混凝土结构设计原理(上册)

混凝土结构设计原理(上册) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:同济大学出版社
作者:颜德�
出品人:
页数:307
译者:
出版时间:1992-03
价格:22.00
装帧:平装
isbn号码:9787560809182
丛书系列:
图书标签:
  • 混凝土结构
  • 结构设计
  • 土木工程
  • 建筑工程
  • 高等教育
  • 教材
  • 设计原理
  • 混凝土
  • 结构力学
  • 建筑材料
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具体描述

内容提要

本书根据高等院

校四年制工业与民用

建筑工程专业教学计

划编写而成,为结构

系列教材之一,分上

下两册出版。

上册内容包括:

钢筋混凝土材料的物

理力学性能、简单受

力状态下的钢筋混凝

土构件、复杂受力状

态下的钢筋混凝土构

件、预应力混凝土构

件、钢筋混凝土及预

应力混凝土构件的裂

缝和刚度、按规范设

计钢筋混凝土构件和

按规范设计预应力混

凝土构件。

本书尝试采用一

种与传统钢筋混凝土

结构教材有较大区别

的新的编写方式,把

基本理论集中在一起

讲解,然后再对几种

具体结构按新规范设

计方法进行介绍。

本书可供从事结

构设计和施工工作的

工程技术人员、大专

院校学生和教师作为

学习和使用新规范的

教科书和参考书。

结构工程的基石:现代钢筋混凝土结构设计与施工实践 这是一本深入探讨钢筋混凝土结构设计理论、规范应用及工程实践的权威参考书。它旨在为土木工程专业人士、结构工程师、设计人员以及高年级学生提供一套全面、系统且与时俱进的知识体系,以应对当前复杂多变的建筑和基础设施工程挑战。 --- 第一部分:理论基础与材料科学的深度剖析 本书伊始,便构建了理解现代钢筋混凝土结构行为的坚实理论基础。我们没有止步于传统的极限状态设计法,而是引入了更具前瞻性的性能化设计理念,探讨结构在正常使用阶段与极限承载阶段的差异化响应。 1.1 混凝土本构关系与先进材料模型: 本部分详尽阐述了混凝土在不同应力状态下的应力-应变曲线,重点分析了高强度混凝土(HSC)和超高性能混凝土(UHPC)的独特力学性能。我们深入探讨了温度、龄期和环境因素对混凝土长期性能(如徐变和收缩)的影响,并提供了精确的本构模型参数确定方法。同时,介绍了纤维增强混凝土(FRC)在提高韧性与抗裂性方面的应用机理。 1.2 钢筋的应力-应变关系与锚固机制: 除了对普通碳素钢筋的力学性能进行复盘,本书将大量篇幅聚焦于新型钢材,如高延性钢筋和耐候钢筋的疲劳性能和焊接技术。锚固理论被提升至新的高度,详细分析了粘结滑移模型(Bond-Slip Model)对构件延性的影响,并结合试验数据,指导读者优化梁柱节点和后植筋的锚固设计。 1.3 相互作用与多尺度分析: 结构设计的核心在于理解钢筋与混凝土之间的复杂相互作用。本书引入了界面过渡区(ITZ)理论,解释了微观尺度下的材料行为如何影响宏观结构的承载力与变形。通过有限元分析的视角,展示了如何使用先进的数值方法模拟这种非线性、非均质材料的受力过程。 --- 第二部分:构件承载力与抗裂性能的精细化设计 本部分是结构设计实践的核心,着重于将理论转化为精确、安全、经济的构件设计。重点不再是简单的强度校核,而是对构件全生命周期内性能的预测与控制。 2.1 梁、板与剪切承载力的再认识: 在梁的抗弯设计中,本书批判性地回顾了经典的平截面假设的局限性,尤其是在大跨度或受严重弯矩影响的区域。对于剪力设计,我们详细推导了基于斜裂缝角和桁架模型修正的变形控制型剪力设计方法,强调了剪力变形对结构刚度的影响。特别关注了后张预应力混凝土构件的应力损失计算与锚固区应力扩散分析。 2.2 柱与抗压构件的稳定性分析: 柱的设计不仅关乎承载力,更关乎稳定性。本书系统梳理了P-M-N(偏心距-弯矩-轴力)相互作用图的精确绘制方法,并探讨了二阶效应(P-Δ效应)在超高层结构设计中的精确量化与控制策略。对于复杂截面的柱子,如圆形、椭圆形或多边形截面,提供了简化的计算流程和修正系数的来源解释。 2.3 裂缝控制与耐久性设计: 现代结构设计对裂缝宽度有着严格的限制。本书提供了基于应力限制和钢筋间距控制的双重抗裂设计流程。深入分析了氯离子侵蚀、碳化作用对钢筋保护层的影响,并结合结构耐久性设计规范,指导读者选择合适的保护层厚度、配筋率以及混凝土的配合比,以确保结构在预期的服役期内保持功能性。 --- 第三部分:节点、整体框架与抗震性能化设计 结构设计的难点往往集中在连接部位和整体体系响应上。本部分聚焦于如何实现结构构件间的有效协同工作,特别是应对地震等极端荷载。 3.1 复杂节点的内力分析与构造: 梁柱节点是结构中最关键的受力区域。本书摒弃了简单“搭接”的观念,引入了基于塑性铰区理论的节点强度校核。详细介绍了节点域(Knot Zone)的应力流通路径分析,并对现浇钢筋混凝土节点、预制节点以及混合结构节点(如钢-混凝土连接)的构造要求和设计细节进行了详尽的图示说明。 3.2 整体结构在水平荷载下的响应: 涵盖了框架结构、剪力墙结构以及框架-剪力墙结构的刚度计算与位移控制。重点讲解了剪力墙的开洞影响、约束边缘构件的设计要点以及支撑体系在复杂不规则结构中的应用。对于位移响应,本书提供了基于有效截面刚度(考虑裂缝影响)的侧向刚度计算的工程化方法。 3.3 性能化抗震设计(Performance-Based Seismic Design): 本书的高级章节深入探讨了超越传统“等效静力法”的抗震设计范式。详细介绍了基于反应谱的分析方法、非线性时程分析(Time History Analysis)在评估结构损伤程度中的应用。明确了不同性能目标(如“即时使用”、“生命安全”和“倒塌防止”)对应的设计目标和构件延性要求,特别是如何通过“强柱弱梁”的理念,精确控制塑性铰的形成位置。 --- 第四部分:先进技术与施工精细化控制 结构设计的成功最终依赖于高质量的施工。本部分关注技术前沿和工程实施的难点。 4.1 预应力技术与后张法实施: 系统介绍了预应力钢绞线类型、张拉设备的选择与校核。详细阐述了后张法预应力管道的精确布置、灌浆质量的无损检测技术,以及张拉过程中应力松弛和锚具滑移的修正计算。 4.2 预制构件与装配式结构: 随着装配式建筑的兴起,本书对预制梁柱连接、叠合板与现浇层过渡区的构造细节进行了深入剖析,强调了构件的工厂化制造公差对现场拼装精度的影响,以及如何通过“键合区”设计来保证连接点的整体性与抗震性能。 4.3 施工阶段的临时结构与监测: 施工阶段的临时荷载和支护结构往往是安全事故的高发区。本书提供了模板、脚手架、支撑系统和土方开挖支护的承载力验算简要方法,并介绍了结构健康监测(SHM)技术在关键构件施工过程中的实时应力、应变反馈应用。 --- 总结: 本书内容横跨材料科学、理论力学、结构分析与工程规范应用,力求在理论的深度和工程实践的广度之间找到最佳平衡。它不仅是一本设计手册,更是一本指导工程师如何思考结构问题、如何应对复杂工程挑战的专业智库。读者通过研习此书,将能够构建起一个扎实、全面且面向未来的钢筋混凝土结构设计与施工的知识体系。

作者简介

目录信息

目 录
前 言
目 录
主要符号
第一章 绪 论
1.1概述
1.2钢筋混凝土及预应力混凝土材料
1.2.1钢筋的形式和品种
1.2.2混凝土组成材料和品种
1.2.3钢筋和混凝土共同工作的基础
1.3钢筋混凝土结构的优缺点及其在土建工程中的应用
1.4钢筋混凝土结构抗御自然及人为灾害的能力
1.5钢筋混凝土结构发展简史及展望
第二章 钢筋混凝土材料的物理力学性能
2.1钢筋的强度和变形
2.1.1短期荷载下钢筋的应力应变曲线
2.1.2钢筋的冷加工和热处理
2.1.3钢筋的徐变和松弛
2.1.4钢筋的包兴格(Bauschinger)效应
2.1.5钢筋的疲劳
2.1.6钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求
2.2混凝土的强度和变形
2.2.1简单受力状态下混凝土的强度
2.2.2复杂受力状态下混凝土的强度
2.2.3局部受压强度
2.2.4混凝土的疲劳强度
2.2.5荷载作用下混凝土的变形
2.2.6混凝土的弹性模量、泊松比及剪变模量
2.2.7混凝土的徐变和收缩
2.3钢筋与混凝土的粘结
2.3.1粘结的性质
2.3.2粘结的试验方法
第三章 简单受力状态下的钢筋混凝土构件
3.1轴心受拉状态
3.1.1实验研究
3.1.2正截面受力状态的分析
3.1.3轴心受拉截面开裂时拉力和极限承载力
3.2轴心受压状态
3.2.1实验研究
3.2.2正截面受力状态的分析
3.2.3影响轴心受压构件受力性能的因素
3.2.4轴心受压构件的极限承载力
3.3纯弯受力状态
3.3.1实验研究
3.3.2正截面分析的基本假定
3.3.3单筋矩形截面受弯破坏时的截面分析及其极限承载力
3.3.4正截面受力的简化分析
3.3.5界限破坏时截面相对受压区高度ξb和最大配筋率ρmax
3.3.6双筋截面的分析及其极限承载力
3.3.7T形截面的分析及其极限承载力
3.4纯扭受力状态
3.4.1实验研究
3.4.2构件开裂前截面受力分析
3.4.3构件开裂后截面受力分析
3.4.4矩形截面纯扭构件扭曲截面承载力实用计算方法
第四章 复杂受力状态下的钢筋混凝土构件
4.1轴向力与弯矩的共同作用
4.1.1概述
4.1.2单向偏心受压构件的实验研究
4.1.3偏心距增大系数
4.1.4偏心距增大系数η的计算
4.1.5单向偏心受压截面的分析
4.1.6单向偏心受压截面受力的简化分析
4.1.7双向偏心受压构件的实验研究及其截面分析
4.1.8偏心受拉构件截面的分析
4.2剪力与弯矩的共同作用
4.2.1实验研究
4.2.2无腹筋梁的抗剪性能
4.2.3影响无腹筋梁抗剪强度的因素
4.2.4无腹筋梁斜截面的分析
4.2.5有腹筋梁的抗剪性能
4.2.6有腹筋梁剪弯截面的分析
4.2.7有腹筋梁剪弯截面承载力实用计算公式
4.2.8剪弯强度的相关关系
4.3轴向力、剪力和弯矩的共同作用
4.3.1实验研究
4.3.2影响压弯剪构件破坏形态和抗剪强度的因素
4.3.3轴向力、剪力和弯矩共同作用的截面的承载力计算
4.3.4轴向力、剪力和弯矩的相关关系
4.4弯矩、剪力和扭矩的共同作用
4.4.1实验研究
4.4.2剪力与扭矩共同作用下的截面强度实用计算公式
第五章 预应力混凝土构件
5.1概述
5.1.1预应力混凝土特点
5.1.2先张法及后张法
5.1.3有粘结及无粘结
5.1.4全预应力及部分预应力
5.2施加预应力的方法、夹具及锚具
5.2.1施加预应力的方法
5.2.2夹具及锚具
5.3预应力损失值
5.3.1损失值种类
5.3.2管道摩擦损失
5.3.3锚具变形和钢筋回缩损失
5.3.4温差应力损失
5.3.5应力松弛损失
5.3.6收缩、徐变损失
5.3.7各阶段预应力损失值的组合
5.4预应力传递长度和端部局部承压
5.4.1预应力传递长度
5.4.2端部局部承压
5.5轴心受拉构件
5.5.1受力特征
5.5.2各阶段应力状态
5.5.3构件计算
5.6受弯构件
5.6.1受力特征
5.6.2应力状态
5.6.3构件计算
第六章 钢筋混凝土及预应力混凝土构件的裂缝和刚度
6.1裂缝间距计算
6.1.1开展机制
6.1.2间距计算
6.2裂缝宽度计算
6.2.1平均裂缝宽度
6.2.2影响裂缝宽度的主要因素
6.2.3最大裂缝宽度计算
6.3短期刚度及变形计算
6.3.1不开裂构件刚度
6.3.2开裂构件刚度
6.4长期刚度及变形计算
6.4.1解析法
6.4.2系数法
第七章 按规范设计钢筋混凝土构件
7.1按现行规范的构件设计准则
7.1.1设计准则及极限状态
7.1.2结构构件按极限状态的设计方法
7.1.3荷载效应及构件抗力设计值的表达式
7.1.4荷载分项系数、组合系数与结构构件抗力分项系数
7.1.5材料的强度标准值和材料强度设计值
7.2简单受力状态下的钢筋混凝土构件的截面承载力计算
7.2.1轴心受拉构件的正截面受拉承载力计算
7.2.2轴心受压构件的正截面受压承载力计算
7.2.3受弯构件的正截面受弯承载力计算
7.2.4受扭构件的扭曲截面受扭承载力计算
7.3复杂受力状态下的钢筋混凝土构件的截面承载力计算
7.3.1轴向力和弯矩共同作用下构件的正截面承载力计算
7.3.2剪力作用下的受弯构件斜截面受剪承载力计算
7.3.3轴向力和剪力作用下的受弯构件斜截面受剪承载力计算
7.3.4剪扭构件扭曲截面的承载力计算
7.4钢筋混凝土构件的变形和裂缝宽度的验算
7.4.1受弯构件的变形验算
7.4.2受弯构件的裂缝宽度验算
7.4.3轴心受拉构件的裂缝宽度验算
第八章 按规范设计预应力混凝土构件
8.1预应力混凝土构件所用的材料
8.1.1钢材
8.1.2混凝土
8.2张拉控制应力σcon的确定
8.3预应力损失
8.4预应力混凝土轴心受拉构件正截面受拉承载力计算
8.4.1施工阶段时的混凝土应力
8.4.2使用阶段时的承载力计算
8.4.3施工阶段时的承载力验算
8.5预应力混凝土轴心受拉构件的抗裂、裂缝宽度验算
8.5.1抗裂验算
8.5.2裂缝宽度的验算
8.6预应力混凝土受弯构件的承载力计算
8.6.1使用阶段时的正截面受弯承载力计算
8.6.2使用阶段时的斜截面受剪承载力计算
8.6.3施工阶段时的承载力验算
8.7预应力混凝土受弯构件的抗裂、裂缝宽度和变形的验算
8.7.1抗裂的验算
8.7.2裂缝宽度验算
8.7.3变形的验算
8.8预应力混凝土构件的构造
8.8.1预应力混凝土轴心受拉构件的构造要求
8.8.2预应力混凝土受弯构件的构造要求
附录7-1混凝土的强度标准值
附录7-2混凝土的强度设计值
附录7-3混凝土的弹性模量
附录7-4热轧钢筋、冷拉钢筋及热处理钢筋的强度标准值
附录7-5碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线及冷拔低碳钢丝的强度标准值
附录-76热轧钢筋、冷拉钢筋及热处理钢筋的强度设计值
附录7-7碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线及冷拔低碳钢丝的强度设计值
附录7-8钢筋的弹性模量
附录7-79受弯构件的允许挠度值
附录7-10裂缝控制等级、混凝土拉应力限制系数及最大裂缝宽度允许值
附录7-11受弯构件的最大配筋率
附录7-12混凝土构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)
附录7-13钢筋混凝土矩形截面受弯构件正截面抗弯承载力计算用系
数γ2、a8
附录7-14钢筋的计算截面面积及公称质量表
附录7-15每米板宽内各种钢筋间距时的钢筋截面面积
附录7-16 截面抵抗塑性系数γm
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我对这本书的排版和图示印象深刻,清晰度非常高,这是学习复杂结构设计时一个经常被忽视但至关重要的方面。很多力学书籍的图例模糊不清,导致对受力情况的判断产生偏差,但这本则不然。所有的截面示意图、受力简图都绘制得非常规范和精准,尤其是对复杂应力场和塑性铰形成过程的剖面图,观察起来非常直观。作者在解释一些非线性问题时,大量使用了分层示意图来展示材料的受力状态演变,这对于理解混凝土的开裂、钢筋的屈服如何共同决定结构的最终承载力至关重要。这种注重视觉辅助的编辑处理,使得许多原本需要花费大量时间去想象的力学场景变得一目了然,极大地提高了学习效率。可以说,这本书的视觉呈现质量,完全配得上其内容的深度和广度,体现了出版方对专业书籍出版的认真态度。

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这本书给我的感觉是它成功地架起了一座连接理论与工程实践的桥梁。它没有停留在教科书式的完美模型,而是大量引用了实际工程中的案例和规范要求,这使得书中的知识点具有极强的可操作性。例如,书中对各种荷载组合的讨论,不仅仅是罗列规范条文,而是分析了不同荷载组合背后的环境因素和不确定性,这让我理解到设计规范并非凭空产生,而是无数次工程教训和科学验证的结果。特别是关于结构延性和抗震设计的章节,作者的阐述非常到位,清晰地区分了不同抗震等级下结构的要求差异,并解释了这些差异如何体现在构件的配筋和构造措施上。这种强调“设计意图”而非仅仅“计算步骤”的写作风格,极大地提升了读者的设计素养,让人学会用更宏观的视角去看待结构安全问题,而不仅仅是完成一套计算流程。

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阅读体验上,这本书的编排逻辑性极强,层次分明,仿佛是精心铺设的路径,引导读者一步步深入。我注意到它在章节衔接上做了很多心思,前一章的结论往往是后一章分析的起点,这种循序渐进的结构,使得即便是面对相对抽象的理论,也感到思路清晰,不至于迷失方向。比如,在介绍钢筋与混凝土的粘结锚固理论时,作者巧妙地结合了实际工程中的常见问题,将纯粹的力学模型与工程实践紧密结合起来,这种“理论指导实践,实践反哺理论”的写作手法,非常实用。此外,书中对一些经典计算模型的推导过程展现得十分详尽,虽然中间的数学推导过程略显繁琐,但作者提供的每一步解释都非常到位,让人可以清晰地追踪到最终公式的得出,避免了那种“知其然不知其所以然”的窘境。对于想要深入研究,甚至未来打算从事科研工作的读者来说,这种严谨的推导过程是无价之宝。

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这本关于结构设计的书,虽然名字听起来很专业,但它实际上非常注重基础理论的梳理和概念的清晰阐述。作者在开篇并没有直接跳入复杂的计算公式,而是花了大量的篇幅来解释材料力学中的应力、应变以及材料本构关系等核心概念。我特别欣赏它在讲解材料性能时那种抽丝剥茧的态度,不是简单地罗列数据,而是深入探讨了混凝土在不同荷载条件下的微观变化,这对理解宏观现象至关重要。书中对结构在极限状态下的表现也有独到的见解,不仅仅是告诉我们“会发生什么”,更是解释了“为什么会发生”,这种探究根源的做法,极大地加深了我对设计原理的认识。尤其是在讨论受弯构件的开裂和破坏模式时,图文并茂的分析让人仿佛亲眼目睹了结构失效的过程,这种直观性远胜于纯粹的文字描述。整体来看,这本书像是一位经验丰富的老教授在细心指导你入门,非常适合需要打下坚实理论基础的初学者。

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这本书的行文风格非常严谨而又不失温度,虽然是技术专著,但读起来并不觉得枯燥乏味。作者在关键概念的引入和总结部分,往往会使用一些启发性的提问来引导读者的思考,这使得学习过程变成了一种主动的探索,而不是被动的接受。例如,在讨论如何优化配筋率以平衡造价与安全时,作者提出的观点是“最好的设计是在不确定性中寻求最优平衡点”,这种带有哲学意味的思考,让读者在学习具体技术的同时,也能领悟到工程设计中的权衡艺术。全书的术语使用高度统一,并且对首次出现的专业名词都给予了清晰的界定,这对于跨专业背景的读者非常友好。它真正做到了既能满足专业人士查阅和深入研究的需求,也能为准备进入这一领域的学习者提供一个坚实、可靠的知识基石,是一本值得反复研读的工具书。

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