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1 绪论1

1.1 混凝土结构的一般概念和特点1

1.1.1 钢筋混凝土结构的一般概念1

1.1.2 钢筋和混凝土共同工作的原因1

1.1.3 预应力混凝土结构的一般概念2

1.1.4 混凝土结构的组成2

1.1.5 混凝土结构的优缺点2

1.2 混凝土结构的发展3

1.2.1 混凝土结构的诞生3

1.2.2 混凝土结构材料方面的发展4

1.2.3 混凝土结构体系方面的发展6

1.2.4 混凝土结构理论研究方面的发展6

1.2.5 混凝土结构的模型试验技术和计算机仿真技术8

1.3 混凝土结构的应用9

1.4 本课程的特点和学习方法11

思考题12

2 钢筋与混凝土材料的基本性能13

2.1 钢筋的强度和变形13

2.1.1 钢筋的形式和成型13

2.1.2 单调荷载下钢筋的强度和变形14

2.1.3 钢筋的冷加工和热处理17

2.1.4 钢筋的徐变和松弛18

2.1.5 重复和反复荷载下钢筋的强度和变形18

2.2 混凝土的强度和变形19

2.2.1 混凝土立方体受压19

2.2.2 混凝土轴心受压21

2.2.3 混凝土受拉26

2.2.4 复合应力状态下混凝土强度27

2.2.5 重复荷载下混凝土的强度和变形28

2.2.6 长期荷载下混凝土的变形29

2.2.7 混凝土的收缩、膨胀和温度变形31

思考题32

附表2-1 普通钢筋强度标准值、设计值、弹性模量及极限应变33

附表2-2 预应力钢筋强度标准值、设计值、弹性模量及极限应变33

附表2-3 钢筋混凝土结构中钢筋疲劳应力幅限值34

附表2-4 预应力筋疲劳应力幅限值34

附表2-5 混凝土强度标准值、设计值，弹性模量，疲劳变形模量35

附表2-6 不同疲劳应力比值ρ？时混凝土受压疲劳强度修正系数γp35

3 粘结与锚固36

3.1 粘结作用与粘结机理36

3.1.1 裂缝出现前的粘结作用36

3.1.2 裂缝出现后的粘结作用37

3.1.3 粘结试验38

3.1.4 粘结机理及粘结破坏形态39

3.1.5 搭接的工作机理40

3.2 钢筋与混凝土间的粘结强度40

3.2.1 粘结强度40

3.2.2 影响粘结强度的因素41

3.3 钢筋在混凝土中的锚固长度41

3.3.1 锚固长度的理论分析41

3.3.2 实用的锚固长度计算公式43

思考题43

4 轴心受力构件的性能与计算44

4.1 工程实例及构件的配筋形式44

4.2 轴心受拉构件的受力分析45

4.2.1 轴心受拉构件试验研究45

4.2.2 轴向拉力与变形的关系47

4.3 轴心受拉构件承载力计算公式的应用49

4.3.1 既有构件轴心抗拉承载力计算49

4.3.2 基于承载力的构件截面设计49

4.4 轴心受压短柱的受力分析50

4.4.1 短柱的试验研究50

4.4.2 短柱压力与变形的关系50

4.4.3 荷载长期作用下短柱的受力性能52

4.5 轴心受压长柱的受力分析55

4.5.1 长柱的试验研究55

4.5.2 稳定系数55

4.5.3 轴心受压柱的承载力计算公式56

4.6 轴心受压构件承载力计算公式的应用57

4.6.1 既有构件轴心抗压承载力计算57

4.6.2 基于承载力的构件截面设计57

4.7 配有纵筋和螺旋筋轴心受压柱的受力分析58

4.7.1 螺旋筋柱的轴心受压试验研究58

4.7.2 螺旋筋柱的承载力计算59

思考题 练习题60

附表4-1 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率62

5 受弯构件正截面的性能与计算63

5.1 工程应用实例63

5.2 受弯构件的受力特点和配筋形式64

5.3 受弯构件的截面尺寸和配筋构造65

5.4 受弯构件正截面性能的试验研究66

5.4.1 试验装置66

5.4.2 试验结果66

5.5 单筋矩形截面受弯构件正截面的受力分析69

5.5.1 基本假定69

5.5.2 开裂前截面的受力分析70

5.5.3 开裂时截面的受力分析71

5.5.4 开裂后截面的受力分析73

5.5.5 破坏时截面的受力分析76

5.6 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的简化分析80

5.6.1 受压区混凝土等效矩形应力图形80

5.6.2 界限受压区高度81

5.6.3 极限承载力计算82

5.7 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的应用84

5.7.1 既有构件正截面抗弯承载力计算84

5.7.2 基于承载力的构件截面设计87

5.8 双筋矩形截面受弯构件正截面的受力分析88

5.8.1 截面的构造要求89

5.8.2 试验研究89

5.8.3 截面受力性能分析89

5.8.4 截面极限承载力的简化计算92

5.9 双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的应用93

5.9.1 既有构件正截面抗弯承载力计算93

5.9.2 基于承载力的构件截面设计95

5.10 T形截面受弯构件正截面的受力分析96

5.10.1 T形截面受弯构件受压翼缘的计算宽度96

5.10.2 T形截面受弯构件正截面承载力的简化计算方法97

5.11 T形截面受弯构件正截面承载力计算公式的应用99

5.11.1 既有构件正截面抗弯承载力计算99

5.11.2 基于承载力的构件截面设计100

5.12 深受弯构件正截面的受力分析102

5.12.1 基本概念和应用102

5.12.2 深受弯构件的受力性能和破坏形态102

5.12.3 深梁的受弯承载力104

5.12.4 短梁的受弯承载力104

5.12.5 深受弯构件受弯承载力的统一计算公式104

5.13 受弯构件正截面的延性106

思考题 练习题107

6 偏心受力构件正截面的性能与计算111

6.1 工程应用实例及构件的配筋形式111

6.2 偏心受压构件的试验研究112

6.2.1 偏心受压试验结果112

6.2.2 破坏形态分析114

6.2.3 Ncu-Mu相关曲线115

6.2.4 长细比对偏心受压构件承载力的影响115

6.3 有关偏心受压构件分析计算中的两个问题116

6.3.1 附加偏心距ea116

6.3.2 考虑P-△效应的弯矩增大系数ηs116

6.4 矩形截面偏心受压构件正截面的受力分析117

6.4.1 大偏心受压时截面的承载力117

6.4.2 小偏心受压时截面的承载力120

6.4.3 大、小偏心受压的界限判别122

6.4.4 偏心受压构件正截面承载力的简化分析方法123

6.5 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算公式的应用126

6.5.1 不对称配筋偏心受压构件基于承载力的截面设计126

6.5.2 既有不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算135

6.5.3 对称配筋偏心受压构件基于承载力的截面设计136

6.5.4 既有对称配筋偏心受压构件正截面承载力的计算140

6.6 I形截面偏心受压构件正截面受力分析140

6.6.1 大偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式140

6.6.2 小偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式141

6.7 I形截面偏心受压构件正截面承载力计算公式的应用142

6.7.1 I形截面偏心受压构件基于承载力的截面设计142

6.7.2 I形截面偏心受压构件正截面承载力计算146

6.8 双向偏心受压构件正截面受力分析146

6.9 偏心受拉构件正截面受力分析147

6.9.1 小偏心受拉构件正截面承载力147

6.9.2 大偏心受拉构件正截面承载力147

6.10 偏心受拉构件正截面承载力计算公式的应用148

6.10.1 小偏心受拉构件基于承载力的截面设计148

6.10.2 既有小偏心受拉构件正截面承载力计算148

6.10.3 大偏心受拉构件基于承载力的截面设计148

6.10.4 既有大偏心受拉构件正截面承载力计算149

思考题 练习题150

7 构件斜截面的性能与计算153

7.1 工程应用实例及配筋形式153

7.2 钢筋混凝土受弯构件的抗剪性能154

7.2.1 无腹筋梁的抗剪性能154

7.2.2 有腹筋梁的试验研究161

7.2.3 有腹筋梁的抗剪机制162

7.2.4 有腹筋梁剪弯截面的分析162

7.2.5 有腹筋梁斜截面抗剪承载力实用计算公式164

7.3 钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力计算公式的应用169

7.3.1 基于承载力的构件斜截面的配筋设计169

7.3.2 既有构件斜截面抗剪承载力计算175

7.4 保证钢筋混凝土梁斜截面抗弯承载力的措施175

7.4.1 受弯构件斜截面抗弯承载力175

7.4.2 抵抗弯矩图176

7.4.3 纵筋弯起时保证斜截面抗弯承载力的构造措施177

7.4.4 纵向钢筋切断时保证斜截面抗弯承载力的构造措施178

7.4.5 钢筋弯起和切断的综合示例178

7.4.6 纵向受力钢筋在支座处的锚固179

7.5 偏心受力构件的抗剪性能179

7.5.1 试验研究结果179

7.5.2 影响偏心受压构件斜截面抗剪承载力的因素181

7.5.3 偏心受压构件斜截面抗剪承载力计算182

7.5.4 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算183

7.5.5 钢筋混凝土矩形截面双向受剪柱的抗剪承载力计算183

7.5.6 钢筋混凝土圆形截面柱的抗剪承载力计算184

7.6 钢筋混凝土偏心受力构件斜截面抗剪承载力计算公式的应用185

7.7 钢筋混凝土深受弯构件及墙体的抗剪性能186

7.7.1 钢筋混凝土深受弯构件的抗剪性能186

7.7.2 钢筋混凝土剪力墙的抗剪性能187

思考题 练习题188

8 构件扭曲截面的性能与计算192

8.1 工程实例及受扭构件的配筋形式192

8.2 纯扭构件的试验研究结果193

8.3 纯扭构件的开裂扭矩195

8.3.1 基于弹性理论的方法195

8.3.2 基于塑性理论的方法196

8.4 矩形截面纯扭构件抗扭承载力计算198

8.4.1 空间桁架模型198

8.4.2 斜弯理论200

8.4.3 《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的计算方法200

8.5 I形、T形及箱形截面纯扭构件抗扭承载力计算202

8.6 纯扭构件抗扭承载力计算公式的应用203

8.6.1 基于承载力的构件截面设计203

8.6.2 既有构件抗扭承载力计算205

8.7 弯剪扭构件的试验研究结果207

8.8 弯剪扭构件截面的承载力208

8.8.1 弯扭构件的承载力208

8.8.2 剪扭构件的承载力208

8.8.3 弯剪扭构件的承载力计算210

8.9 弯剪扭构件承载力计算公式的应用211

8.9.1 基于承载力的构件截面设计211

8.9.2 既有弯剪扭构件的承载力计算213

8.10 有轴向力作用时构件扭曲截面的承载力计算215

8.10.1 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215

8.10.2 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215

思考题 练习题216

9 构件的冲切及局部受压性能与计算219

9.1 构件冲切性能与计算219

9.1.1 板的冲切破坏及影响因素219

9.1.2 提高受冲切承载力的措施221

9.1.3 受冲切承载力的计算222

9.1.4 一些特殊的冲切问题226

9.2 构件局部受压性能与计算230

9.2.1 局部受压破坏的机理230

9.2.2 局部受压承载力的计算231

思考题 练习题235

10 预应力混凝土结构的性能与计算237

10.1 概述237

10.1.1 预应力混凝土结构的特点237

10.1.2 预应力混凝土结构的等级与分类238

10.1.3 预应力混凝土结构的类型239

10.1.4 预应力混凝土结构材料241

10.2 施加预应力的方法、夹具和锚具242

10.2.1 施加预应力的方法242

10.2.2 夹具和锚具244

10.3 张拉控制应力σcon246

10.4 预应力损失及预应力损失值的组合246

10.4.1 预应力损失246

10.4.2 预应力损失值的组合255

10.5 预应力筋锚固区受力性能256

10.5.1 先张法构件预应力筋的传递长度及锚固长度256

10.5.2 后张法构件端部锚固区的局部受压性能256

10.6 预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析257

10.6.1 预应力混凝土轴心受拉构件的受力特征257

10.6.2 先张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析257

10.6.3 后张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析259

10.6.4 预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析总结261

10.7 预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算261

10.7.1 轴心受拉构件使用阶段的计算261

10.7.2 轴心受拉构件施工阶段的验算262

10.7.3 预应力轴心受拉构件的设计步骤262

10.8 预应力混凝土受弯构件的受力分析265

10.8.1 预应力混凝土受弯构件的受力特征265

10.8.2 先张法预应力混凝土受弯构件的受力分析266

10.8.3 后张法预应力混凝土受弯构件的受力分析269

10.9 预应力混凝土受弯构件的设计计算271

10.9.1 预应力混凝土受弯构件使用阶段正截面承载力计算272

10.9.2 预应力混凝土受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算275

10.9.3 预应力混凝土受弯构件使用阶段斜截面受剪承载力计算275

10.9.4 预应力混凝土受弯构件使用阶段斜截面抗裂度验算277

10.9.5 预应力混凝土受弯构件使用阶段的变形验算277

10.9.6 预应力混凝土受弯构件施工阶段的验算277

10.9.7 预应力混凝土受弯构件设计步骤279

10.10 预应力混凝土构件的构造283

10.10.1 先张法预应力混凝土构件的构造措施283

10.10.2 后张法预应力混凝土构件的构造措施284

思考题 练习题287

11 混凝土构件的使用性能289

11.1 构件的裂缝控制289

11.1.1 混凝土结构裂缝的分类和成因289

11.1.2 裂缝控制的目的和要求291

11.2 预应力混凝土构件的抗裂验算293

11.2.1 正截面抗裂验算294

11.2.2 受弯构件斜截面抗裂验算296

11.3 构件正截面裂缝宽度计算298

11.3.1 裂缝宽度的计算理论298

11.3.2 最大裂缝宽度302

11.4 构件的变形控制309

11.4.1 变形控制的目的和要求309

11.4.2 钢筋混凝土受弯构件变形验算310

11.4.3 预应力混凝土受弯构件变形验算318

思考题 练习题320

12 混凝土结构的耐久性能322

12.1 影响混凝土结构耐久性的因素322

12.2 混凝土材料的耐久性退化323

12.2.1 混凝土的碳化324

12.2.2 混凝土冻融破坏327

12.2.3 碱骨料反应328

12.2.4 化学侵蚀330

12.3 混凝土中钢筋锈蚀332

12.3.1 混凝土中钢筋锈蚀的机理332

12.3.2 钢筋锈蚀的后果及其破坏形态333

12.3.3 锈蚀钢筋的力学性能334

12.3.4 锈蚀预应力筋的力学性能336

12.3.5 锈后钢筋与混凝土间的粘结性能337

12.4 锈后钢筋混凝土受弯构件正截面的受力性能340

12.4.1 锈蚀钢筋混凝土梁受弯试验研究结果340

12.4.2 锈蚀钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载力341

12.4.3 锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度342

12.5 锈后预应力混凝土受弯构件正截面的受力性能343

12.5.1 锈蚀预应力混凝土梁受弯性能试验研究结果343

12.5.2 锈蚀预应力混凝土梁的正截面抗弯承载力343

12.5.3 锈蚀预应力混凝土梁的抗弯刚度346

12.6 混凝土结构的耐久性设计和评估348

12.6.1 混凝土结构全寿命设计框架348

12.6.2 混凝土结构的耐久性设计349

12.6.3 既有混凝土结构的耐久性评估350

思考题351

附表A 混凝土结构基本原理教学试验及基本要求352

A1 试验教学目的和试验项目352

A1.1 试验教学目的352

A1.2 试验项目352

A2 钢筋混凝土受弯构件正截面受弯性能试验352

A2.1 试验内容352

A2.2 基本要求352

A3 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪性能试验352

A3.1 试验内容352

A3.2 基本要求353

A4 钢筋混凝土偏心受压构件正截面受压性能试验353

A4.1 试验内容353

A4.2 基本要求353

A5 钢筋混凝土纯扭构件受扭性能试验353

A5.1 试验内容353

A5.2 基本要求353

参考文献354