混凝土結構

本書結合我國近年來的科研成果及2002年頒佈的《混凝土結構設計規範》（GB 50010—2002）編寫。主要介紹了鋼筋混凝土材料的力學性能、結構設計原理；基本構件（受彎、受壓、受拉、受扭）的正截面和斜截面承載力等的設計方法；預應力構件的設計原理與方法；梁板結構、單層工業廠房、多層框架結構、高層建築結構簡介等結構設計內容。在有關章節中，還結合《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》（03G101—1），較系統地介紹了結構施工圖平面整體表示方法，在設計實例中附有平法施工圖。書中以應用為主進行講述，突出了應用性，實用性強的特點。 ^[1] 

第一章 緒論1

第一節 混凝土結構的一般概念1

第二節 混凝土結構的發展階段及其工程應用2

一、混凝土結構發展的幾個階段3

二、混凝土結構的工程應用3

三、混凝土結構發展概況3

第三節 本課程的特點與學習方法5

小結5

思考題與習題6

第二章 鋼筋混凝土材料的力學性能7

第一節 鋼筋7

一、鋼筋的化學成分、級別和品種7

二、鋼筋的強度和變形8

三、鋼筋的冷加工9

第二節 混凝土10

一、混凝土強度10

二、混凝土變形13

第三節 鋼筋與混凝土之間的黏結17

一、黏結的概念17

二、黏結破壞的過程17

三、黏結的應用18

小結18

思考題與習題18

第三章 混凝土結構基本設計原則20

第一節 結構的功能要求20

一、混凝土結構的組成與作用20

二、結構上的作用、結構抗力20

三、結構的功能要求21

四、結構的可靠性與安全等級22

第二節 結構極限狀態22

一、極限狀態的概念22

二、極限狀態分類23

三、結構極限狀態方程23

四、結構可靠度24

五、結構目標可靠指標24

第三節 極限狀態實用設計表達式25

一、承載能力極限狀態設計表達式25

二、正常使用極限狀態設計表達式26

三、材料強度代表值27

四、荷載代表值27

小結30

思考題與習題31

第四章 受彎構件正截面承載力計算32

第一節 概述32

一、受彎構件的基本概念32

二、板的一般構造要求33

三、梁的一般構造要求33

第二節 單筋矩形截面梁受力狀態35

一、梁的受力性能35

二、適筋梁的破壞特徵36

三、配筋率對破壞特徵的影響37

第三節 單筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算37

一、基本假定37

二、等效矩形應力圖38

三、界限相對受壓區高度及其與配筋率的關係38

四、基本公式及適用條件40

五、基本公式的應用41

第四節 雙筋矩形截面受彎構件正截面承載力計算48

一、基本公式及適用條件48

二、基本公式的應用49

第五節 T形截面受彎構件正截面承載力計算52

一、概述52

二、基本公式54

三、基本公式的應用55

小結58

思考題與習題59

第五章 受彎構件斜截面承載力計算61

第一節 概述61

第二節 斜截面破壞形態62

一、無腹筋梁斜截面破壞形態62

二、有腹筋梁斜截面破壞形態63

三、影響梁斜截面承載力的主要因素64

第三節 受彎構件斜截面承載力計算65

一、基本計算公式65

二、公式的適用範圍67

三、斜截面受剪承載力計算截面位置的確定68

四、斜截面受剪承載力計算方法與步驟68 ^[1] 

五、計算實例70

第四節 受彎構件的鋼筋佈置75

一、抵抗彎矩圖75

二、縱向鋼筋的構造要求76

三、箍筋的構造要求80

四、彎起鋼筋的構造要求80

第五節 平面整體配筋圖標註法81

一、平法制圖規則的總體要求81

二、梁平法整體配筋圖的表示方法82

三、柱平法配筋圖的表示方法88

小結91

思考題與習題91

第六章 受壓構件的承載力計算93

第一節 軸心受壓構件正截面承載力計算93

一、配置普通箍筋的軸心受壓構件94

二、配有螺旋式（或焊接環式）箍筋的軸心受壓構件正截面承載力計算96

第二節 偏心受壓構件受力性能97

一、偏心受壓構件破壞特徵98

二、大、小偏心受壓破壞的界限99

三、附加偏心矩99

四、偏心矩增大系數99

第三節 矩形截面偏心受壓構件正截面承載力計算100

一、基本假定100

二、承載力計算公式101

三、垂直於彎矩作用平面的承載力驗算102

四、矩形截面對稱配筋的正截面承載力計算102

第四節 受壓構件的構造要求106

一、材料強度等級106

二、截面形式及截面尺寸106

三、縱向鋼筋106

四、箍筋107

五、上下層柱的接頭107

第五節 對稱配筋工字形截面偏心受壓構件正截面承載力計算108

一、大偏心受壓計算108

二、小偏心受壓計算109

第六節 偏心受壓構件斜截面承載力計算110

第七節 雙向偏心受壓構件的承載力計算111

小結112

思考題與習題112

第七章 鋼筋混凝土受拉構件承載力計算114

第一節 軸心受拉構件正截面承載力計算114

一、正截面承載力計算114

二、構造要求114

第二節 偏心受拉構件正截面承載力計算115

一、偏心受拉構件的分類115

二、承載力計算公式115

三、截面設計方法及實例 116

第三節 偏心受拉構件斜截面承載力計算118

小結119

思考題與習題119

第八章 受扭構件承載力計算120

第一節 概述120

第二節 純扭構件的開裂扭矩121

一、矩形截面純扭構件的開裂扭矩121

二、T形和工字形截面純扭構件的開裂扭矩122

第三節 純扭構件的受扭承載力計算123

一、抗扭配筋的形式123

二、受扭構件的試驗研究分析123

三、矩形截面純扭構件的承載力計算124

四、T形、工字形截面的純扭構件承載力計算125

第四節 彎剪扭構件承載力計算125

一、彎扭構件承載力計算125

二、剪扭構件承載力計算125

三、彎剪扭構件承載力計算126

四、計算公式的適用範圍和構造要求127

小結132

思考題與習題133

第九章 鋼筋混凝土構件的變形和裂縫寬度驗算134

第一節 受彎構件的撓度驗算134

一、受彎構件的變形特點134

二、受彎構件的短期剛度135

三、 受彎構件考慮荷載長期作用影響的剛度136

四、最小剛度原則與撓度計算137

第二節 裂縫寬度的驗算140

一、裂縫的發生和分佈140

二、平均裂縫寬度140

三、最大裂縫寬度及驗算141

第三節 混凝土結構的耐久性143

一、 耐久性的概念與主要影響因素143 ^[1] 

二、 耐久性設計144

小結146

思考題與習題146

第十章 預應力混凝土構件147

第一節 概述147

一、預應力混凝土的基本概念147

二、預應力混凝土結構的優缺點148

三、施加預應力的方法148

第二節 預應力混凝土的材料與錨夾具150

一、預應力混凝土的材料150

二、錨具和夾具151

第三節 張拉控制應力和預應力損失153

一、張拉控制應力153

二、預應力損失153

三、預應力損失的組合 157

第四節 預應力混凝土軸心受拉構件的計算158

一、軸心受拉構件應力分析158

二、預應力軸心受拉構件的計算 161

第五節 預應力混凝土受彎構件的計算167

一、預應力混凝土受彎構件應力分析167

二、預應力混凝土受彎構件計算170

第六節 預應力混凝土構件的構造要求179

一、一般規定179

二、先張法構件的構造要求180

三、後張法構件的構造要求181

第七節 無黏結預應力混凝土的簡介182

小結182

思考題與習題183

第十一章 梁板結構設計185

第一節 概述185

第二節 現澆式單向板肋形樓蓋187

一、單向板的概念187

二、單向板樓蓋的結構佈置188

三、連續梁、板按彈性理論的內力計算189

四、連續梁、板考慮內力重分佈的計算195

五、連續板的截面設計與構造199

六、次梁的計算與構造201

七、主樑的計算與構造202

八、單向板肋形樓蓋設計例題205

第三節 現澆雙向板肋梁樓蓋212

一、雙向板的受力特點及試驗結果212

二、按彈性理論計算雙向板212

三、雙向板的構造要求215

四、雙向板支撐梁的設計215

五、雙向板肋形樓蓋設計例題216

第四節 裝配式樓蓋219

一、鋪板式樓蓋的構件形式219

二、樓蓋梁220

三、結構平面佈置與預製構件的選擇221

四、裝配式鋼筋混凝土樓蓋的連接構造222

五、裝配式樓蓋的計算要點224

第五節 樓梯及雨篷設計225

一、樓梯225

二、雨篷231

第六節 其他樓蓋簡介233

一、無樑樓蓋233

二、疊合式樓蓋235

三、無黏結預應力混凝土樓蓋237

小結238

思考題與習題239

課程設計任務書239

附表11-1 集中荷載作用下等跨連續梁的內力系數240

附表11-2 按彈性理論分析矩形雙向板在均布荷載作用下的彎矩係數表241

第十二章 單層工業廠房244

第一節 概述244

一、單層廠房的特點244

二、單層廠房的結構分類245

第二節 單層工業廠房的結構組成與結構佈置245

一、結構組成245

二、結構佈置247

第三節 單層廠房結構主要構件選型255

一、國家建築標準設計圖集介紹255

二、屋面主要構件選型256

三、屋架（屋面梁）的選型257

四、吊車梁的選型258

五、排架柱選型258

第四節 排架內力分析259

一、排架計算簡圖259

二、排架荷載計算260

三、排架內力計算264

四、排架荷載組合和內力組合267

第五節 單層工業廠房柱的設計268

一、柱的形式及其截面尺寸的確定268

二、柱的截面配筋設計268

三、牛腿設計269

四、預埋件271

第六節 柱下鋼筋混凝土獨立基礎設計271

一、基礎的類型271

二、基礎底面尺寸的確定271

三、基礎高度的確定274

四、基礎底板配筋計算275

五、構造要求276

第七節 單層工業廠房設計實例278 ^[1] 

一、結構方案及主要承重構件選用279

二、計算簡圖及柱截面尺寸的確定279

三、荷載計算280

四、內力計算282

五、最不利內力組合285

六、柱子設計286

七、基礎設計290

小結295

思考題與習題295

第十三章 多層框架結構302

第一節 框架結構體系及佈置302

一、框架結構體系302

二、變形縫304

三、框架樑、柱截面尺寸305

四、框架結構計算簡圖306

第二節 多層框架結構房屋的荷載307

一、豎向荷載307

二、水平荷載308

第三節 豎向荷載作用下框架內力分析的近似方法308

一、分層法309

二、彎矩二次分配法310

第四節 水平荷載作用下框架結構內力和側移的近似計算310

一、反彎點法310

二、改進反彎點法（D值法）312

三、框架結構側移的近似計算318

第五節 荷載效應組合原則和構件設計320

一、荷載效應組合320

二、構件截面設計323

三、框架結構的構造要求323

第六節 基礎設計325

一、基礎設計一般原則325

二、條形基礎327

三、十字交叉條形基礎328

第七節 框架結構計算實例331

一、結構計算單元及計算簡圖332

二、荷載標準值的計算332

三、梁、柱線剛度計算335

四、荷載作用下框架的內力分析335

五、內力組合341

六、構件配筋計算344

小結348

思考題與習題349

第十四章 高層建築結構簡介350

第一節 高層建築設計的特點和結構類型350

一、高層建築設計的特點350

二、高層建築的結構類型351

第二節 結構的體系與典型佈置353

一、框架結構體系353

二、剪力牆結構體系354

三、框架-剪力牆及框架-筒體結構體系356

四、筒中筒結構體系358

五、多筒結構體系359

第三節 結構的總體佈置及變形縫361

一、控制結構高寬比361

二、結構平面形狀361

三、結構平面佈置361

四、結構豎向佈置362

五、樓蓋結構363

六、防震縫364

七、伸縮縫及減少温度收縮影響的措施364

八、基礎和沉降縫處理365

第四節 剪力牆的配筋構造366

一、剪力牆的截面尺寸366

二、剪力牆的加強部位366

三、剪力牆的配筋366

四、剪力牆邊緣構件367

五、剪力牆鋼筋的錨固與連接369

六、連梁的配筋369

七、剪力牆的洞口配筋構造369

小結370

思考題與習題370

主要參考文獻371 ^[1]