承载力计算实例 104

5.4.1 计算截面 104

5.4.2 箍筋配置规定 105

5.4.3 计算步骤 105

5.4.4 计算实例 106

5.5 斜截面受弯承载力及构造要求 111

5.5.1 抵抗弯矩图 111

5.5.2 纵筋的弯起 112

5.5.3 纵筋的截断 114

5.5.4 纵筋与弯起钢筋的锚固 115

5.6 应用实例：钢筋混凝土伸臂梁 118

5.6.1 梁的内力及内力图 119

5.6.2 正截面承载力计算 121

5.6.3 斜截面承载力计算 122

5.6.4 钢筋布置和抵抗弯矩图的绘制 122

5.6.5 绘制梁的配筋图 123

思考题与习题 125

第6章 受压构件的截面承载力计算 127

6.1 轴心受压构件承载力计算 127

6.1.1 轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算 128

6.1.2 螺旋箍筋受压截面承载力计算 132

6.2 偏心受压构件破坏形态 135

6.2.1 偏心受压短柱的破坏形态 136

6.2.2 偏心受压长柱的破坏类型 138

6.3 偏心受压构件的二阶效应 139

6.3.1 附加偏心距和初始偏心距 139

6.3.2 偏心受压长柱的二阶效应 140

6.4 偏心受压构件正截面承载力基本公式 142

6.4.1 偏心受压构件正截面受压承载力基本假定 142

6.4.2 钢筋应力σs值 143

6.4.3 大偏心受压构件正截面承载力计算公式（ξ≤ξb） 143

6.4.4 小偏心受压构件正截面承载力计算公式（ξ＞ξb） 145

6.4.5 小偏心受压构件反向破坏的正截面承载力计算公式 145

6.5 矩形截面非对称配筋的正截面承载力计算 146

6.5.1 大、小偏心受压破坏的设计判别 146

6.5.2 截面设计 147

6.5.3 截面承载力复核 157

6.6 矩形截面对称配筋的正截面承载力计算 161

6.6.1 截面设计 162

6.6.2 截面复核 165

6.7 I字形截面偏压构件的正截面承载力计算 166

6.7.1 基本公式及其适用条件 166

6.7.2 对称配筋承载力计算 168

6.8 受压构件的斜截面受剪承载力计算 172

6.8.1 轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响 172

6.8.2 偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算公式 172

6.9 受压构件的构造要求 175

6.9.1 材料强度 175

6.9.2 截面形状和尺寸 175

6.9.3 纵向钢筋 176

6.9.4 箍筋 176

思考题与习题 177

第7章 受拉构件的承载力计算 179

7.1 轴心受拉构件正截面承载力计算 179

7.2 偏心受拉构件正截面承载力计算及构造措施 179

7.2.1 大、小偏心受拉构件的界限 179

7.2.2 矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算 180

7.2.3 矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算 182

7.2.4 受拉构件斜截面承载力计算 185

思考题与习题 186

第8章 受扭构件的承载力计算 187

8.1 钢筋混凝土受扭构件的应用 187

8.2 混凝土受扭构件裂缝产生与发展 188

8.2.1 裂缝出现前的性能 188

8.2.2 裂缝出现后的性能 188

8.3 受扭构件的破坏形式 189

8.4 纯扭构件的开裂扭矩 190

8.4.1 矩形截面纯扭构件 190

8.4.2 T形和I形截面纯扭构件 191

8.4.3 箱形截面纯扭构件 192

8.5 纯扭构件的受扭承载力 193

8.5.1 纯扭构件的力学模型 193

8.5.2 矩形截面纯扭构件 194

8.5.3 T形和I形截面纯扭构件 196

8.5.4 箱形截面纯扭构件 196

8.6 弯剪扭构件的试验研究结果 197

8.7 弯剪扭构件截面的承载力 197

8.7.1 剪扭构件承载力计算 197

8.7.2 弯扭构件承载力计算 200

8.7.3 弯剪扭构件承载力计算 201

8.8 有轴向力作用时构件扭曲截面的承载力计算 201

8.8.1 轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形截面构件受剪扭承载力 201

8.8.2 轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形截面构件受剪扭承载力 202

8.9 受扭构件的构造要求 202

8.9.1 截面尺寸限制条件 202

8.9.2 构造配筋要求 203

习题 212

第9章 正常使用极限状态验算 214

9.1 概述 214

9.2 裂缝宽度验算 216

9.2.1 第一批裂缝的产生及开展 216

9.2.2 第二批裂缝出现 217

9.2.3 平均裂缝间距 218

9.2.4 平均裂缝宽度 219

9.2.5 最大裂缝宽度 220

9.2.6 裂缝截面处钢筋等效应力 220

9.3 受弯构件挠度验算 223

9.3.1 受弯构件截面抗弯刚度 223

9.3.2 受弯构件短期刚度 225

9.3.3 受弯构件的截面弯曲刚度 228

9.3.4 受弯构件挠度验算 230

9.4 钢筋混凝土构件的延性 231

9.4.1 延性概念 231

9.4.2 受弯构件的截面曲率延性系数 231

9.4.3 受弯构件截面延性分析 232

9.4.4 构件延性设计的构造要求 233

9.5 钢筋混凝土构件耐久性设计 234

9.5.1 耐久性的概念 235

9.5.2 影响钢筋混凝土结构耐久性的因素 235

9.5.3 混凝土材料性能的劣化 236

9.5.4 钢筋的锈蚀 237

9.5.5 耐久性设计原则 238

9.5.6 混凝土材料耐久性基本要求 238

思考题与习题 239

第10章 预应力混凝土构件 241

10.1 预应力混凝土的基本概念 241

10.1.1 预应力混凝土的概念 241

10.1.2 预应力混凝土结构的优缺点及应用 243

10.2 施加预加应力的方法及锚具 244

10.2.1 先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土 244

10.2.2 预应力混凝土结构的锚具 245

10.3 预应力混凝土材料 247

10.3.1 钢筋 247

10.3.2 混凝土 248

10.3.3 留孔及灌浆材料 248

10.4 张拉控制应力及预应力损失 249

10.4.1 张拉控制应力 249

10.4.2 预应力损失 250

10.4.3 预应力损失值的组合 256

10.4.4 预应力钢筋的传递长度和锚固长度 258

10.5 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 259

10.5.1 预应力构件张拉施工阶段应力分析 259

10.5.2 正常使用阶段应力分析 262

10.5.3 正常使用极限状态验算 264

10.5.4 正截面承载力分析与计算 265

10.5.5 施工阶段局部承压验算 266

10.6 预应力混凝土受弯构件的设计 272

10.6.1 预应力张拉施工阶段应力分析 272

10.6.2 正常使用阶段应力分析 275

10.6.3 施工阶段混凝土应力控制验算 275

10.6.4 正常使用极限状态验算 276

10.6.5 正截面承载力计算 279

10.6.6 斜截面承载力计算 280

10.7 预应力混凝土结构构件的构造要求 288

10.7.1 截面形式和尺寸 288

10.7.2 纵向非预应力钢筋 288

10.7.3 先张法构件的要求 288

10.7.4 后张法构件的要求 289

思考题与习题 291

附录 294

附录1 《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）附表 294

附录2 钢筋的计算截面面积及公称质量 297

附录3 《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的有关规定 299

附录4 《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）的有关规定 301

参考文献 304