混凝土结构基本原理(李哲) 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书介绍了混凝土结构的基本原理，包括混凝土结构设计原则，混凝土结构材料的性能，钢筋混凝土受弯构件、受压构件、受拉构件、受扭构件承载力设计原理、计算方法及构造措施以及正常使用极限状态验算，预应力混凝土构件等部分。本书含丰富图片，注重规范与所学内容的对接，方便学生学习理解和提高对规范的认识。为了方便使用本书，封面设计二维码扫描可查全书公式；附录也可扫描二维码下载至手机。 本书适用于土木工程、水利水电工程、工程管理、工程造价、城市地下空间工程等土建类专业教学使用，也可供参加注册结构师考试的考生打基础，深入理解规范。

第1章绪论1

1.1钢筋混凝土结构的概念和基本特点1

1.1.1混凝土结构的概念1

1.1.2钢筋混凝土结构的基本特点2

1.1.3钢筋和混凝土共同工作的基础2

1.1.4钢筋混凝土结构的优缺点3

1.2混凝土结构的类型4

1.3钢筋混凝土结构在国内外的应用和发展概况5

1.3.1材料方面的发展5

1.3.2结构和施工方面的发展7

1.3.3设计计算理论方面的发展8

1.4本课程的任务、主要内容和学习方法9

1.4.1课程的任务9

1.4.2课程的主要内容9

1.4.3课程的学习方法9

1.5本课程与先修课程及后续课程之联系11

思考题与习题11

第2章钢筋混凝土材料的物理力学性能12

2.1钢筋的品种及物理力学性能12

2.1.1钢筋的品种与级别12

2.1.2钢筋的力学性能13

2.1.3钢筋的选用原则17

2.2混凝土的物理力学性能18

2.2.1混凝土的强度18

2.2.2混凝土的变形22

2.2.3混凝土的选用原则27

2.3钢筋与混凝土的黏结性能28

2.3.1钢筋与混凝土之间的黏结机理28

2.3.2钢筋的锚固30

2.3.3钢筋的连接32

2.3.4装配式混凝土结构中钢筋的连接34

思考题与习题35

第3章结构设计基本原则36

3.1结构的可靠性与极限状态概念36

3.1.1结构的功能要求和结构的可靠性36

3.1.2结构极限状态38

3.2结构作用、作用效应及抗力39

3.2.1结构上的作用、作用效应基本概念40

3.2.2荷载41

3.2.3材料强度42

3.3结构极限状态设计方法42

3.3.1结构的设计状况42

3.3.2极限状态设计43

3.3.3结构的功能函数和极限状态方程43

3.3.4结构可靠度的计算44

3.4现行规范极限状态设计实用表达式46

3.4.1极限状态计算内容46

3.4.2极限状态设计基本表达式47

3.4.3荷载效应组合47

3.4.4荷载分项系数49

3.4.5应用实例50

思考题与习题53

第4章受弯构件正截面抗弯承载力计算55

4.1概述55

4.1.1受弯构件的分类55

4.1.2梁、板常用的截面形式55

4.1.3受弯构件的破坏类型55

4.2受弯构件的一般构造56

4.2.1梁的构造要求56

4.2.2板的构造要求58

4.3受弯构件正截面的受力性能试验60

4.3.1受弯构件正截面受弯承载力的受力全过程60

4.3.2正截面受弯承载力的三种破坏形态61

4.4混凝土构件正截面承载力的计算原理63

4.4.1正截面承载力计算的基本假定63

4.4.2受压区混凝土压应力的合力及作用点64

4.4.3受压区混凝土等效矩形应力图65

4.4.4界限相对受压区高度及界限配筋率、小配筋率66

4.5单筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算68

4.5.1基本计算公式及适用条件68

4.5.2正截面承载力基本公式应用的两类工程问题69

4.5.3基本公式的截面设计法70

4.5.4正截面受弯承载力的计算系数法71

4.6双筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算75

4.6.1概述75

4.6.2基本公式及适用条件75

4.6.3基本公式的应用77

4.7T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算81

4.7.1概述81

4.7.2基本公式及适用条件84

4.7.3基本公式的应用86

思考题与习题90

第5章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算94

5.1概述94

5.2受弯构件斜截面受剪性能96

5.2.1剪跨比96

5.2.2无腹筋梁的斜截面受力分析96

5.2.3无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态98

5.2.4有腹筋梁的斜截面受力分析98

5.2.5有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态99

5.3受弯构件斜截面抗剪承载力100

5.3.1影响斜截面抗剪承载力的主要因素100

5.3.2有腹筋梁斜截面承载力计算公式及适用条件102

5.4受弯构件斜截面受剪承载力计算实例104

5.4.1计算截面104

5.4.2箍筋配置规定105

5.4.3计算步骤105

5.4.4计算实例106

5.5斜截面受弯承载力及构造要求111

5.5.1抵抗弯矩图111

5.5.2纵筋的弯起112

5.5.3纵筋的截断114

5.5.4纵筋与弯起钢筋的锚固115

5.6应用实例：钢筋混凝土伸臂梁118

5.6.1梁的内力及内力图119

5.6.2正截面承载力计算121

5.6.3斜截面承载力计算122

5.6.4钢筋布置和抵抗弯矩图的绘制122

5.6.5绘制梁的配筋图123

思考题与习题125

第6章受压构件的截面承载力计算127

6.1轴心受压构件承载力计算127

6.1.1轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算128

6.1.2螺旋箍筋受压截面承载力计算132

6.2偏心受压构件破坏形态135

6.2.1偏心受压短柱的破坏形态136

6.2.2偏心受压长柱的破坏类型138

6.3偏心受压构件的二阶效应139

6.3.1附加偏心距和初始偏心距139

6.3.2偏心受压长柱的二阶效应140

6.4偏心受压构件正截面承载力基本公式142

6.4.1偏心受压构件正截面受压承载力基本假定142

6.4.2钢筋应力σs值143

6.4.3大偏心受压构件正截面承载力计算公式（ξ≤ξb）143

6.4.4小偏心受压构件正截面承载力计算公式（ξ>ξb）145

6.4.5小偏心受压构件反向破坏的正截面承载力计算公式145

6.5矩形截面非对称配筋的正截面承载力计算146

6.5.1大、小偏心受压破坏的设计判别146

6.5.2截面设计147

6.5.3截面承载力复核157

6.6矩形截面对称配筋的正截面承载力计算161

6.6.1截面设计162

6.6.2截面复核165

6.7I字形截面偏压构件的正截面承载力计算166

6.7.1基本公式及其适用条件166

6.7.2对称配筋承载力计算168

6.8受压构件的斜截面受剪承载力计算172

6.8.1轴向压力对构件斜截面受剪承载力的影响172

6.8.2偏心受压构件斜截面受剪承载力的计算公式172

6.9受压构件的构造要求175

6.9.1材料强度175

6.9.2截面形状和尺寸175

6.9.3纵向钢筋176

6.9.4箍筋176

思考题与习题177

第7章受拉构件的承载力计算179

7.1轴心受拉构件正截面承载力计算179

7.2偏心受拉构件正截面承载力计算及构造措施179

7.2.1大、小偏心受拉构件的界限179

7.2.2矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算180

7.2.3矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算182

7.2.4受拉构件斜截面承载力计算185

思考题与习题186

第8章受扭构件的承载力计算187

8.1钢筋混凝土受扭构件的应用187

8.2混凝土受扭构件裂缝产生与发展188

8.2.1裂缝出现前的性能188

8.2.2裂缝出现后的性能188

8.3受扭构件的破坏形式189

8.4纯扭构件的开裂扭矩190

8.4.1矩形截面纯扭构件190

8.4.2T形和Ι形截面纯扭构件191

8.4.3箱形截面纯扭构件192

8.5纯扭构件的受扭承载力193

8.5.1纯扭构件的力学模型193

8.5.2矩形截面纯扭构件194

8.5.3T形和Ι形截面纯扭构件196

8.5.4箱形截面纯扭构件196

8.6弯剪扭构件的试验研究结果197

8.7弯剪扭构件截面的承载力197

8.7.1剪扭构件承载力计算197

8.7.2弯扭构件承载力计算200

8.7.3弯剪扭构件承载力计算201

8.8有轴向力作用时构件扭曲截面的承载力计算201

8.8.1轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形截面构件受剪扭承载力201

8.8.2轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下矩形截面构件受剪扭承载力202

8.9受扭构件的构造要求202

8.9.1截面尺寸限制条件202

8.9.2构造配筋要求203

习题212

第9章正常使用极限状态验算214

9.1概述214

9.2裂缝宽度验算216

9.2.1批裂缝的产生及开展216

9.2.2第二批裂缝出现217

9.2.3平均裂缝间距218

9.2.4平均裂缝宽度219

9.2.5裂缝宽度220

9.2.6裂缝截面处钢筋等效应力220

9.3受弯构件挠度验算223

9.3.1受弯构件截面抗弯刚度223

9.3.2受弯构件短期刚度225

9.3.3受弯构件的截面弯曲刚度228

9.3.4受弯构件挠度验算230

9.4钢筋混凝土构件的延性231

9.4.1延性概念231

9.4.2受弯构件的截面曲率延性系数231

9.4.3受弯构件截面延性分析232

9.4.4构件延性设计的构造要求233

9.5钢筋混凝土构件耐久性设计234

9.5.1耐久性的概念235

9.5.2影响钢筋混凝土结构耐久性的因素235

9.5.3混凝土材料性能的劣化236

9.5.4钢筋的锈蚀237

9.5.5耐久性设计原则238

9.5.6混凝土材料耐久性基本要求238

思考题与习题239

第10章预应力混凝土构件241

10.1预应力混凝土的基本概念241

10.1.1预应力混凝土的概念241

10.1.2预应力混凝土结构的优缺点及应用243

10.2施加预加应力的方法及锚具244

10.2.1先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土244

10.2.2预应力混凝土结构的锚具245

10.3预应力混凝土材料247

10.3.1钢筋247

10.3.2混凝土248

10.3.3留孔及灌浆材料248

10.4张拉控制应力及预应力损失249

10.4.1张拉控制应力249

10.4.2预应力损失250

10.4.3预应力损失值的组合256

10.4.4预应力钢筋的传递长度和锚固长度258

10.5预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析259

10.5.1预应力构件张拉施工阶段应力分析259

10.5.2正常使用阶段应力分析262

10.5.3正常使用极限状态验算264

10.5.4正截面承载力分析与计算265

10.5.5施工阶段局部承压验算266

10.6预应力混凝土受弯构件的设计272

10.6.1预应力张拉施工阶段应力分析272

10.6.2正常使用阶段应力分析275

10.6.3施工阶段混凝土应力控制验算275

10.6.4正常使用极限状态验算276

10.6.5正截面承载力计算279

10.6.6斜截面承载力计算280

10.7预应力混凝土结构构件的构造要求288

10.7.1截面形式和尺寸288

10.7.2纵向非预应力钢筋288

10.7.3先张法构件的要求288

10.7.4后张法构件的要求289

思考题与习题291

附录294

附录1《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）附表294

附录2钢筋的计算截面面积及公称质量297

附录3《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）的有关规定299

附录4《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）的有关规定301

参考文献304

李哲，西安理工大学，教授，授课名称起止时间授课对象授课学时所在单位《混凝土结构基本原理》1993-2015本科64西安理工大学《水工钢筋混凝土结构》1993-2013本科56西安理工大学《给排水工程结构》1990-1995本科48西安理工大学《工程结构基础》2007-2012本科48西安理工大学《混凝土结构及砌体结构》1993、2003本科64西安理工大学《高等建筑结构》2007-2015研究生60、40、32西安理工大学《高等建筑基础》2000-2006研究生60西安理工大学《混凝土理论与实践》2012-2015研究生32西安理工大学

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混凝土结构按施工方法可分为：现浇整体式结构、装配式结构。（1）现浇整体式结构：钢筋、混凝土是在现场绑扎、现场架设模板、现场浇混凝土并养护等全部在现场完成的结构。现浇整体式结构整体性能好，有利于抗震。（2）装配式结构：装配式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过各种可靠的连接方式装配而成的混凝土结构，包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构。……2.3.4装配式混凝土结构中钢筋的连接普通钢筋采用套筒灌浆连接和浆锚搭接连接。钢筋套筒灌浆连接接头采用的套筒应符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》（JG/T398）的规定，钢筋套筒灌浆连接接头采用的灌浆材料应符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆材料》（JG/T408）的规定；钢筋浆锚搭接连接接头应采用水泥基灌浆材料，灌浆材料的性能应满足表2-3的要求。……9.2.1粘结滑移理论（1）第1条（批）裂缝的产生及开展本节分别以轴心受拉构件和受弯构件为例说明构件裂缝的出现和开展过程。图9-1为一轴心受拉构件，在混凝土未开裂前，钢筋和混凝土变形相同，其应力沿构件轴线方向是均匀分布的。当轴心拉力增加到开裂轴力时，混凝土应力达到其抗拉强度，由于混凝土材料的非均匀性，在抗拉能力薄弱的截面处首先出现条裂缝(也可能是多条，称为批裂缝)，如图9.1中的A截面所示，此时出现裂缝的截面混凝土退出工作，原来由混凝土承担的拉力转由钢筋承担，因此裂缝截面处钢筋的应变和应力突然增大，裂缝处的混凝土将向裂缝两边回缩，混凝土和钢筋之间产生相对滑移和粘结应力，使裂缝一出现即有一定的宽度。通过粘结应力的作用，钢筋的应力将部分地传给混凝土，从而使钢筋的应力随着离裂缝截面距离的增大而减小，而混凝土的应力在裂缝处为零，随着离裂缝截面距离的增大而增大，当达到距裂缝截面A距离为处的截面B时，混凝土的应力又达到其抗拉强度。当荷载稍有增加，在截面B处将出现新的裂缝，在新的裂缝处，混凝土又退出工作向两边回缩，钢筋应力也突然增大，混凝土和钢筋之间又产生相对滑移和粘结应力。此后在两个裂缝截面A、B之间，混凝土应力不会再达到其抗拉强度，因而一般也不会出现新的裂缝。

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本书讲解清晰、内容全面、例题丰富，与规范结合紧密。在书中与规范结合的点都已标注清晰，是学生学习的好帮手，也可以作为考注册结构师的辅助学习材料

前言

钢筋混凝土结构设计原理是高等学校土木工程专业的专业基础课，其任务是通过本课程的学习，使学生掌握钢筋混凝土结构设计的基本方法和基本原理，为继续学习专业课程打下良好的基础，达到土木工程专业培养目标要求。本教材紧扣我国建筑行业现行颁布执行的有关规范和标准，尤其是《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）等。本教材主要介绍混凝土结构材料的物理力学性能，混凝土结构设计原理，受弯构件、受压构件、受拉构件及受扭构件的承载力设计原理、计算方法及构造措施，钢筋混凝土构件正常使用极限状态的验算，如构件的变形、裂缝、耐久性，预应力混凝土结构构件的性能分析、设计计算方法和构造措施等。为了便于学生的学习，本教材内容紧扣高等学校土木工程专业指导委员会制定的专业方案及课程大纲的要求，注重基本概念和基础理论知识的掌握，紧紧围绕现行国家规范和标准，使读者或学生通过对本教材的学习，能够较好和较完整地掌握《混凝土结构设计规范》中关于混凝土结构设计基本理论和方法的内容。本教材对混凝土结构构件的性能及分析有充分的论述，概念清楚、思路清晰；有明确的计算方法和详细的设计步骤，并有相当数量的计算例题有利于读者理解结构构件的受力性能和具体的设计方法。内容安排上重应用、重实践，不过多地进行理论分析，概念简练、表达清楚。本书突出规范的引领地位和工程实践的指导作用，在每章的思考题与习题中，增加工程实例分析的内容，培养学生解决实际问题的能力。全书由西安理工大学李哲、皖西学院秦凤艳任主编，由陕西理工大学郭光玲、西安理工大学李晓蕾任副主编，西安理工大学马辉、卢俊龙、寇佳亮和田建勃参与编写，全书由李哲统稿。具体编写分工为：李哲编写第4章、第7章和附录，秦凤艳编写第10章，郭光玲编写第1章、第2章，李晓蕾编写第3章、第5章和附录，马辉编写第6章，卢俊龙编写第9章，寇佳亮和田建勃编写第8章。在本书编写过程中还参考了国内同行的教材、著作和论文等资料，在此表示感谢。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏或不妥之处，恳请读者批评指正。编者2017.1