混凝土結構設計原理

“混凝土結構設計原理”是土木工程專業重要的學科基礎課之一，本書的編寫是根據高等學校土木工程專業的培養目標和要求，貫徹土木工程專業指導委員會新制定的“土木工程專業指導規範”的精神，在培養學生綜合運用知識的能力和創新意識的同時，注重理論聯繫實際，建立用工程概念解決實際工程問題，培養土木工程師應有的基本素質。

本書是依據新修訂的《混凝土結構設計規範》(GB 50010—2010)和新修訂的其他相關規範、標準編寫的，反映了我國混凝土結構在土木工程領域的新進展，本書共分為9章，主要內容包括：混凝土結構材料的物理力學性能，鋼筋混凝土受彎、受壓、受拉構件正截面和斜截面承載力計算，混凝土構件裂縫、變形控制和耐久性，預應力混凝土結構構件等。為了便於高等學校土木工程專業學生和廣大土木工程技術人員學習，本書編寫時力求重點突出、語言通俗易懂、內容深入淺出、例 ^[1]  題完整、注重實用。每章末有一定數量的思考題和習題，以便通過這些題目理解所學內容，檢查學習效果。

本書為土木工程專業的學科基礎課教材，主要講述混凝土結構基本構件的受力性能和設計計算方法，內容包括緒論，混凝土結構材料的物理力學性能，受彎構件正截面承載力的計算，受彎構件斜截面承載力的計算，受扭構件承載力的計算，軸心受力構件正截面承載力的計算，偏心受力構件承載力的計算，鋼筋混凝土構件變形、裂縫和耐久性，頂應力混凝土結構構件。

本書是根據最新修訂的《混凝土結構設計規範》(GB50010—2010)和相關的規範、規程的內容編寫，對混凝土結構構件的性能及分析有充分的論述，有相當數量的計算例題並給出了明確的計算方法和詳細的設計步驟，每章有學習目標、小結、思考題和習題等內容。本書可作為普通高等院校土木工程專業的教材，也可作為土木工程技術人員的參考用書。 ^[1] 

目錄

第1章緒論 1

1.1混凝土結構的基本概念和特點 1

1.1.1混凝土結構的基本概念 1

1.1.2混凝土結構的特點 2

1.2混凝土結構的發展概況 3

1.2.1混凝土結構的發展過程 3

1.2.2材料 3

1.2.3結構 4

1.2.4計算理論 4

1.3本課程的特點與學習方法 4

本章小結 5

思考題 5

第2章混凝土結構材料的

物理力學性能 6

2.1鋼筋 6

2.1.1鋼筋的品種和級別 6

2.1.2鋼筋的強度與變形 7

2.1.3鋼筋的疲勞 10

2.1.4混凝土結構對鋼筋性能的

要求 10

2.2混凝土 11

2.2.1單軸嚮應力狀態下的

混凝土強度 11

2.2.2複合應力狀態下混凝土的

強度 15

2.2.3混凝土的變形 16

2.3鋼筋與混凝土的黏結 22

2.3.1黏結的作用與性質 22

2.3.2黏結力的測定 22

2.3.3黏結力的組成 23

2.3.4鋼筋的錨固長度 24

本章小結 25

思考題 26

第3章受彎構件正截面承載力的

計算 27

3.1概述 27

3.2受彎構件構造要點 27

3.2.1鋼筋混凝土板的構造規定 28

3.2.2鋼筋混凝土梁的構造規定 29

3.3受彎構件正截面受力性能試驗研究 31

3.3.1試件設計和加載程序 31

3.3.2梁的受力破壞三個階段 32

3.3.3梁的正截面破壞特徵 33

3.4受彎構件正截面承載力計算公式 34

3.4.1基本假定 34

3.4.2基本計算公式 36

3.4.3公式適用條件 37

3.5按正截面受彎承載力的設計計算 38

3.5.1單筋矩形截面 38

3.5.2雙筋矩形截面 40

3.5.3T形截面 44

本章小結 48

思考題 49

習題 49

第4章受彎構件斜截面承載力的

計算 51

4.1概述 51

4.2受彎構件的受剪性能 52

4.2.1無腹筋梁的受剪性能 52

4.2.2有腹筋梁的受剪性能 56

4.2.3影響斜截面受剪承載力的

主要因素 58

4.3斜截面受剪承載力的計算 59

4.3.1基本假定 59

4.3.2斜截面受剪承載力的

計算公式 60

4.3.3計算公式的適用範圍 62

4.3.4計算截面的位置 63

4.3.5計算步驟 64

4.3.6計算例題 65 ^[3] 

4.4保證斜截面受彎承載力的構造措施 70

4.4.1斜截面受彎承載力計算 70

4.4.2抵抗彎矩圖及繪製方法 71

4.4.3縱筋的彎起 73

4.4.4縱筋的截斷 75

4.5受彎構件中鋼筋的構造要求 76

4.5.1縱筋的錨固 76

4.5.2箍筋的構造要求 77

4.5.3架立鋼筋及縱向構造鋼筋 78

本章小結 78

思考題 79

習題 79

第5章受扭構件承載力的計算 82

5.1概述 82

5.2純扭構件的試驗研究分析 83

5.2.1無腹筋構件 83

5.2.2有腹筋構件 84

5.3純扭構件承載力的計算 85

5.3.1開裂扭矩的計算 85

5.3.2純扭構件的承載力計算 86

5.3.3彎剪扭構件承載力的計算 90

5.3.4受扭構件計算公式的適用

條件及構造要求 95

5.3.5設計例題 96

本章小結 99

思考題 100

習題 100

第6章軸心受力構件正截面

承載力的計算 102

6.1軸心受拉構件正截面承載力計算 102

6.1.1軸心受拉構件正截面的

受力性能 103

6.1.2軸心受拉構件正截面

受拉承載力計算 103

6.1.3軸心受拉構件構造要求 103

6.2軸心受壓構件正截面承載力計算 104

6.2.1普通箍筋柱軸心受壓構件的

受力性能 105

6.2.2普通箍筋柱的正截面受壓

承載力計算 107

6.2.3普通箍筋柱軸心受壓構件

構造要求 107

6.2.4螺旋箍筋柱的正截面受力

性能和承載力計算 109

本章小結 112

思考題 112

習題 113

第7章偏心受力構件承載力的計算 114

7.1偏心受壓構件的構造要求 114

7.1.1截面形式 114

7.1.2材料 115

7.1.3縱向鋼筋 115

7.1.4箍筋 115

7.2偏心受壓構件正截面的受力性能 116

7.2.1偏心受壓短柱破壞形態 116

7.2.2附加偏心距ea和

初始偏心距ei 118

7.2.3偏心受壓長柱的受力性能 118

7.3矩形截面偏心受壓構件正截面

受壓承載力計算公式 120

7.3.1大偏心受壓構件 120

7.3.2小偏心受壓構件 121

7.4矩形截面非對稱配筋偏心受壓

構件設計 122

7.4.1大、小偏心受壓的判別 123

7.4.2截面設計 123

7.4.3截面複核 134

7.5矩形截面對稱配筋偏心

受壓構件設計 139 ^[3] 

7.5.1基本公式及適用條件 139

7.5.2大、小偏心的判別 141

7.5.3截面設計 141

7.5.4截面複核 142

7.6Ⅰ形截面對稱配筋偏心受壓構件

設計 145

7.6.1基本公式及適用條件 145

7.6.2大、小偏心受壓的判別

條件 147

7.6.3截面設計 147

7.6.4截面複核 148

7.7偏心受壓構件的Nu-Mu相關曲線 148

7.7.1矩形截面對稱配筋偏心

受壓構件的Nu-Mu相關曲線

方程 148

7.7.2Nu-Mu相關曲線的意義 149

7.8偏心受拉構件正截面受力性能和

承載力計算 149

7.8.1偏心受拉構件的破壞形態 149

7.8.2偏心受拉構件的正截面

承載力計算公式 150

7.8.3偏心受拉構件截面設計 151

7.9偏心受力構件斜截面承載力 154

7.9.1驗算截面尺寸 154

7.9.2斜截面受剪承載力 154

本章小結 155

思考題 156

習題 157

第8章鋼筋混凝土構件的變形、

裂縫和耐久性 158

8.1概述 158

8.2混凝土受彎構件的撓度驗算 159

8.2.1驗算公式 159

8.2.2fmax的計算方法 159

8.2.3例題 165

8.3混凝土構件的裂縫寬度驗算 167

8.3.1驗算公式 167

8.3.2wmax的計算方法 168

8.3.3例題 175

8.4混凝土結構的耐久性 176

8.4.1混凝土結構耐久性的概念 176

8.4.2影響混凝土結構耐久性的

因素 176

8.4.3耐久性設計的有關規定 178

本章小結 181

思考題 181

習題 181

第9章預應力混凝土結構構件 183

9.1預應力混凝土的基本知識 183

9.1.1預應力混凝土的概念 183

9.1.2預應力混凝土的受力特徵 183

9.1.3預應力混凝土的分類 184

9.2施加預應力的方法 185

9.2.1先張法 185

9.2.2後張法 185

9.3預應力錨具與孔道成型材料 186

9.3.1錨具與夾具 186

9.3.2孔道成型與灌漿材料 187

9.4預應力混凝土構件的材料 187

9.4.1鋼筋 187

9.4.2混凝土 187

9.5張拉控制預應力及預應力損失 188

9.5.1張拉控制應力張con 188

9.5.2預應力損失值預1及其組合 188

9.6預應力混凝土軸心受拉構件的

設計 194

9.6.1應力分析 194

9.6.2計算內容 197

9.6.3設計計算例題 201

9.7預應力混凝土受彎構件 204

9.7.1應力分析 204

9.7.2預應力混凝土受彎構件

承載力計算 208

9.7.3正常使用極限狀態驗算 209

9.7.4施工階段驗算 213

9.7.5預應力混凝土受彎構件

設計例題 214

9.8預應力混凝土構件的構造規定 219

9.8.1截面形式和尺寸 219

9.8.2先張法構件 220

9.8.3後張法構件 220

本章小結 223

思考題 223

習題 224

附錄A鋼筋及混凝土的相關資料 226

參考文獻 234 ^{[1]  [3]}