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第1章 概论1

1.1 混凝土结构的基本概念和特点1

1.1.1 混凝土结构的基本概念1

1.1.2 混凝土结构的特点3

1.2 混凝土结构的应用及发展3

1.2.1 发展阶段3

1.2.2 应用4

1.2.3 拓展5

1.3 本课程的主要内容及特点7

1.3.1 主要内容7

1.3.2 课程特点与学习方法7

小结8

思考题8

第2章 钢筋和混凝土材料的基本性能9

2.1 钢筋的基本性能9

2.1.1 钢筋的品种和级别9

2.1.2 钢筋的强度和变形性能10

2.1.3 钢筋的冷加工13

2.1.4 混凝土结构对钢筋性能的要求14

2.2 混凝土的基本性能15

2.2.1 混凝土的强度15

2.2.2 混凝土的变形性能23

2.3 钢筋与混凝土的粘结33

2.3.1 一般概念33

2.3.2 粘结应力的特点34

2.3.3 粘结破坏机理35

2.3.4 影响粘结强度的因素36

2.3.5 钢筋的锚固和连接38

2.4 公路桥涵工程混凝土结构材料41

2.4.1 钢筋41

2.4.2 混凝土41

小结42

思考题42

第3章 结构设计基本原理44

3.1 结构可靠度及结构设计方法44

3.1.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力44

3.1.2 结构的预定功能及结构可靠度45

3.1.3 结构的安全等级45

3.1.4 混凝土结构构件设计计算方法46

3.2 荷载和材料强度的取值47

3.2.1 荷载标准值的确定47

3.2.2 材料强度标准值的确定49

3.3 概率极限状态设计方法51

3.3.1 结构的极限状态51

3.3.2 结构的设计状况52

3.3.3 结构的功能函数和极限状态方程52

3.3.4 结构可靠度的计算53

3.4 结构极限状态设计表达式56

3.4.1 承载能力极限状态设计表达式56

3.4.2 正常使用极限状态设计表达式58

3.5 公路桥涵工程混凝土结构设计方法60

3.5.1 基本规定60

3.5.2 极限状态设计表达式61

小结63

思考题64

第4章 受弯构件正截面的性能与设计65

4.1 概述65

4.2 受弯构件一般构造要求66

4.2.1 梁的构造要求66

4.2.2 板的构造要求67

4.3 正截面受弯性能的试验研究68

4.3.1 试验测试及结果69

4.3.2 适筋梁正截面工作的三个阶段70

4.3.3 适筋梁的截面应力分布71

4.3.4 钢筋混凝土适筋梁的受力特点73

4.3.5 正截面受弯的破坏形态74

4.3.6 适筋梁的配筋率范围76

4.4 正截面受弯承载力分析76

4.4.1 基本假定76

4.4.2 正截面受弯分析78

4.4.3 受压区等效矩形应力图形80

4.4.4 界限受压区高度与最小配筋率81

4.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算84

4.5.1 基本公式及适用条件84

4.5.2 基本公式的应用85

4.5.3 计算系数及其应用86

4.6 双筋矩形截面受弯承载力计算91

4.6.1 概述91

4.6.2 受压钢筋的应力91

4.6.3 基本公式及适用条件92

4.6.4 双筋矩形截面承载力计算94

4.7 T形截面受弯承载力计算98

4.7.1 T形截面梁的应用98

4.7.2 T形截面翼缘计算宽度99

4.7.3 基本公式及适用条件100

4.7.4 T形截面的计算方法103

4.8 深受弯构件的受弯承载力计算107

4.8.1 深受弯构件的定义及工程应用107

4.8.2 深受弯构件的受力特点和受弯破坏特征108

4.8.3 深受弯构件的受弯承载力计算109

4.9 公路桥涵工程受弯构件正截面承载力计算110

4.9.1 一般构造要求110

4.9.2 基本假定112

4.9.3 相对界限受压区高度112

4.9.4 单筋矩形截面正截面承载力计算112

4.9.5 双筋矩形截面正截面承载力计算113

4.9.6 T形与I形截面受弯构件承载力计算114

小结116

思考题116

习题117

第5章 受压构件正截面的性能与设计119

5.1 轴心受压构件承载力计算119

5.1.1 轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力计算120

5.1.2 轴心受压螺旋箍筋柱正截面受压承载力计算124

5.2 偏心受压构件正截面受力性能分析127

5.2.1 破坏形态127

5.2.2 两类偏心受压破坏的界限129

5.2.3 附加偏心距ea、初始偏心距ei129

5.2.4 偏心受压长柱的二阶弯矩129

5.2.5 构件截面承载力计算中二阶效应的考虑130

5.3 矩形截面非对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算133

5.3.1 基本公式及适用条件133

5.3.2 大、小偏心受压破坏的设计判别（界限偏心距）136

5.3.3 截面设计137

5.3.4 截面承载力复核146

5.4 矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算147

5.4.1 基本公式及适用条件147

5.4.2 大、小偏心受压构件的设计判别149

5.4.3 截面设计150

5.4.4 截面承载力复核154

5.4.5 矩形截面对称配筋偏心受压构件的计算曲线154

5.5 I形截面对称配筋偏心受压构件正截面受压承载力计算157

5.5.1 基本公式及适用条件157

5.5.2 截面设计160

5.5.3 截面承载力复核164

5.6 均匀配筋和双向偏心受压构件计算165

5.6.1 均匀配筋偏心受压构件计算165

5.6.2 双向偏心受压构件承载力计算167

5.7 受压构件的一般构造173

5.7.1 截面形式及尺寸173

5.7.2 材料173

5.7.3 纵向钢筋173

5.7.4 箍筋173

5.8 公路桥涵工程受压构件正截面设计174

5.8.1 轴心受压构件承载力计算174

5.8.2 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算175

5.8.3 T形截面偏心受压构件正截面承载力计算178

5.8.4 偏心受压构件的构造要求178

小结179

思考题180

习题180

第6章 受拉构件正截面的性能与设计182

6.1 轴心受拉构件承载力计算182

6.2 矩形截面偏心受拉构件正截面承载力计算184

6.2.1 偏心受拉构件正截面的破坏形态184

6.2.2 矩形截面小偏心受拉构件正截面承载力计算185

6.2.3 矩形截面大偏心受拉构件正截面承载力计算185

6.2.4 截面设计186

6.2.5 截面承载力复核188

6.3 公路桥涵工程受拉构件正截面设计189

6.3.1 轴心受拉构件正截面承载力计算189

6.3.2 矩形截面偏心受拉构件承载力计算190

小结191

思考题191

习题191

第7章 构件斜截面受剪性能与设计192

7.1 概述192

7.2 受弯构件受剪性能的试验研究192

7.2.1 无腹筋简支梁的受剪性能192

7.2.2 有腹筋简支梁的受剪性能195

7.2.3 影响斜截面受剪承载力的主要因素198

7.3 受弯构件斜截面受剪承载力计算200

7.3.1 计算原则200

7.3.2 仅配有箍筋梁的斜截面受剪承载力201

7.3.3 配有箍筋和弯起钢筋梁的斜截面受剪承载力203

7.3.4 公式的适用范围204

7.3.5 连续梁、框架梁和外伸梁的斜截面受剪承载力205

7.3.6 板类构件的受剪承载力206

7.4 受弯构件斜截面受剪承载力的设计计算207

7.4.1 计算截面的确定207

7.4.2 设计计算207

7.4.3 计算例题208

7.5 受弯构件斜截面受弯承载力和钢筋的构造要求213

7.5.1 抵抗弯矩图213

7.5.2 纵筋的弯起215

7.5.3 纵筋的截断216

7.5.4 应用实例217

7.5.5 钢筋的构造要求220

7.6 深受弯构件的受剪承载力计算223

7.6.1 截面尺寸限制条件及斜截面抗裂控制条件223

7.6.2 受剪承载力计算223

7.6.3 基本构造规定224

7.7 偏心受力构件的斜截面受剪承载力226

7.7.1 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算226

7.7.2 偏心受拉构件斜截面受剪承载力计算228

7.7.3 框架柱双向受剪承载力计算228

7.7.4 剪力墙的斜截面受剪承载力计算230

7.8 构件的受冲切性能231

7.8.1 板的冲切破坏231

7.8.2 板的受冲切承载力计算231

7.8.3 板的受冲切截面限制条件及配筋构造要求233

7.9 公路桥涵工程受弯构件斜截面承载力计算234

7.9.1 斜截面受剪承载力验算位置234

7.9.2 基本计算公式及适用条件234

7.9.3 斜截面受剪承载力计算方法237

7.9.4 斜截面受弯承载力和构造要求239

小结240

思考题241

习题243

第8章 受扭构件扭曲截面受力性能与设计245

8.1 一般说明245

8.2 纯扭构件的受力性能和扭曲截面承载力计算246

8.2.1 试验研究分析246

8.2.2 纯扭构件的开裂扭矩248

8.2.3 纯扭构件的受扭承载力251

8.3 复合受扭构件承载力计算254

8.3.1 剪扭构件承载力计算254

8.3.2 弯扭构件承载力计算257

8.3.3 弯剪扭构件承载力计算257

8.3.4 压弯剪扭矩形截面框架柱承载力计算260

8.3.5 超静定结构中的扭转问题264

8.4 公路桥涵工程受扭构件设计264

8.4.1 受扭截面及受扭塑性抵抗矩264

8.4.2 截面尺寸限制条件及构造配筋条件265

8.4.3 矩形和箱形截面纯扭构件受扭承载力计算265

8.4.4 矩形和箱形截面剪扭构件承载力计算266

8.4.5 T形、I形和带翼缘箱形截面受扭承载力计算267

8.4.6 矩形、T形、I形和带翼缘箱形截面弯、剪、扭构件承载力计算268

小结268

思考题268

习题269

第9章 正常使用极限状态验算及耐久性设计270

9.1 概述270

9.2 裂缝及其控制270

9.2.1 裂缝的分类与成因270

9.2.2 裂缝控制目的和要求271

9.3 裂缝宽度的计算273

9.3.1 裂缝的出现、分布和开展过程273

9.3.2 平均裂缝间距275

9.3.3 平均裂缝宽度278

9.3.4 最大裂缝宽度282

9.3.5 影响裂缝宽度的主要因素283

9.4 受弯构件的挠度计算286

9.4.1 变形控制的目的和要求286

9.4.2 混凝土受弯构件变形计算的特点287

9.4.3 短期刚度Bs的建立288

9.4.4 参数η和ζ的确定290

9.4.5 受弯构件刚度B291

9.4.6 最小刚度原则与挠度计算292

9.4.7 提高受弯构件刚度的措施293

9.5 公路桥涵工程混凝土构件裂缝宽度和挠度验算296

9.5.1 构件的裂缝宽度验算296

9.5.2 受弯构件挠度验算301

9.6 受弯构件短暂状况下的应力验算307

9.6.1 短暂状况计算假定307

9.6.2 正截面应力验算308

9.6.3 斜截面应力验算309

9.7 混凝土结构的耐久性311

9.7.1 影响混凝土结构耐久性的主要因素312

9.7.2 混凝土结构的耐久性设计315

9.7.3 公路桥涵混凝土结构的耐久性设计316

小结317

思考题318

习题319

第10章 预应力混凝土构件的性能与设计321

10.1 预应力混凝土的基本知识321

10.1.1 一般概念321

10.1.2 预应力混凝土的分类322

10.1.3 施加预应力的方法323

10.1.4 锚具324

10.1.5 预应力混凝土的材料326

10.1.6 预应力混凝土的特点327

10.2 预应力混凝土构件设计的一般规定327

10.2.1 张拉控制应力σcon327

10.2.2 预应力损失328

10.2.3 有效预应力沿构件长度的分布337

10.2.4 无粘结预应力混凝土结构338

10.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析339

10.3.1 先张法轴心受拉构件339

10.3.2 后张法轴心受拉构件341

10.3.3 先、后张法计算公式的比较343

10.4 预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算345

10.4.1 使用阶段正截面承载力计算345

10.4.2 使用阶段正截面裂缝控制验算345

10.4.3 施工阶段混凝土压应力验算347

10.4.4 施工阶段后张法构件端部局部受压承载力计算348

10.5 预应力混凝土受弯构件的设计与计算354

10.5.1 各阶段应力分析354

10.5.2 使用阶段计算361

10.5.3 施工阶段验算372

10.6 预应力混凝土构件的构造要求376

10.6.1 先张法构件376

10.6.2 后张法构件377

10.7 公路桥涵工程预应力混凝土构件设计378

10.7.1 张拉控制应力及预应力损失378

10.7.2 预应力混凝土受弯构件承载力计算383

10.7.3 预应力混凝土受弯构件应力计算及应力控制386

10.7.4 预应力混凝土受弯构件抗裂验算390

10.7.5 预应力混凝土受弯构件变形计算391

10.7.6 端部锚固区计算392

10.7.7 预应力混凝土简支梁设计394

小结396

思考题397

习题398

附录1 《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）附表399

附录2 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）附表407

主要参考文献412