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1 绪论1

1.1　混凝土结构的一般概念1

1.2　钢筋和混凝土共同工作的可能性与有效性2

1.3　钢筋混凝土结构的特点3

1.4　混凝土结构的发展与应用4

1.4.1　混凝土结构发展概况4

1.4.2　混凝土结构在实际工程中的应用7

1.5　本课程的主要内容及特点8

1.5.1　课程内容8

1.5.2　课程特点9

1.5.3　学习方法10

小结11

思考题11

2　材料的物理和力学性能12

2.1　混凝土12

2.1.1　混凝土的强度12

2.1.2　复杂受力下混凝土的受力性能16

2.1.3　混凝土的变形19

2.1.4　混凝土的选用原则27

2.2　钢筋28

2.2.1　钢筋的种类28

2.2.2　钢筋的强度与变形性质29

2.2.3　钢筋的选用原则32

2.3　钢筋与混凝土的黏结33

2.3.1　黏结的意义33

2.3.2　黏结力的组成34

2.3.3　黏结强度34

2.3.4　影响黏结强度的因素35

小结36

思考题37

习题38

3　混凝土结构设计的基本原则39

3.1 结构的功能要求和极限状态39

3.1.1　结构的功能要求39

3.1.2　结构的极限状态40

3.1.3　结构的安全等级40

3.2　结构的可靠度和极限状态方程41

3.2.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力41

3.2.2　结构的可靠性和可靠度42

3.2.3　设计使用年限、设计基准期和实际使用寿命43

3.2.4　极限状态方程及可靠指标44

3.3　极限状态设计表达式45

3.3.1 荷载和材料强度的取值45

3.3.2　分项系数49

3.3.3　承载能力极限状态设计表达式50

3.3.4　正常使用极限状态设计表达式52

小结54

思考题55

习题55

4　受弯构件正截面承载力计算57

4.1 概述57

4.2　梁、板结构的一般构造58

4.3　梁正截面受弯承载力的试验研究62

4.3.1 适筋梁正截面受弯的3个阶段62

4.3.2　纵向受拉钢筋配筋率对正截面受弯破坏形态和受弯性能的影响64

4.4　正截面承载力计算的基本假定及应用66

4.4.1 正截面承载力计算的基本假定66

4.4.2　受压区混凝土应力的计算图形67

4.4.3　界限相对受压区高度69

4.4.4　适筋和少筋破坏的界限条件71

4.5　单筋矩形截面正截面受弯承载力计算71

4.5.1　基本计算公式71

4.5.2　基本计算公式的适用条件及意义72

4.5.3　计算系数和应用73

4.5.4　正截面受弯承载力计算的两类问题74

4.6　双筋矩形截面正截面受弯承载力计算77

4.6.1 双筋矩形截面的受力机理77

4.6.2　基本计算公式78

4.6.3　双筋矩形截面正截面受弯承载力的截面设计方法80

4.7　T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算83

4.7.1　T形截面的定义及翼缘计算宽度83

4.7.2　T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算85

小结89

思考题89

习题90

5　受弯构件斜截面承载力的计算92

5.1 概述92

5.2　无腹筋梁斜截面受剪的破坏形态94

5.2.1 斜截面开裂后梁中的应力状态94

5.2.2　剪跨比及无腹筋梁斜截面受剪破坏形态96

5.3　无腹筋梁斜截面受剪承载力的影响因素及计算公式97

5.3.1 影响无腹筋梁受剪承载力的因素97

5.3.2　无腹筋梁受剪承载力的计算公式99

5.4　有腹筋梁的受剪性能100

5.4.1　有腹筋梁的受剪破坏形态100

5.4.2　斜截面承载力的计算公式和适用范围101

5.4.3　弯起钢筋105

5.4.4　斜截面受剪承载力的计算位置106

5.4.5　截面复核109

5.5　梁斜截面受弯承载力110

5.5.1　抵抗弯矩图及绘制方法110

5.5.2　保证斜截面受弯承载力的构造措施112

5.6　梁、板内钢筋的其他构造要求114

5.6.1　纵向钢筋的弯起、锚固、搭接、截断的构造要求114

5.6.2　箍筋的构造要求118

5.6.3　架立钢筋及纵向构造钢筋119

5.7　连续梁受剪性能及其承载力计算120

小结121

思考题122

习题122

6　受压构件的截面承载力123

6.1　受压构件的一般构造要求124

6.1.1　截面形式及尺寸124

6.1.2　材料的强度要求125

6.1.3　纵筋的构造要求125

6.1.4　箍筋的构造要求126

6.2　轴心受压构件的正截面承载力计算126

6.2.1　普通箍筋柱的设计计算126

6.2.2　螺旋箍筋柱的设计计算130

6.3　偏心受压构件的正截面受压破坏形态134

6.3.1　大偏心受压破坏134

6.3.2　小偏心受压破坏134

6.3.3　界限破坏136

6.4　偏心受压中长柱的二阶弯矩137

6.4.1 偏心受压中长柱的纵向弯曲影响137

6.4.2　偏心受压构件二阶效应138

6.5　矩形截面偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式141

6.5.1　矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式141

6.5.2　矩形截面小偏心受压构件正截面承载力计算公式142

6.6　矩形截面不对称配筋偏心受压构件的计算方法145

6.6.1　截面设计145

6.6.2　截面复核147

6.7　矩形截面对称配筋偏心受压构件的计算方法153

6.7.1　大、小偏心受压构件的判别153

6.7.2　截面设计154

6.8　正截面承载力Nu-Mu的相关曲线及其应用157

6.9　偏心受压构件斜截面受剪承载力计算159

6.9.1　轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响159

6.9.2　轴向压力对受剪承载力的影响160

小结161

思考题161

习题161

7　受拉构件承载力计算163

71　轴心受拉构件正截面承载力计算163

7.2　偏心受拉构件正截面承载力计算164

小结167

思考题168

习题168

8　受扭构件承载力的计算169

8.1　概述169

8.2　纯扭构件的试验研究170

8.2.1　破坏形态170

8.2.2　纵筋和箍筋配置的影响171

8.3　纯扭构件承载力的计算171

8.3.1　开裂扭矩171

8.3.2　纯扭构件的承载力173

8.4　弯剪扭构件承载力的计算175

8.4.1　破坏形式175

8.4.2　弯剪扭构件的承载力177

8.5　构造要求179

8.5.1　计算公式的适用条件179

8.5.2　配筋构造181

小结185

思考题186

习题186

9　钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度验算187

9.1　概述187

9.2　裂缝验算187

9.2.1 裂缝控制的目的和要求188

9.2.2　裂缝的出现和分布规律188

9.2.3　平均裂缝间距189

9.2.4　平均裂缝宽度的计算公式191

9.2.5　最大裂缝宽度验算194

9.2.6　长期荷载影响195

9.3　变形验算197

9.3.1　变形控制的要求197

9.3.2　截面抗弯刚度的主要特点197

9.3.3　短期刚度计算公式198

9.3.4　长期刚度计算公式201

9.3.5　最小刚度原则202

小结205

思考题205

习题206

10　预应力混凝土构件的计算207

10.1　概述207

10.1.1 预应力混凝土的概念207

10.1.2　预应力混凝土的特点209

10.1.3　预应力混凝土的分类210

10.2　张拉预应力钢筋210

10.2.1 预应力钢筋的张拉方法210

10.2.2　夹具与锚具211

10.2.3　预应力混凝土材料213

10.2.4　张拉控制应力σcon214

10.2.5　预应力损失215

10.3　预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力分析221

10.3.1 轴心受拉构件各阶段的应力分析221

10.3.2　预应力混凝土轴心受拉构件的计算226

10.4　预应力混凝土受弯构件的计算235

10.4.1 受弯构件各阶段的应力分析235

10.4.2　受弯构件使用阶段承载力计算237

10.4.3　受弯构件抗裂度验算241

10.4.4　受弯构件的变形验算244

10.4.5　受弯构件施工阶段的验算245

10.5　预应力混凝土构件的构造要求246

10.5.1　一般规定246

10.5.2　先张法构件的构造要求247

10.5.3　后张法构件的构造要求248

小结250

思考题251

习题251

11　公路桥梁混凝土构件设计方法253

11.1 公路桥梁混凝土构件设计方法概述254

11.2　受弯构件抗弯强度计算255

11.3　受弯构件斜截面承载力简介262

11.4　受压构件的强度计算264

11.5　构件裂缝宽度和变形的计算269

小结273

思考题274

习题274

附录275

附录1　术语及符号275

附录2　《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）规定的材料力学指标279

附录3　钢筋的计算截面面积、公称质量、轴心受压构件的稳定系数及相关计算表格283

附录4　《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2002）的有关规定286

附录5 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）规定的材料力学指标289

参考文献291