本书是高等学校新体系土木工程系列教材之一。根据高等学校土木工程学科专业指导委员会制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》和最新的国家规范、标准编写而成,包含了土木工程专业中有关混凝土结构基本原理和方法的全部核心知识单元及其相应知识点。全书共分10章,包括:绪论,混凝土结构材料的物理力学性能,结构设计的基本原理,受弯构件正截面性能与承载力计算,受压构件正截面性能与承载力计算, 受拉构件正截面性能与承载力计算,构件斜截面受剪性能与承载力计算,受扭构件扭曲截面受力性能与承载力计算,构件的裂缝、变形验算及耐久性设计,预应力混凝土构件的原理与设计。
混凝土结构设计原理是土木工程专业的重要专业基础课之一。本教材的编写力求体现高等学校土木工程学科专业指导委员会制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的要求,内容包含了土木工程专业本科学生在混凝土结构原理与方法知识领域必须具备的基础知识,满足后续专业课学习必备的内容要求,符合培养合格土木工程专业人才目标的相关知识要求。
土木工程专业的应用范围覆盖建筑工程、交通土建工程、地下工程、矿井建设、铁道工程、港口工程、水利工程等,涉及工程领域广泛。混凝土结构的类型很多,但其基本构件的受力特点具有共性。本教材内容的安排,突出了受力性能分析,重视基础理论介绍,引导学生认识、掌握混凝土结构的基本原理与计算方法。在内容和体系上注重学生从数学、力学基础课程学习过渡到专业课程学习的认知规律,以混凝土构件的力学机理为基础,从材料性能、截面受力特征到构件抗力机理、承载力及变形计算方法,形成完整体系。主要内容包括:混凝土结构材料的物理力学性能,结构设计的基本原理,受弯构件正截面性能与承载力计算,受压构件正截面性能与承载力计算,受拉构件正截面性能与承载力计算,构件斜截面受剪性能与承载力计算,受扭构件扭曲截面受力性能与承载力计算,构件的裂缝、变形验算及耐久性设计,预应力混凝土构件的原理与设计。教材中有典型的计算例题,便于读者理解和掌握相关内容;各章后有小结、思考题、习题等内容,有利于读者学习。
本教材由西安建筑科技大学土木工程学院部分教师编写。第1章、第2章、第10章由白国良编写,第3章、第4章、第7章由薛建阳编写,第5章、第6章由杨勇编写,第8章、第9章由门进杰编写,全书由白国良教授统稿。
资深教授童岳生先生审阅了本教材,并提出宝贵意见;博士生杜宁军为本书的插图绘制、例题试算、数据核实做了大量工作,博士生赵金全、尹玉光、祁豪为本书绘制了部分插图和试算了部分例题。在此一并表示诚挚的谢意。
希望本书能为读者提供帮助。但限于编者的水平,书中可能存在不妥之处,敬请读者批评指正。
第1章 绪论
1.1 混凝土结构的概念与特点
1.1.1 混凝土结构的基本概念
1.1.2 混凝土结构的特点
1.2 混凝土结构的组成与基本构件
1.3 混凝土结构的发展与应用
1.3.1 混凝土结构的发展
1.3.2 混凝土结构的应用
1.4 课程内容与特点
1.4.1 课程内容
1.4.2 课程特点与学习方法
本章小结
思考题
第2章 混凝土结构材料的物理力学性能
2.1 概述
2.2 钢筋的基本性能
2.2.1 钢筋的品种和级别
2.2.2 钢筋强度和变形性能
2.2.3 钢筋的冷加工
2.2.4 钢筋的疲劳性能
2.2.5 混凝土结构对钢筋性能的要求
2.3 混凝土的基本性能
2.3.1 混凝土的组成
2.3.2 混凝土的强度
2.3.3 混凝土的变形
2.4 钢筋与混凝土的粘结
2.4.1 粘结应力的特点
2.4.2 粘结破坏机理
2.4.3 影响粘结强度的主要因素
2.4.4 钢筋的锚固长度
2.4.5 钢筋的绑扎搭接
本章小结
思考题
第3章 结构设计的基本原理
3.1 结构可靠度及结构安全等级
3.1.1 结构上的作用、作用效应、结构抗力
3.1.2 结构的预定功能
3.1.3 结构可靠度和安全等级
3.2 荷载和材料强度的标准值
3.2.1 荷载标准值
3.2.2 材料强度标准值
3.3 概率极限状态设计法
3.3.1 结构的极限状态
3.3.2 结构的设计状况
3.3.3 结构的功能函数和极限状态方程
3.3.4 结构可靠度的计算
3.4 极限状态设计表达式
3.4.1 承载能力极限状态设计表达式
3.4.2 正常使用极限状态设计表达式
本章小结
思考题
第4章 受弯构件正截面性能与承载力计算
4.1 概述
4.2 正截面受弯性能试验研究
4.2.1 试验设计
4.2.2 适筋梁正截面受力的三个阶段
4.2.3 正截面受弯的破坏形态
4.3 正截面受弯承载力分析
……
第5章 受压构件正截面性能与承载力计算
第6章 受拉构件正截面性能与承载力计算
第7章 构件斜截面受剪性能与承载力计算
第8章 受扭构件扭曲截面受力性能与承载力计算
第9章 构件的裂缝、变形脸算及耐久性设计
第10章 预应力混凝土构件的原理与设计