PKPM系列软件应用指南丛书--钢筋混凝土构件设计原理及算例一书由中国建筑工业出版社于2005-11-01出版。
本书全面讲解钢筋混凝土构件设计原理,内容涉及《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)及《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-94)(2003年版)。为了深入理解和掌握构件设计原理,并在结构设计中正确合理地使用CAD软件输出的构件设计计算结果,书中有针对性地设计了几十个例题,每个例题除了给出详细的求解过程外,还列出了PKPM CAD系统GJ程序的计算结果,以便手算、程序相互验证。
本书适用于PKPM用户、结构设计和审图人员阅读参考,也可作为高等院校土木工程专业师生的参考书,还可作为注册结构工程师专业考试的复习用书。
责任编辑:咸大庆 王 梅
责任设计:赵 力
责任校对:关 健 刘 梅
前 言
本书旨在全面介绍钢筋混凝土构件设计原理,以便广大结构设计人员和PKPM软件用户深入理解和掌握新规范,并在结构设计中正确合理地使用CAD软件输出的构件设计计算结果。
在PKPM CAD系统中,除了结构基本构件辅助设计软件--GJ具有钢筋混凝土构件设计功能外,所有涉及钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构和底部框架-抗震墙上部砌体房屋的分析与设计软件均有钢筋混凝土构件设计功能。在PKPM CAD系统2002新规范版编制中,钢筋混凝土构件设计除了全面反映《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)内容外,还融合了《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)、《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002)、《人民防空地下室设计规范》(GB 50038-94)(2003年版)等标准中有关混凝土构件设计的内容。
书中有针对性地设计了几十个例题,每个例题除了给出详细的求解过程外,还列出了GJ程序的计算结果,以便手算、程序相互验证。
本书按构件类型及计算内容编排,第一章首先介绍钢筋混凝土构件设计的基本规定,以后各章分别介绍梁设计、柱设计、框架梁柱节点设计、剪力墙设计、板设计、正常使用极限状态验算及叠合式受弯梁设计等内容。
本书可作为结构设计人员应用PKPM结构CAD软件的参考手册,也可作为结构工程师和土木工程专业师生熟悉和掌握新规范的参考书。
承蒙中国建筑科学研究院李明顺研究员在百忙中拨冗对本书进行了认真审阅,作者在此表示由衷的谢意。
由于作者水平有限,不妥之处恳请读者和同行专家批评指正。
作 者
第1章 钢筋混凝土构件设计的基本规定 1 1.1 采用的规范、标准 1
1.2 极限状态设计表达式 1
1.2.1 非抗震设计承载能力极限状态设计表达式 1
1.2.2 正常使用极限状态设计表达式 2
1.3 材料 2
1.3.1 混凝土 2
1.3.2 钢筋 4
1.4 正截面承载力计算的一般规定 5
1.4.1 正截面承载力计算基本假定 5
1.4.2 混凝土受压区等效矩形应力图 7
1.4.3 相对界限受压区高度ξb 7
1.5 结构的环境类别与钢筋保护层最小厚度 8
1.5.1 环境类别 8
1.5.2 钢筋保护层最小厚度 9
1.6 结构构件抗震设计的一般规定 9
1.6.1 材料 9
1.6.2 承载能力极限状态设计表达式 10
1.6.3 地震作用组合内力调整 10
1.7 防空地下室结构设计的一般规定 11
1.7.1 承载能力极限状态设计表达式 11
1.7.2 材料指标调整 11
1.7.3 延性比控制 12
第2章 梁设计 13 2.1 梁正截面设计 13
2.1.1 正截面承载力计算 13
2.1.2 截面有效高度取值 18
2.1.3 单筋截面与双筋截面 19
2.1.4 双筋截面最大承载力控制 19
2.1.5 框架梁梁端截面抗震要求 20
2.1.6 防空地下室结构中受弯梁的延性比控制 20
2.1.7 梁纵向钢筋的最小配筋率和最大配筋率 21
2.2 梁正截面承载力计算例题 23
2.3 梁斜截面及扭曲截面设计 45
2.3.1 梁斜截面设计 45
2.3.2 梁扭曲截面设计 50
2.3.3 梁箍筋和抗扭纵筋的构造规定 57
2.3.4 斜截面承载力计算与扭曲截面承载力计算配筋结果应用要点 61
2.4 梁斜截面与扭曲截面承载力计算例题 63
第3章 柱设计 81 3.1 柱正截面设计 81
3.1.1 柱的计算长度、偏心受压柱的附加偏心距 81
3.1.2 考虑二阶效应的两种方法 84
3.1.3 轴心受压柱正截面承载力计算 85
3.1.4 单向偏心受压柱正截面承载力计算 86
3.1.5 单向偏心受拉柱正截面承载力计算 89
3.1.6 双向偏心受力柱正截面承载力计算 90
3.1.7 柱子配筋结果应用要点及单向偏心受力与双向偏心受力配筋方法选择
101
3.1.8 柱抗震设计轴压比限值 104
3.1.9 防空地下室结构中大偏心受压柱的延性比控制 105
3.1.10 柱纵向钢筋构造规定 105
3.2 柱正截面承载力计算例题 107
3.3 柱斜截面设计 139
3.3.1 截面尺寸条件 139
3.3.2 按构造配筋的条件 141
3.3.3 斜截面受剪承载力计算 141
3.3.4 异形截面柱计算方法 143
3.3.5 柱箍筋构造规定 143
3.4 柱斜截面设计例题 147
第4章 框架梁柱节点设计 156 4.1 梁柱节点非抗震设计 156
4.1.1 框架顶层端节点处梁上部纵向钢筋数量限制 156
4.1.2 框架梁柱节点的配箍要求 156
4.2 梁柱节点抗震设计 157
4.2.1 一般框架梁柱节点 157
4.2.2 扁梁框架梁柱节点 159
4.2.3 圆柱框架梁柱节点 161
4.2.4 节点核心区箍筋及贯穿节点梁纵筋的构造规定 162
4.3 框架梁柱节点计算例题 163
第5章 剪力墙设计 169 5.1 剪力墙正截面承载力计算 169
5.1.1 偏心受压剪力墙正截面承载力计算 169
5.1.2 偏心受拉剪力墙正截面承载力计算 171
5.2 剪力墙斜截面承载力计算 171
5.2.1 截面尺寸条件 171
5.2.2 偏心受压剪力墙斜截面受剪承载力计算 172
5.2.3 偏心受拉剪力墙斜截面受剪承载力计算 173
5.3 连梁计算 174
5.3.1 正截面承载力计算 174
5.3.2 斜截面承载力计算 174
5.4 剪力墙设计构造要求与剪力墙正截面计算配筋结果的合理应用 175
5.4.1 底部加强部位高度 175
5.4.2 水平和竖向分布钢筋构造 175
5.4.3 墙肢轴压比限值 176
5.4.4 墙肢端部构造 176
5.4.5 边缘构件纵筋配置与剪力墙正截面计算配筋结果的合理应用 179
5.4.6 连梁构造 181
5.5 剪力墙截面设计例题 181
5.6 连梁截面设计例题 192
第6章 板设计 195 6.1 板正截面与斜截面设计 195
6.1.1 正截面受弯承载力计算 195
6.1.2 斜截面受剪承载力验算 195
6.2 板正截面与斜截面承载力计算例题 196
6.3 板受冲切承载力计算 198
6.3.1 无抗冲切钢筋时,板受冲切承载力验算 198
6.3.2 配置抗冲切钢筋时,板受冲切承载力计算 200
6.3.3 板柱结构存在不平衡弯矩节点的等效集中反力设计值Fι,eq 201
6.4 板受冲切承载力计算例题 205
第7章 正常使用极限状态验算 216 7.1 裂缝宽度验算 216
7.1.1 构件受拉区纵向钢筋应力σSK 216
7.1.2 构件最大裂缝宽度ωmax 217
7.1.3 构件裂缝宽度验算条件 219
7.2 裂缝宽度计算例题 219
7.3 受弯构件挠度计算 225
7.3.1 受弯构件短期刚度BS 225
7.3.2 受弯构件刚度 226
7.3.3 受弯构件挠度验算 227
7.4 挠度计算例题 228
第8章 叠合式受弯梁设计 230 8.1 施工阶段设有可靠支撑的叠合式受弯梁 230
8.1.1 正截面承载力计算 230
8.1.2 斜截面及叠合面受剪承载力计算 230
8.2 施工阶段不加支撑的叠合式受弯梁 232
8.2.1 正截面承载力计算 233
8.2.2 斜截面及叠合面受剪承载力计算 233
8.2.3 纵向受拉钢筋应力验算 234
8.2.4 裂缝宽度验算 235
8.2.5 挠度验算 236
8.3 叠合式受弯梁构造要求 237
8.4 叠合式受弯梁计算例题 238
参考文献 252