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第1章 绪论1

1.1 混凝土结构的含义1

1.2 混凝土结构的应用3

1.2.1 建筑工程3

1.2.2 桥梁工程3

1.2.3 隧道与地下工程4

1.2.4 水利工程4

1.2.5 港口工程4

1.3 混凝土结构的优势与不足5

1.3.1 混凝土结构的优势5

1.3.2 混凝土结构的不足6

1.4 混凝土结构的发展概况6

1.4.1 探索阶段6

1.4.2 成长阶段7

1.4.3 成熟阶段7

思考题8

第2章 混凝土结构的材料性能9

2.1 混凝土强度9

2.1.1 混凝土强度等级9

2.1.2 混凝土强度指标10

2.1.3 复合应力状态下的混凝土强度14

2.2 混凝土变形16

2.2.1 一次短期加载下混凝土单轴受压应力－应变关系16

2.2.2 混凝土变形模量19

2.2.3 混凝土单轴受拉时的变形20

2.2.4 重复荷载下的混凝土变形21

2.2.5 长期荷载下的混凝土变形21

2.2.6 混凝土非受力变形24

2.3 混凝土耐久性能25

2.3.1 抗渗性25

2.3.2 抗冻性25

2.3.3 抗侵蚀性26

2.3.4 碳化26

2.3.5 碱骨料反应27

2.4 钢筋的性能27

2.4.1 钢筋种类27

2.4.2 钢筋的强度和变形28

2.4.3 钢筋的疲劳性能30

2.4.4 钢筋的工艺性能31

2.5 钢筋与混凝土的黏结32

2.5.1 黏结的意义32

2.5.2 黏结力33

2.5.3 钢筋的锚固36

思考题38

作业题38

测试题39

第3章 正截面基本受力性能42

3.1 钢筋混凝土轴心受拉构件42

3.1.1 轴心受拉构件受力全过程42

3.1.2 截面轴向刚度46

3.1.3 受力裂缝开展48

3.1.4 混凝土收缩引起的应力51

3.1.5 最小配筋率53

3.2 钢筋混凝土受弯构件53

3.2.1 弯曲受力全过程53

3.2.2 开裂弯矩57

3.2.3 弯曲破坏类型与配筋率的关系59

3.2.4 截面弯曲刚度60

3.2.5 混凝土收缩对受弯构件的影响61

3.2.6 截面延性62

3.3 钢筋混凝土轴心受压构件63

3.3.1 轴心受压短构件的受力全过程63

3.3.2 收缩、徐变对轴压构件的影响65

3.3.3 轴心受压长构件的稳定系数70

3.4 预应力混凝土构件71

3.4.1 建立预应力的方法71

3.4.2 预应力混凝土轴心受拉构件受力全过程73

3.4.3 预应力混凝土与钢筋混凝土轴拉构件受力性能的比较75

3.4.4 收缩、徐变对预应力的影响78

3.4.5 预应力混凝土受弯构件的受力特点80

思考题87

作业题88

测试题89

第4章 正截面承载力计算原理93

4.1 基本假定93

4.1.1 平截面假定93

4.1.2 混凝土受压应力－应变模型93

4.1.3 钢筋应力－应变模型94

4.1.4 不考虑混凝土抗拉强度的假定94

4.2 正截面受弯承载力94

4.2.1 钢筋混凝土适筋截面承载能力极限状态94

4.2.2 等效矩形应力图形94

4.2.3 钢筋混凝土单筋矩形截面承载力计算公式及适用条件96

4.2.4 截面承载力计算的两类问题99

4.2.5 钢筋混凝土双筋矩形截面的承载力计算101

4.2.6 钢筋混凝土T形截面的承载力计算104

4.2.7 预应力混凝土受弯构件的承载力计算107

4.3 钢筋混凝土轴心受压构件正截面受压承载力110

4.3.1 配有普通箍筋的轴心受压构件110

4.3.2 配有螺旋箍筋或焊接环筋的轴心受压构件111

4.4 混凝土构件局部受压承载力114

4.4.1 局部受压受力性能114

4.4.2 素混凝土局部受压时的强度提高系数115

4.4.3 间接配筋混凝土构件的局部受压承载力117

4.5 钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力119

4.5.1 破坏类型119

4.5.2 矩形截面偏心受压构件的正截面承载力121

4.5.3 工字形截面偏心受压构件的正截面承载力127

4.6 正截面受拉承载力130

4.6.1 轴心受拉构件正截面承载力130

4.6.2 小偏心受拉构件正截面承载力131

4.6.3 大偏心受拉构件正截面承载力132

4.7 钢筋混凝土构件正截面承载力比较133

4.7.1 承载力计算公式133

4.7.2 正截面承载力Nu－Mu相关曲线135

4.8 偏心受压构件的挠曲二阶弯矩139

4.8.1 二阶弯矩的概念139

4.8.2 标准偏压构件的弯矩增大系数140

4.8.3 端弯矩不等时弯矩增大系数的调整141

4.8.4 不需考虑挠曲二阶弯矩的条件143

思考题144

作业题145

测试题146

第5章 正截面裂缝宽度和刚度计算原理150

5.1 裂缝宽度计算模式150

5.2 基于半经验半理论模式的裂缝宽度计算公式150

5.2.1 平均裂缝宽度151

5.2.2 最大裂缝宽度155

5.3 基于数理统计模式的裂缝宽度计算公式158

5.3.1 裂缝宽度的主要影响因素158

5.3.2 最大裂缝宽度的统计公式159

5.3.3 两种计算模式的比较161

5.4 受弯构件短期截面抗弯刚度计算模式162

5.4.1 开裂前162

5.4.2 开裂后162

5.5 基于解析刚度模式的抗弯刚度计算公式163

5.5.1 短期刚度基本表达式163

5.5.2 建工规范钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式164

5.5.3 水工和港工规范钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式166

5.6 基于等效刚度模式的抗弯刚度计算公式167

5.6.1 等效刚度的概念167

5.6.2 公路桥规钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式168

5.7 基于双折线模式的抗弯刚度计算公式170

5.7.1 短期刚度基本表达式170

5.7.2 建工规范预应力混凝土受弯构件刚度计算公式171

5.7.3 公路桥规预应力混凝土受弯构件刚度计算公式171

5.7.4 水工规范预应力混凝土受弯构件刚度计算公式172

思考题173

作业题173

测试题173

第6章 斜截面、扭曲截面和冲切承载力计算原理176

6.1 斜截面受力性能176

6.1.1 斜裂缝的形成176

6.1.2 无腹筋梁的斜截面受剪性能177

6.1.3 有腹筋梁的斜截面受剪性能181

6.2 斜截面受剪承载力183

6.2.1 受剪承载力影响因素183

6.2.2 受剪承载力计算模式188

6.2.3 建工规范受剪承载力计算公式189

6.2.4 公路桥规受剪承载力计算公式192

6.2.5 港工规范受剪承载力计算公式194

6.2.6 水工规范受剪承载力计算公式196

6.3 扭曲截面受力性能197

6.3.1 受扭构件的种类197

6.3.2 无筋纯扭构件的受扭性能198

6.3.3 钢筋混凝土纯扭构件的受扭性能201

6.4 建工规范受扭承载力计算公式204

6.4.1 纯扭构件承载力204

6.4.2 压扭和拉扭构件承载力206

6.4.3 弯剪扭构件承载力207

6.4.4 拉、压弯剪扭构件承载力计算211

6.4.5 扭曲截面的限制条件和最小配筋要求212

6.5 其他规范受扭承载力计算公式216

6.5.1 纯扭构件216

6.5.2 弯剪扭构件216

6.6 受冲切承载力216

6.6.1 局部荷载下板的受力特点217

6.6.2 无抗冲切钢筋板的受冲切承载力218

6.6.3 配有冲切钢筋板的受冲切承载力220

思考题220

作业题221

测试题222

第7章 结构设计方法225

7.1 结构的功能与可靠度225

7.1.1 结构的功能要求225

7.1.2 设计使用年限225

7.1.3 极限状态226

7.1.4 作用与作用效应227

7.1.5 抗力229

7.1.6 结构可靠度229

7.2 常用概率模型230

7.2.1 一维随机变量230

7.2.2 多维随机变量233

7.2.3 随机变量的函数的分布236

7.2.4 随机过程238

7.3 结构可靠度设计方法243

7.3.1 作用的概率模型243

7.3.2 作用的代表值247

7.3.3 抗力的概率模型250

7.3.4 结构可靠度计算254

7.3.5 结构可靠指标计算257

7.3.6 目标可靠指标265

7.4 以分项系数表达的极限状态设计方法267

7.4.1 承载能力极限状态268

7.4.2 正常使用极限状态274

7.5 结构耐久性设计方法276

7.5.1 耐久性极限状态276

7.5.2 结构所处的环境类别277

7.5.3 混凝土材料的耐久性要求279

7.5.4 耐久性技术措施280

思考题280

作业题282

测试题282

第8章 钢筋混凝土构件设计288

8.1 概述288

8.1.1 构件受力状态与种类288

8.1.2 截面形式与尺寸290

8.2 梁、板、柱构件设计内容291

8.2.1 内力设计值计算291

8.2.2 控制截面选择295

8.2.3 承载能力极限状态计算296

8.2.4 正常使用极限状态计算297

8.2.5 配筋构造298

8.3 工作平台板、次梁设计示例303

8.3.1 设计条件303

8.3.2 板的设计304

8.3.3 次梁设计307

8.4 简支梁桥主梁设计示例310

8.4.1 设计条件310

8.4.2 主梁内力设计值计算310

8.4.3 主梁受弯承载力计算311

8.4.4 主梁受剪承载力计算313

8.4.5 主梁裂缝宽度验算316

8.4.6 主梁挠度验算316

思考题318

作业题319

测试题319

第9章 预应力混凝土构件设计322

9.1 概述322

9.1.1 预应力混凝土分类322

9.1.2 锚、夹具322

9.1.3 张拉控制应力325

9.1.4 先张法构件预应力筋的预应力传递长度和预应力筋的锚固长度326

9.2 预应力损失值计算327

9.2.1 摩擦损失327

9.2.2 预应力筋内缩损失329

9.2.3 预应力筋与台座间的温差损失330

9.2.4 预应力筋的应力松弛损失331

9.2.5 混凝土收缩、徐变损失333

9.2.6 混凝土弹性压缩损失336

9.2.7 预应力损失值的组合337

9.3 预应力混凝土构件各状态截面应力分析338

9.3.1 先张法轴心受拉构件338

9.3.2 后张法轴心受拉构件342

9.3.3 受弯构件345

9.4 预应力混凝土构件设计内容与方法351

9.4.1 使用阶段的承载能力极限状态计算352

9.4.2 使用阶段的正截面裂缝控制353

9.4.3 使用阶段的斜截面抗裂验算354

9.4.4 使用阶段的挠度控制356

9.4.5 使用阶段应力计算358

9.4.6 施工阶段计算358

9.4.7 预应力混凝土构件的构造要求359

9.5 轴心受拉构件设计示例362

9.5.1 设计条件362

9.5.2 承载能力极限状态计算364

9.5.3 预应力损失计算364

9.5.4 正常使用极限状态计算365

9.5.5 施工阶段计算366

9.6 受弯构件设计示例367

9.6.1 设计条件367

9.6.2 承载能力极限状态计算369

9.6.3 预应力损失计算372

9.6.4 正常使用极限状态计算377

9.6.5 使用阶段应力计算382

9.6.6 施工阶段应力计算383

9.6.7 受拉区纵向钢筋配筋率验算384

思考题384

作业题385

测试题386

附录A 材料性能指标389

附表A.1 混凝土强度值（N/mm2）389

附表A.2 普通钢筋强度值（N/mm2）390

附表A.3 预应力筋强度值（N/mm2）391

附表A.4 混凝土弹性模量（104N/mm2）392

附表A.5 钢筋弹性模量（105N/mm2）392

附录B 作用分项系数393

附表B.1 建筑工程作用分项系数393

附表B.2 公路桥涵作用分项系数393

附表B.3 港口工程作用分项系数394

附表B.4 水利水电工程作用分项系数395

附录C 混凝土结构的环境类别396

附表C.1 建筑工程混凝土结构的环境类别396

附表C.2 水工混凝土结构的环境类别396

附表C.3 公路桥涵混凝土结构的环境类别397

附录D 混凝土材料的耐久性要求398

附表D.1 设计使用年限为50年的建筑工程混凝土耐久性基本要求398

附表D.2 设计使用年限为50年的水工结构混凝土耐久性基本要求398

附表D.3 公路桥涵混凝土耐久性基本要求399

附表D.4 水工结构混凝土最小抗渗等级399

附表D.5 公路桥涵混凝土抗渗等级选用标准399

附表D.6 水工结构混凝土最小抗冻等级400

附表D.7 公路桥涵混凝土抗冻等级选用标准400

附录E 钢筋的混凝土保护层厚度401

附表E.1 建筑工程最外层钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）401

附表E.2 水工结构纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）401

附表E.3 公路桥涵钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）402

附表E.4 港口工程纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度（mm）402

附录F 正截面受力裂缝控制403

附表F.1 建筑工程正截面受力裂缝控制要求403

附表F.2 水工结构正截面受力裂缝控制要求403

附表F.3 港口工程正截面受力裂缝控制要求404

附表F.4 公路桥涵正截面受力裂缝控制要求404

附表F.5 铁路桥涵正截面受力裂缝控制要求404

附表F.6 建筑工程钢筋的相对黏结特性系数vi405

附表F.7 水工结构考虑钢筋表面形状和预应力张拉方法的系数α1405

附录G 混凝土受弯构件挠度限值406

附表G.1 建筑工程混凝土受弯构件挠度限值406

附表G.2 水工结构混凝土受弯构件挠度限值406

附表G.3 公路桥涵混凝土受弯构件挠度限值406

附表G.4 港口工程混凝土受弯构件挠度限值406

附表G.5 铁路桥涵混凝土受弯构件挠度限值407

附录H 钢筋混凝土梁、板、柱的一般构造要求408

附表H.1 板的最小厚度要求408

附录H.2 钢筋混凝土构件纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin（％）408

附表H.2.1 建筑工程纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin（％）408

附表H.2.2 公路桥涵纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin（％）409

附表H.2.3 水工结构纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin（％）409

附表H.2.4 港口工程纵向受力钢筋的最小配筋率ρmin（％）410

附录H.3 梁内箍筋最大间距410

附表H.3.1 建筑工程梁内箍筋最大间距（mm）410

附表H.3.2 港口工程梁内箍筋最大间距（mm）410

附表H.3.3 水工结构梁内箍筋最大间距（mm）411

附录H.4 受弯构件有效翼缘计算宽度b？411

附表H.4.1 建筑工程、水工结构、港工结构受弯构件有效翼缘计算宽度411

附表H.4.2 公路桥涵T形截面梁有效翼缘计算宽度412

附录H.5 锚固钢筋的外形系数α412

附表H.5.1 建筑工程取值412

附表H.5.2 水工结构取值412

附录I 预应力损失413

附表I.1 摩擦系数κ和μ413

附表I.2 锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩值（mm）413

附表I.3 预应力筋应力松弛损失时间变化系数413

附录I.4 混凝土收缩应变终极值ε∞（×10-4）414

附表I.4.1 建筑工程取值414

附表I.4.2 公路桥涵取值414

附表I.4.3 铁路桥涵取值415

附录I.5 混凝土徐变系数终极值？∞415

附表I.5.1 建筑工程取值415

附表I.5.2 公路桥涵取值416

附表I.5.3 铁路桥涵取值416

附表I.6 建筑工程、铁路桥涵不同时刻混凝土收缩徐变损失与终极值的比值416

参考文献417