混凝土结构设计原理（第2版）（高等院校土木工程专业规划教材） epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　“混凝土结构设计原理”是土木工程专业的专业基础课程（必修），具有理论性与实践性并重的特点。其先修课程为土木工程材料、材料力学等；后续课程包括抗震结构设计、高层结构设计、组合结构设计原理、工程质量事故分析与处理等。本书根据国家*新标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015版）、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2012）的相关内容编写而成，旨在让学生学习一般钢筋混凝土构件（拉、压、弯、剪、扭、预应力）的破坏类型、设计原理及相应的构造措施，能够运用基本概念分析构件受力特性，具备对基本构件进行设计的能力，为学习后续课程和毕业设计打下基础。本书可以作为高等院校土木工程专业的教材，也可供有关设计、施工和科研人员使用。

内容简介

　　本书为高等院校土木工程专业的学科基础课教材，介绍混凝土结构构件的受力性能，房屋建筑工程、公路及桥涵工程

　　混凝土结构设计方法。本书主要依据我国国家标准《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）编写而成，主要内容包括： 绪论，材料的基本性能，以概率理论为基础的极限状态设计方法，钢筋混凝土受弯构件、受压构件、受拉构件、受扭构件性能分析、设计计算和构造措施，钢筋混凝土构件裂缝及变形验算，预应力混凝土轴心受拉构件、受弯构件的力学性能及设计方法。

　　本书对混凝土结构构件的性能及分析有充分的论述，概念清楚； 有明确的计算方法和详细的设计步骤，以及相当数量的计算例题，有利于理解结构构件的受力性能和具体的设计计算方法。每章有内容提要、思考题或习题等内容； 文字通俗易懂，论述由浅入深，循序渐进，便于自学理解，巩固深入。书中还编排了近年注册结构工程师专业考试真题的相关内容，便于读者学习。

　　本书可作为高等院校土木工程专业的教材，也可供有关的设计、施工和科研人员使用。

作者简介

　　李斌，男，博士，教授，工程力学学会包头市理事，中国冶金建设委员会委员，土木工程学会会员, 内蒙古自治区建筑节能协会副理事长，结构委员会主任。内蒙古科技大学党委常委、副校长，教授、硕士生导师。

　　研究方向包括：钢与混凝土组合结构、在役结构可靠性及剩余寿命研究。

　　作为学科领导人和带头人，近年来主持完成或参与国家*、省部级、地市级等纵向课题20多项，企业委托的横向课题40多项，获科技进步奖3项，创新奖1项，教学成果奖2项，发表论文40余篇，其中被EI收入论文20多篇。2001年获宝钢教育基金理事会优秀教师奖，2010年被评为内蒙古自治区 “321”人才二层次人才。

目录

目录

第1章绪论

1.1混凝土结构的基本概念

1.2混凝土结构的应用与发展概况

1.2.1混凝土结构的发展概况

1.2.2混凝土结构的工程应用

1.2.3我国混凝土结构设计规范发展概况

1.3混凝土结构发展展望

1.3.1材料方面

1.3.2结构方面

1.3.3施工技术

1.3.4试验技术

1.4本课程的主要内容及特点

1.4.1主要内容

1.4.2课程特点及学习方法

第2章钢筋和混凝土的基本性能

2.1钢筋的基本性能

2.1.1钢筋的品种和级别

2.1.2钢筋的力学性能

2.1.3钢筋应力�灿Ρ涔叵档氖�学模型

2.1.4钢筋的松弛和疲劳

2.1.5混凝土结构对钢筋性能的要求

2.1.6钢筋的选用

2.2混凝土的基本性能

2.2.1单轴应力状态下混凝土的强度

2.2.2复合应力状态下混凝土的强度

2.2.3混凝土短期加载下的变形性能

2.2.4混凝土的徐变

2.2.5混凝土的疲劳性能

2.2.6混凝土的收缩、膨胀和温度变形

2.3钢筋与混凝土的粘结

2.3.1基本概念

2.3.2粘结力的组成及其影响因素

2.3.3保证可靠粘结的构造措施

2.4钢筋混凝土的一般构造规定

2.4.1混凝土保护层

2.4.2钢筋的锚固长度

2.4.3机械锚固

2.4.4钢筋的连接

2.4.5并筋

2.5公路桥涵工程混凝土结构材料

2.5.1混凝土与钢筋

2.5.2公路桥涵工程混凝土结构的一般构造

思考题

第3章混凝土结构设计的基本原则

3.1结构极限状态设计方法

3.1.1结构的功能要求

3.1.2结构功能的极限状态

3.1.3结构上的作用及结构抗力

3.2荷载和材料强度的取值

3.2.1荷载标准值的确定

3.2.2材料强度标准值的确定

3.2.3材料强度设计值

3.3结构可靠度、可靠指标和目标可靠指标

3.4极限状态实用设计表达式

3.4.1承载能力极限状态设计表达式

3.4.2正常使用极限状态设计表达式

3.5既有结构和防连续倒塌的设计原则

3.5.1既有结构设计原则

3.5.2防连续倒塌设计原则

3.6公路桥涵工程混凝土结构设计的基本原则

3.6.1主要区别及造成两者区别的主要原因

3.6.2极限状态设计表达式

思考题

第4章受弯构件的正截面受弯承载力

4.1概述

4.2受弯构件正截面的受力性能

4.2.1梁的一般构造

4.2.2板的一般构造

4.2.3适筋梁正截面受弯的三个受力阶段

4.2.4受弯构件沿正截面的破坏形态

4.3受弯构件正截面承载力计算方法

4.3.1基本假定

4.3.2等效矩形应力图形

4.3.3适筋破坏和超筋破坏的界限条件

4.3.4适筋破坏与少筋破坏的界限条件

4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

4.4.1基本计算公式及适用条件

4.4.2受弯构件正截面承载力计算的两类问题

4.4.3计算系数及其使用

4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算

4.5.1概述

4.5.2受压钢筋的应力

4.5.3计算公式和适用条件

4.5.4基本公式的应用

4.6T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算

4.6.1概述

4.6.2计算公式及适用条件

4.7公路桥涵工程受弯构件的正截面设计

4.7.1基本假定

4.7.2相对界限受压区高度

4.7.3双筋矩形截面的正截面抗弯承载力计算

4.7.4T形与I形截面的正截面抗弯承载力计算

思考题

习题

第5章受弯构件斜截面承载力计算

5.1概述

5.2受弯构件斜截面受力特点与破坏机理

5.2.1斜截面开裂前后受力分析

5.2.2无腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态

5.2.3有腹筋梁斜截面的受力特点和破坏形态

5.3受弯构件斜截面受剪承载力计算

5.3.1影响梁斜截面受剪承载力的主要因素

5.3.2受弯构件斜截面受剪承载力计算公式

5.4受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算

5.4.1截面设计

5.4.2截面复核

5.5保证斜截面受弯承载力的构造措施

5.5.1材料抵抗弯矩图

5.5.2纵筋的弯起

5.5.3纵筋的截断

5.5.4纵筋的锚固

5.5.5箍筋的构造要求

5.6公路桥涵工程受弯构件的斜截面设计

5.6.1斜截面抗剪承载力的计算位置

5.6.2斜截面抗剪承载力的计算公式及其适用条件

5.6.3斜截面抗剪承载力的配筋设计方法

5.6.4斜截面抗弯承载力

思考题

习题

第6章受压构件截面承载力计算

6.1概述

6.2受压构件的一般构造要求

6.2.1材料强度等级

6.2.2截面形式和尺寸

6.2.3纵向钢筋

6.2.4箍筋

6.3轴心受压构件正截面承载力计算

6.3.1轴心受压普通箍筋柱的正截面承载力计算

6.3.2轴心受压螺旋箍筋柱的正截面承载力计算

6.4偏心受压构件正截面承载力计算原理

6.4.1偏心受压短柱的破坏形态

6.4.2偏心受压长柱的破坏形态

6.4.3偏心受压长柱考虑二阶效应的设计弯矩计算

6.4.4偏心受压构件正截面承载力计算的基本假定

6.4.5附加偏心距

6.4.6小偏心受压构件中远离纵向偏心力一侧的钢筋应力

6.5矩形截面不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算

6.5.1区分大、小偏心受压破坏形态的界限

6.5.2矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算

6.5.3矩形截面小偏心受压构件正截面承载力计算

6.5.4截面设计

6.5.5截面承载力复核

6.6矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算

6.6.1基本公式及适用条件

6.6.2截面设计

6.6.3截面复核

6.7I形截面对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算

6.7.1基本公式及适用条件

6.7.2截面设计

6.8偏心受压构件N�睲相关曲线

6.9双向偏心受压构件正截面承载力计算

6.10偏心受压构件斜截面受剪承载力计算

6.11公路桥涵工程受压构件的设计

6.11.1轴心受压构件

6.11.2矩形截面偏心受压构件

6.11.3T形和I形截面偏心受压构件

思考题

习题

第7章受拉构件的正截面承载力计算

7.1轴心受拉构件的截面承载力计算

7.2矩形截面偏心受拉构件正截面受拉承载力计算

7.2.1偏心受拉构件正截面的破坏形态

7.2.2矩形截面大偏心受拉构件正截面的承载力计算

7.2.3矩形截面小偏心受拉构件正截面的承载力计算

7.3偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算

7.4公路桥涵工程受拉构件的设计

7.4.1轴心受拉构件正截面承载力计算

7.4.2偏心受拉构件正截面承载力计算

思考题

习题

第8章受扭构件的扭曲截面承载力

8.1概述

8.2受扭构件的破坏特征

8.3截面开裂扭矩

8.4纯扭构件变角度空间桁架模型计算理论

8.5受扭构件配筋计算方法

8.5.1纯扭构件的配筋计算方法

8.5.2弯剪扭构件的配筋计算方法

8.6压、弯、剪、扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱剪扭承载力计算

8.7构造要求

8.8公路桥涵工程受扭构件的设计

8.8.1矩形和箱形截面纯扭构件承载力计算

8.8.2矩形和箱形截面剪扭构件承载力计算

8.8.3T形、I形和带翼缘箱形截面剪扭构件承载力计算

8.8.4矩形、T形、I形和箱形截面弯剪扭构件承载力计算

8.8.5受扭构件承载力计算公式的适用条件与钢筋的构造规定

思考题

习题

第9章钢筋混凝土构件的变形、裂缝及混凝土结构的耐久性

9.1概述

9.2钢筋混凝土受弯构件的挠度验算

9.2.1截面弯曲刚度

9.2.2纵向受拉钢筋应变不均匀系数

9.2.3截面弯曲刚度的计算公式

9.2.4影响截面受弯刚度的主要因素

9.2.5最小刚度原则与挠度验算

9.3钢筋混凝土构件裂缝宽度验算

9.3.1裂缝的出现、分布与开展

9.3.2平均裂缝间距

9.3.3平均裂缝宽度

9.3.4最大裂缝宽度及其验算

9.4钢筋混凝土构件的截面延性

9.4.1延性的概念

9.4.2受弯构件的截面曲率延性系数

9.4.3偏心受压构件截面曲率延性的分析

9.5混凝土结构的耐久性

9.5.1耐久性的概念与结构耐久性劣化现象

9.5.2耐久性设计

9.6公路桥涵工程混凝土构件的裂缝宽度、变形验算

9.6.1公路桥涵工程裂缝宽度验算

9.6.2公路桥涵工程受弯构件变形验算

思考题

习题

第10章预应力混凝土构件

10.1概述

10.1.1预应力混凝土的概念

10.1.2预应力结构在国内外的发展简史

10.1.3预应力混凝土的分类

10.1.4张拉预应力钢筋的方法

10.1.5锚具与孔道成型材料

10.1.6预应力混凝土材料

10.2张拉控制应力与预应力损失

10.2.1张拉控制应力σcon

10.2.2预应力损失的分类

10.2.3预应力损失值的组合

10.3预应力钢筋的传递长度和构件端部锚固区局部受压承载力计算

10.3.1预应力钢筋的传递长度ltr

10.3.2后张法构件端部锚固区的局部承压承载力计算

10.4预应力混凝土轴心受拉构件的计算

10.4.1轴心受拉构件各阶段的应力分析

10.4.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算

10.5预应力混凝土受弯构件的计算

10.5.1各阶段应力分析

10.5.2受弯构件正截面破坏形态及基本假定

10.5.3预应力混凝土受弯构件正截面承载力计算

10.5.4预应力混凝土受弯构件斜截面承载力计算

10.5.5受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算

10.5.6受弯构件使用阶段斜截面抗裂度验算

10.5.7受弯构件使用阶段变形验算

10.5.8受弯构件施工阶段的验算

10.6预应力混凝土构件的构造要求

10.7公路桥涵工程中预应力混凝土构件的设计

10.7.1张拉控制应力和预应力损失

10.7.2预应力混凝土受弯构件的承载力计算

10.7.3预应力混凝土受弯构件应力计算和应力控制

10.7.4预应力混凝土受弯构件抗裂验算

10.7.5预应力混凝土受弯构件挠度验算

10.7.6预应力混凝土受弯构件端部锚固区计算

思考题

习题

附录A材料力学指标

附录B钢筋的计算截面面积及公称质量

附录C基本规定

附录D术语

参考文献

精彩书摘

　　第3章混凝土结构设计的基本原则

　　本章介绍混凝土结构设计时应遵循的基本原则，主要包括作用在结构上的荷载大小如何确定； 所用结构材料强度如何取值； 结构应具有的功能； 结构安全可靠的标准； 概率极限状态实用设计表达式等。

　　3.1结构极限状态设计方法

　　3.1.1结构的功能要求

　　1. 结构的安全等级

　　建筑物的重要程度是根据其用途决定的。例如，设计一个大型体育馆和设计一个普通仓库是有差异的，因为大型体育馆一旦发生破坏，造成的生命财产损失要比普通仓库大得多，所以对它们安全度的要求应该不同，进行建筑结构设计时应按不同的安全等级进行设计。建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果，如危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重性，采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表3��1的要求。对人员比较集中、使用频繁的影剧院、体育馆等，安全等级宜按一级设计。对特殊的建筑物，其设计安全等级可视具体情况确定。还有，建筑物中梁、柱等各类构件的安全等级一般应与整个建筑物的安全等级相同，对部分特殊构件可根据其重要程度作适当调整。

　　表3��1建筑结构的安全等级

　　安 全 等 级

　　破坏后果

　　建筑物类型

　　一级

　　很严重

　　重要的建筑物

　　二级

　　严重

　　一般的建筑物

　　三级

　　不严重

　　次要的建筑物

　　注： (1) 对特殊的建筑物，其安全等级应根据具体情况另行确定；

　　(2) 地基基础设计安全等级及按抗震要求设计时建筑结构的安全等级，尚应符合国家现行有关规范的规定。

　　2. 结构的设计使用年限与设计基准期

　　计算结构可靠度所依据的年限称为结构的设计使用年限。结构的设计使用年限，是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。设计使用年限按《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)确定，就总体而言，桥梁应比房屋的设计使用年限长，大坝的设计使用年限更长。结构的设计使用年限应按表3��2采用。

　　表3��2设计使用年限分类

　　类别设计使用年限/年示例

　　15临时性结构

　　225易于替换的结构构件

　　350普通房屋和构筑物

　　4100纪念性建筑和特别重要的建筑物

　　设计基准期是为确定可变作用代表值与时间有关的材料性能而选用的时间参数。

　　设计使用年限与设计基准期既有联系又有不同。设计基准期可根据结构设计使用年限的要求适当选定。结构的设计使用年限虽与其使用寿命有联系，但不等同。超过设计使用年限的结构并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了。

　　3. 建筑结构的功能

　　根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)，结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：

　　(1) 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；

　　(2) 在正常使用时具有良好的工作性能；

　　(3) 在正常维护下有足够的耐久性能；

　　(4) 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。

　　上述(1)、(4)两项属于结构的安全性，结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件(如地震、爆炸等)发生时和发生后保持必需的整体稳定性，不致发生倒塌。纽约世界贸易中心双子大厦遭恐怖分子劫持飞机撞击，产生爆炸、燃烧而最终导致整体倒塌，是一个非常典型的偶然事例。第(2)项关系到结构的适用性，如不产生影响使用的过大变形或振幅，不发生足以让使用者不安的过宽裂缝等。第(3)项为结构的耐久性，如结构在正常维护条件下在设计规定的年限内混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生锈蚀等。安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。<

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