前 言
本书是为高等学校土木、水利、交通、海洋等工程专业硕士研究生和博士研究生编写的教材或教学参考书。本书各章作者均为长期从事研究生《高等钢筋混凝土结构学》的主讲教师,具有丰富的教学经验。
书稿内容反映了我国当前高等钢筋混凝土结构学的水平。本书共分13章:
第1章绪论,对国内外近年来钢筋混凝土结构的发展,从新材料、新结构、新计算理论、耐久性、已建结构的鉴定、加固以及新试验技术等方面给予简要介绍。
第2章钢筋混凝土结构可靠度设计理论,介绍了工程结构设计中影响工程结构可靠性的事物不确定性和可靠性近年来研究概况,结构随机可靠度分析的基本概念和方法,可靠度近似计算的一次二阶矩法以及今后需要继续研究的问题。
第3章普通混凝土的本构关系和破坏准则,介绍了复杂应力状态下混凝土的变形和强度特性,并在此基础上介绍了国内外目前比较成熟的应用较广的混凝土的破坏准则和本构关系。这些模型可用于钢筋混凝土结构的设计和非线性分析。
第4章钢筋混凝土结构有限元分析,介绍了钢筋混凝土结构的有限元模型,混凝土裂缝的模拟分析,钢筋和混凝土之间的粘结与滑移,混凝土与时间有关的效应,钢筋混凝土结构非线性有限元分析过程,钢筋混凝土结构有限元分析的工程应用。
第5章正截面承载力计算,回顾了正截面承载力计算的演变和发展,介绍了正截面承载力计算的基本假定和正截面承载力计算的一般方法,国内外不同规范(受弯构件正截面承载力)的计算方法及特点,受压构件包括短柱和长柱正截面承载力计算。
第6章斜截面受剪承载力计算,介绍了斜截面破坏形态和影响斜截面承载力的因素,斜截面受剪性能分析,受剪机理和受力模型分析,有腹筋梁的受剪承载力计算,深受弯构件受剪性能和受剪承载力分析,双向受剪性能和受剪承载力计算。
第7章扭曲截面承载力计算,介绍了平衡扭转与协调扭转,纯扭构件的破坏形态和计算理论及我国《规范》的配筋计算方法,弯剪扭构件的破坏类型和计算理论及我国《规范》的配筋计算方法,最后对混凝土的受扭作用、扭曲截面承载力计算和设计方法进行了讨论。
第8章裂缝控制及耐久性设计,介绍了裂缝成因及对策,裂缝宽度的计算理论及计算公式,钢筋混凝土结构的耐久性及设计的基本原则。
第9章预应力混凝土结构,重点介绍了无粘结部分预应力混凝土梁板的预应力损失、无粘结筋的应力计算,裂缝宽度和挠度的验算及构造规定,超静定预应力混凝土结构的特点和分析方法,主要介绍了实用的弹性分析法、等效荷载法和荷载平衡法。介绍了横张预应力混凝土结构的材料、构造、施工过程、承载能力极限状态和正常使用极限状态计算、持久状态及短暂状态的应力计算和构造要求。
第10章钢筋混凝土构件的延性与抗震,介绍了单调荷载与反复荷载下钢筋混凝土的延性,反复荷载下钢筋与混凝土之间的粘结力。
第11章高性能混凝土,介绍了高性能混凝土的配制,高性能混凝土构件的承载能力极限状态计算和正常使用极限状态的验算。
第12章纤维混凝土增强机理与工程应用,介绍了纤维混凝土的定义、分类及组成,纤维混凝土的工程应用及发展前景,钢纤维混凝土的性能和结构设计理论,合成纤维混凝土的组成、配制、早龄期防裂性能和力学性能。
第13章钢-混凝土组合结构,介绍了型钢混凝土组合结构,钢管混凝土结构和钢骨-钢管高强混凝土组合柱的力学性能和构造。
本书由大连理工大学赵国藩、宋玉普、王清湘、黄承逵,天津大学康谷贻、王铁成,河海大学康清梁、吴胜兴,合肥工业大学柳炳康合编,其中第1、2章由赵国藩编写,第3、9章由宋玉普编写,第8、11、13章由王清湘编写,第12章由黄承逵编写,第4章由吴胜兴编写,第5章由康清梁编写,第6章由王铁成编写,第7章由康谷贻编写,第10章由柳炳康编写。全书由赵国藩、宋玉普和王清湘修改全稿,由赵国藩主编,河海大学周氐教授主审。编者对主审人及机械工业出版社的编辑为保证本书质量所付出的辛勤劳动,表示忠心感谢。
对于书中存在的错误和缺点,热忱地希望有关兄弟院校在使用过程中及时指正。
编 者
土木工程研究生系列教材序
前言
第1章 绪论 1
1.1 材料 1
1.2 结构 5
1.3 计算理论 7
1.4 耐久性 11
1.5 已建结构的鉴定与加固 12
1.6 试验技术 14
参考文献 14
第2章 钢筋混凝土结构可靠度设计理论 16
2.1 概述 16
2.2 结构随机可靠度分析的基本概念和方法 19
2.3 结构可靠度分析的一次二阶矩法 26
2.4 继续研究的问题 58
参考文献 61
第3章 普通混凝土的本构关系和破坏准则 63
3.1 概述 63
3.2 两向应力状态下普通混凝土的破坏形态和破坏准则 68
3.3 两向应力状态下普通混凝土的变形和本构关系 73
3.4 三向应力状态下普通混凝土的破坏形态和破坏准则 80
3.5 三向应力状态下普通混凝土的变形和本构关系 101
参考文献 124
第4章 钢筋混凝土结构有限元分析 128
4.1 概述 128
4.2 钢筋混凝土结构的有限元模型 129
4.3 混凝土裂缝的模拟 146
4.4 钢筋和混凝土之间的粘结与滑移 155
4.5 钢筋混凝土结构与时间有关的效应 157
4.6 钢筋混凝土结构非线性有限元分析过程 162
4.7 钢筋混凝土结构有限元分析的工程应用 170
参考文献 185
第5章 正截面承载力计算 187
5.1 概述 187
5.2 正截面承载力计算的基本假定 188
5.3 正截面承载力计算的一般方法 193
5.4 受弯构件正截面承载力计算 197
5.5 受压构件正截面承载力计算 206
5.6 允许应力法简介 217
参考文献 219
第6章 斜截面受剪承载力计算 221
6.1 斜截面破坏和承载力 221
6.2 斜截面受剪性能分析 234
6.3 受剪机理和受力模型分析 238
6.4 有腹筋梁的受剪承载力计算 243
6.5 深受弯构件受剪性能和受剪承载力 248
6.6 双向受剪性能和受剪承载力 256
参考文献 262
第7章 扭曲截面承载力计算 264
7.1 平衡扭转与协调扭转 264
7.2 纯扭构件的破坏形态及计算理论 266
7.3 纯扭构件按我国《规范》的配筋计算方法 271
7.4 弯剪扭构件的破坏类型及计算理论 275
7.5 弯剪扭构件按我国《规范》的配筋计算方法 283
7.6 问题讨论 291
参考文献 301
第8章 裂缝控制及耐久性设计 303
8.1 概述 303
8.2 裂缝的成因及对策 304
8.3 裂缝开展宽度计算理论及计算公式 308
8.4 裂缝控制验算公式 312
8.5 耐久性及耐久性设计的基本原则 316
参考文献 324
第9章 预应力混凝土结构 325
9.1 概述 325
9.2 无粘结部分预应力混凝土结构 326
9.3 超静定预应力混凝土结构 339
9.4 横张预应力混凝土结构 356
参考文献 378
第10章 钢筋混凝土构件的延性与抗震 380
10.1 单调荷载下钢筋混凝土构件的延性 380
10.2 反复荷载下钢筋混凝土构件的延性 389
10.3 反复荷载下钢筋与混凝土之间的粘结力 404
参考文献 413
第11章 高性能混凝土 414
11.1 概述 414
11.2 高性能混凝土配制 415
11.3 承载力极限状态计算 421
11.4 正常使用极限状态验算 425
参考文献 428
第12章 纤维混凝土增强机理与工程应用 430
12.1 概述 430
12.2 钢纤维混凝土的性能 438
12.3 钢纤维混凝土的结构设计理论 458
12.4 合成纤维混凝土 469
参考文献 481
第13章 钢-混凝土组合结构 484
13.1 概述 484
13.2 型钢混凝土组合结构 486
13.3 钢管混凝土结构 496
13.4 钢骨-钢管高强混凝土组合柱 508
参考文献 529
附录 531