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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15

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20

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ρfc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

3.3.3 端部带弯钩钢筋的锚固43

思考题44

4 轴心受力构件的性能与计算45

4.1 工程实例及构件的配筋形式45

4.2 轴心受拉构件的受力分析46

4.2.1 轴心受拉构件试验研究46

4.2.2 轴向拉力与变形的关系48

4.3 轴心受拉构件承载力计算公式的应用50

4.3.1 既有构件轴心抗拉承载力计算50

4.3.2 基于承载力的构件截面设计50

4.4 轴心受压短柱的受力分析51

4.4.1 短柱的试验研究51

4.4.2 短柱压力与变形的关系51

4.4.3 荷载长期作用下短柱的受力性能53

4.5 轴心受压长柱的受力分析56

4.5.1 长柱的试验研究56

4.5.2 稳定系数56

4.5.3 轴心受压柱的承载力计算公式57

4.6 轴心受压构件承载力计算公式的应用58

4.6.1 既有构件轴心抗压承载力计算58

4.6.2 基于承载力的构件截面设计58

4.7 配有纵筋和螺旋筋轴心受压柱的受力分析59

4.7.1 螺旋筋柱的轴心受压试验研究59

4.7.2 螺旋筋柱的承载力计算60

思考题练习题62

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63

5 受弯构件正截面的性能与计算64

5.1 工程应用实例64

5.2 受弯构件的受力特点和配筋形式65

5.3 受弯构件的截面尺寸和配筋构造66

5.4 受弯构件正截面性能的试验研究67

5.4.1 试验装置67

5.4.2 试验结果67

5.5 单筋矩形截面受弯构件正截面的受力分析70

5.5.1 基本假定70

5.5.2 开裂前截面的受力分析71

5.5.3 开裂时截面的受力分析72

5.5.4 开裂后截面的受力分析74

5.5.5 破坏时截面的受力分析77

5.6 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力的简化分析81

5.6.1 受压区混凝土等效矩形应力图形81

5.6.2 界限受压区高度82

5.6.3 极限承载力计算83

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85

5.7.1 既有构件正截面抗弯承载力计算85

5.7.2 基于承载力的构件截面设计88

5.8 双筋矩形截面受弯构件正截面的受力分析89

5.8.1 截面的构造要求90

5.8.2 试验研究90

5.8.3 截面受力性能分析90

5.8.4 截面极限承载力的简化计算93

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94

5.9.1 既有构件正截面抗弯承载力计算94

5.9.2 基于承载力的构件截面设计96

5.10 T形截面受弯构件正截面的受力分析97

5.10.1 T形截面受弯构件受压翼缘的计算宽度97

5.10.2 T形截面受弯构件正截面承载力的简化计算方法98

5.11 T形截面受弯构件正截面承载力计算公式的应用100

5.11.1 既有构件正截面抗弯承载力计算100

5.11.2 基于承载力的构件截面设计101

5.12 深受弯构件正截面的受力分析103

5.12.1 基本概念和应用103

5.12.2 深受弯构件的受力性能和破坏形态103

5.12.3 深梁的受弯承载力105

5.12.4 短梁的受弯承载力105

5.12.5 深受弯构件受弯承载力的统一计算公式105

5.13 受弯构件正截面的延性107

思考题练习题108

6 偏心受力构件正截面的性能与计算112

6.1 工程应用实例及构件的配筋形式112

6.2 轴力-弯矩相关曲线113

6.3 偏心受压构件的试验研究115

6.3.1 偏心受压试验结果115

6.3.2 破坏形态分析116

6.3.3 Ncu-Mu相关曲线117

6.3.4 长细比对偏心受压构件承载力的影响117

6.4 有关偏心受压构件分析计算中的两个问题118

6.4.1 附加偏心距ea118

6.4.2 考虑P-△效应的弯矩增大系数ηs119

6.5 矩形截面偏心受压构件正截面的受力分析120

6.5.1 大偏心受压时截面的承载力120

6.5.2 小偏心受压时截面的承载力122

6.5.3 大、小偏心受压的界限判别125

6.5.4 偏心受压构件正截面承载力的简化分析方法125

6.6 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算公式的应用128

6.6.1 不对称配筋偏心受压构件基于承载力的截面设计128

6.6.2 既有不对称配筋偏心受压构件正截面承载力计算137

6.6.3 对称配筋偏心受压构件基于承载力的截面设计139

6.6.4 既有对称配筋偏心受压构件正截面承载力的计算142

6.7 Ⅰ形截面偏心受压构件正截面受力分析142

6.7.1 大偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式142

6.7.2 小偏心受压构件正截面承载力的基本计算公式143

6.8 Ⅰ形截面偏心受压构件正截面承载力计算公式的应用144

6.8.1 Ⅰ形截面偏心受压构件基于承载力的截面设计144

6.8.2 Ⅰ形截面偏心受压构件正截面承载力计算148

6.9 双向偏心受压构件正截面受力分析148

6.10 圆形截面偏心受压构件正截面受力分析149

6.10.1 破坏时截面的应力应变分布149

6.10.2 正截面承载力的基本计算公式151

6.10.3 正截面承载力基本计算公式的简化153

6.11 偏心受拉构件正截面受力分析156

6.11.1 小偏心受拉构件正截面承载力156

6.11.2 大偏心受拉构件正截面承载力157

6.12 偏心受拉构件正截面承载力计算公式的应用157

6.12.1 小偏心受拉构件基于承载力的截面设计157

6.12.2 既有小偏心受拉构件正截面承载力计算158

6.12.3 大偏心受拉构件基于承载力的截面设计158

6.12.4 既有大偏心受拉构件正截面承载力计算158

思考题练习题159

7 构件斜截面的性能与计算162

7.1 工程应用实例及配筋形式162

7.2 钢筋混凝土受弯构件的抗剪性能163

7.2.1 无腹筋梁的抗剪性能163

7.2.2 有腹筋梁的试验研究170

7.2.3 有腹筋梁的抗剪机制171

7.2.4 有腹筋梁剪弯截面的分析171

7.2.5 有腹筋梁斜截面抗剪承载力实用计算公式173

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178

7.3.1 基于承载力的构件斜截面的配筋设计178

7.3.2 既有构件斜截面抗剪承载力计算185

7.3.3 关于截面剪力V的两点讨论185

7.4 保证钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力的措施187

7.4.1 受弯构件斜截面抗弯承载力187

7.4.2 抵抗弯矩图188

7.4.3 纵筋弯起时保证斜截面抗弯承载力的构造措施188

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189

7.4.5 钢筋弯起和切断的综合示例190

7.4.6 纵向受力钢筋在支座处的锚固190

7.5 偏心受力构件的抗剪性能191

7.5.1 试验研究结果191

7.5.2 影响偏心受压构件斜截面抗剪承载力的因素193

7.5.3 偏心受压构件斜截面抗剪承载力计算194

7.5.4 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算195

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195

7.5.6 钢筋混凝土圆形截面柱的抗剪承载力计算196

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197

7.7 钢筋混凝土深受弯构件及墙体的抗剪性能198

7.7.1 钢筋混凝土深受弯构件的抗剪性能198

7.7.2 钢筋混凝土剪力墙的抗剪性能199

7.8 新旧混凝土之间的剪力传递200

思考题练习题202

8 构件扭曲截面的性能与计算206

8.1 工程实例及受扭构件的配筋形式206

8.2 纯扭构件的试验研究结果207

8.3 纯扭构件的开裂扭矩209

8.3.1 实心截面构件的开裂扭矩209

8.3.2 箱形截面构件的开裂扭矩212

8.4 矩形截面纯扭构件抗扭承载力计算215

8.4.1 空间桁架模型215

8.4.2 斜弯理论217

8.4.3 《混凝土结构设计规范》（GB 50010）的计算方法217

8.5 Ⅰ形、T形及箱形截面纯扭构件抗扭承载力计算219

8.5.1 基于空间桁架模型的计算方法219

8.5.2 《混凝土结构设计规范》（GB50010）的计算方法219

8.6 纯扭构件抗扭承载力计算公式的应用220

8.6.1 基于承载力的构件截面设计220

8.6.2 既有构件抗扭承载力计算223

8.7 弯剪扭构件的试验研究结果224

8.8 弯剪扭构件截面的承载力225

8.8.1 弯扭构件的承载力225

8.8.2 剪扭构件的承载力226

8.8.3 弯剪扭构件的承载力计算228

8.9 弯剪扭构件承载力计算公式的应用229

8.9.1 基于承载力的构件截面设计229

8.9.2 既有弯剪扭构件的承载力计算231

8.10 有轴向力作用时构件扭曲截面的承载力计算232

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232

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233

思考题 练习题233

9 构件的冲切及局部受压性能与计算236

9.1 构件冲切性能与计算236

9.1.1 板的冲切破坏及影响因素236

9.1.2 提高构件抗冲切承载力的措施238

9.1.3 抗冲切承载力的计算240

9.1.4 偏心冲切问题244

9.2 构件局部受压性能与计算247

9.2.1 局部受压破坏的机理247

9.2.2 局部受压承载力的计算249

思考题练习题252

10 预应力混凝土结构的性能与计算254

10.1 概述254

10.1.1 预应力混凝土结构的特点254

10.1.2 预应力混凝土结构的等级与分类255

10.1.3 预应力混凝土结构的类型256

10.1.4 预应力混凝土结构材料258

10.2 施加预应力的方法、夹具和锚具259

10.2.1 施加预应力的方法259

10.2.2 夹具和锚具261

10.3 后张法预应力构件中预应力筋的布置263

10.4 张拉控制应力σcon264

10.5 预应力损失及预应力损失值的组合265

10.5.1 预应力损失265

10.5.2 预应力损失值的组合273

10.6 预应力筋锚固区受力性能274

10.6.1 先张法构件预应力筋的传递长度及锚固长度274

10.6.2 后张法构件端部锚固区的局部受压性能275

10.7 预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析275

10.7.1 预应力混凝土轴心受拉构件的受力特征275

10.7.2 先张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析276

10.7.3 后张法预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析278

10.7.4 预应力混凝土轴心受拉构件的受力分析总结279

10.8 预应力混凝土轴心受拉构件的设计计算279

10.8.1 轴心受拉构件使用阶段的计算280

10.8.2 轴心受拉构件施工阶段的验算280

10.8.3 预应力轴心受拉构件的设计步骤280

10.9 预应力混凝土受弯构件的受力分析283

10.9.1 预应力混凝土受弯构件的受力特征283

10.9.2 先张法预应力混凝土受弯构件的受力分析284

10.9.3 后张法预应力混凝土受弯构件的受力分析287

10.10 预应力混凝土受弯构件的设计计算290

10.10.1 预应力混凝土受弯构件使用阶段正截面承载力计算290

10.10.2 预应力混凝土受弯构件使用阶段正截面抗裂度验算294

10.10.3 预应力混凝土受弯构件使用阶段斜截面受剪承载力计算294

10.10.4 预应力混凝土受弯构件使用阶段斜截面抗裂度验算296

10.10.5 预应力混凝土受弯构件使用阶段的变形验算296

10.10.6 预应力混凝土受弯构件施工阶段的验算296

10.10.7 预应力混凝土受弯构件设计步骤297

10.11 超静定预应力混凝土结构302

10.12 预应力混凝土构件的构造303

10.12.1 先张法预应力混凝土构件的构造措施303

10.12.2 后张法预应力混凝土构件的构造措施304

思考题练习题307

11 混凝土构件的使用性能309

11.1 构件的裂缝控制309

11.1.1 混凝土结构裂缝的分类和成因309

11.1.2 裂缝控制的目的和要求311

11.2 预应力混凝土构件的抗裂验算314

11.2.1 正截面抗裂验算314

11.2.2 受弯构件斜截面抗裂验算316

11.3 构件正截面裂缝宽度计算318

11.3.1 裂缝宽度的计算理论318

11.3.2 最大裂缝宽度323

11.4 构件的变形控制329

11.4.1 变形控制的目的和要求329

11.4.2 钢筋混凝土受弯构件变形验算330

11.4.3 预应力混凝土受弯构件变形验算339

思考题练习题340

12 混凝土结构的耐久性能343

12.1 影响混凝土结构耐久性的因素343

12.2 混凝土材料的耐久性退化344

12.2.1 混凝土的碳化345

12.2.2 混凝土冻融破坏348

12.2.3 碱骨料反应349

12.2.4 化学侵蚀351

12.3 混凝土中钢筋锈蚀353

12.3.1 混凝土中钢筋锈蚀的机理353

12.3.2 钢筋锈蚀的后果及其破坏形态354

12.3.3 锈蚀钢筋的力学性能355

12.3.4 锈蚀预应力筋的力学性能357

12.3.5 锈后钢筋与混凝土间的粘结性能358

12.4 锈后钢筋混凝土受弯构件正截面的受力性能361

12.4.1 锈蚀钢筋混凝土梁受弯试验研究结果361

12.4.2 锈蚀钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载力362

12.4.3 锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯刚度363

12.5 锈后预应力混凝土受弯构件正截面的受力性能364

12.5.1 锈蚀预应力混凝土梁受弯性能试验研究结果364

12.5.2 锈蚀预应力混凝土梁的正截面抗弯承载力364

12.5.3 锈蚀预应力混凝土梁的抗弯刚度367

12.6 混凝土结构的耐久性设计和评估369

12.6.1 混凝土结构全寿命设计框架369

12.6.2 混凝土结构的耐久性设计370

12.6.3 既有混凝土结构的耐久性评估371

思考题372

附表A 混凝土结构基本原理教学试验及基本要求373

A1 试验教学目的和试验项目373

A1.1 试验教学目的373

A1.2 试验项目373

A2 钢筋混凝土受弯构件正截面受弯性能试验373

A2.1 试验内容373

A2.2 基本要求373

A3 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪性能试验373

A3.1 试验内容373

A3.2 基本要求374

A4 钢筋混凝土偏心受压构件正截面受压性能试验374

A4.1 试验内容374

A4.2 基本要求374

A5 钢筋混凝土纯扭构件受扭性能试验374

A5.1 试验内容374

A5.2 基本要求374

参考文献374