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出版者:第2版 (2003年5月1日)

作者:吴培明编

出品人:

页数:207

译者:

出版时间:2003-5

价格:21.00元

装帧:平装

isbn号码:9787562919261

丛书系列:

图书标签:

• 混凝土结构
• 结构工程
• 土木工程
• 建筑工程
• 高等教育
• 教材
• 平装
• 上册
• 工程技术
• 建筑材料

现代土木工程的基石：钢筋混凝土结构设计与实践 一本面向工程师、设计师及相关专业人士的权威参考书，深入剖析钢筋混凝土结构从理论到实践的每一个关键环节。 --- 第一部分：基础理论与材料科学的深度探索 本书旨在为读者构建一个坚实而全面的钢筋混凝土结构知识体系，从最基本的材料特性到复杂的应力分析，层层递进，确保读者对结构行为有深刻的理解。 第一章：钢筋混凝土的本构关系与基本性能 本章详细阐述了混凝土和钢筋作为两种核心材料的力学性能。我们超越了简单的强度指标，深入探讨了材料在不同应力状态下的真实表现。 1.1 混凝土的应力-应变曲线精细分析： 重点分析了不同龄期、不同水灰比、不同骨料对混凝土抗压和抗拉性能的影响。引入了现代试验数据，展示了混凝土在弹性阶段、塑性阶段以及破坏阶段的非线性行为。详细讨论了侧限效应（Confinement Effect）在柱和剪力墙中的重要性，并提供了应用这些数据的实用图表。 1.2 钢筋的应力-应变特性与性能： 涵盖了从普通碳素钢筋到高强度、高韧性钢筋的演变。特别关注了屈服点、极限强度、塑性延伸率等参数的实际意义。此外，我们对钢筋的疲劳性能进行了专题分析，这对于设计承受反复荷载的结构（如桥梁）至关重要。探讨了钢筋在高温火灾下的强度衰减机制。 1.3 界面粘结与锚固机理： 钢筋与混凝土之间的有效工作是钢筋混凝土结构协同工作的关键。本章详细研究了粘结应力分布，并引入了“粘结滑移”模型，用以预测和评估锚固长度和锚固构造的要求。分析了横向受拉和振动荷载对粘结性能的负面影响。 第二章：荷载、作用与结构分析基础 结构设计的起点是对作用在结构上的各种荷载的准确评估。本章系统梳理了设计荷载的取值、组合以及作用分析方法。 2.1 各种荷载的精确评估与分级： 除了传统的恒载、活载，本章重点讲解了风荷载、雪荷载、地震作用的推导过程和规范应用。对于地震荷载，详细阐述了反应谱法、时程分析法的适用条件和步骤。在活载部分，强调了结构使用功能变化对活载设定的动态影响。 2.2 材料性能的折减与设计参数的确定： 根据现行设计规范，探讨了材料强度设计值（如 $f_c$ 和 $f_y$）的取法，以及如何根据结构重要性和荷载可靠度系数来调整这些参数。 2.3 结构平面与空间分析： 复习并深化了结构力学的基本原理在钢筋混凝土结构分析中的应用。重点讨论了在非规则平面布局下，如何使用有限元软件进行精确的应力场分析，特别是对扭转和偏心受力的处理。 --- 第二部分：构件的抗力设计与性能优化 本部分是结构设计实践的核心，详细阐述了梁、板、柱等基本构件在不同受力状态下的设计方法，强调了极限状态设计法的应用。 第三章：截面的受弯与受拉构件设计 本章专注于构件抵抗弯矩和拉力的能力，是分析楼板和主梁承载力的基础。 3.1 弹性理论与塑性理论的融合： 首先回顾了基于弹性理论的应力分析，随后深入介绍了基于极限承载力的塑性分析方法。重点讲解了“平衡、相容、本构”三原则在确定破坏形态中的应用。 3.2 适筋梁、超筋梁与少筋梁的判别与设计： 详细演示了如何通过配筋率 $ ho$ 来控制梁的破坏模式，确保结构在达到极限承载力前具备足够的延性。对超筋梁的脆性破坏现象进行了警示，并提供了必要的构造措施。 3.3 实际截面的有效宽度与应力扩散： 在板和T型梁的设计中，如何确定混凝土的有效工作宽度是一个关键问题。本章提供了基于韩氏（Hognestad）等人的经验模型，用以精确估算T形和L形截面的抗弯承载力。 第四章：受压构件与稳定性控制 柱作为结构的主要竖向承重构件，其设计必须同时考虑强度和稳定性。 4.1 轴心受压与偏心受压柱的设计： 系统介绍了矩形、圆形截面柱的受压承载力计算公式的推导，以及P-M（压力-弯矩）相互作用图的绘制与应用。重点解释了在M-P图的哪个区域，配筋率的设计至关重要。 4.2 考虑长细比的稳定性分析： 对于高层结构中的柱，侧向屈曲（失稳）可能比材料强度破坏更先发生。本章详细讲解了有效长度系数 $k$ 的确定方法，并阐述了如何通过增加构造钢筋或优化截面布置来提高构件的整体稳定性。 4.3 钢筋的构造要求与箍筋设计： 箍筋（横向约束钢筋）的作用不仅是抵抗剪力，更重要的是约束核心混凝土，提高柱的延性。详细讨论了不同区域（如强柱、弱梁设计）对箍筋间距和配筋率的特殊要求，以及对钢筋“加密区”的精确划分。 --- 第三部分：特殊受力状态与结构整体性 钢筋混凝土结构的设计绝非孤立地设计单个构件，而是要确保整体结构的可靠性和在极端条件下的韧性。 第五章：剪力、扭转与斜向受力 剪力破坏通常是突然且脆性的，因此对其设计要求极为严格。 5.1 混凝土的抗剪贡献与钢筋的协同作用： 本章基于斜截面剪切理论，分析了混凝土的压杆-拉杆模型。详细计算了腹筋（剪力筋）在抵抗剪力中的作用，并讨论了在剪力设计中“保留足够的混凝土抗剪贡献”的重要性。 5.2 扭转与剪扭组合效应： 对于L型梁、阳台梁等承受复杂荷载的构件，扭转是不可避免的。本章采用“薄壳比拟法”来分析扭转，并明确了如何将剪力和扭矩合并计算，以确定所需的纵向和横向钢筋配置。 第六章：结构整体性、抗震与耐久性 现代结构设计越来越关注结构在灾害事件下的“不倒塌”能力（生命安全极限状态）。 6.1 抗震设计的核心理念——强柱弱梁与延性设计： 深入讲解了如何通过控制梁柱受拉钢筋的屈服顺序来保证结构在地震中具有良好的耗能能力。详细介绍了“铰区”的构造设计，包括加密区长度和箍筋的密度要求。 6.2 结构整体性的保证与拉结筋设计： 本节强调了连接节点（梁柱节点、板与墙的连接）的设计。介绍了如何通过拉结筋（Tie Bars）来确保结构各构件之间的有效整体受力，特别是在高烈度区和高耸结构中。 6.3 构件的耐久性与长期性能： 超越强度设计，本章关注混凝土结构的寿命。讨论了氯离子侵蚀、碳化作用对钢筋锈蚀的加速机制。基于此，提出了在不同环境类别下，对保护层厚度、最小配筋率以及最大裂缝宽度控制的具体设计要求。 --- 附录：实用设计工具与案例分析 本书最后提供了丰富的工程实例和简化计算图表，以帮助读者快速将理论应用于实际工程： 附录A： 常用设计规范简化图表与表格（如P-M图、抗剪系数表）。 附录B： 实际工程案例的配筋方案优化分析（包含一榀多层框架梁、柱的详细配筋图）。 附录C： 钢筋保护层厚度与最小间距的经验指导。 目标读者： 土木工程、结构工程专业本科生及研究生，结构工程师，建筑设计院从业人员，以及从事工程结构设计与施工管理的技术人员。本书的深度和广度，使其成为案头必备的实用工具书。

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我花了整整一个周末的时间来研读其中关于“荷载与应力分析”的部分，感觉就像是经历了一场严谨的智力马拉松。这本书对不同荷载类型——恒载、活载、风载甚至地震作用——的分解和量化分析，逻辑链条构建得极其严密。它不是那种浮于表面的介绍，而是深入到了计算的肌理之中。我特别注意了那些案例分析，作者似乎非常擅长从实际工程事故或经典结构中提炼出关键的教训和设计要点。有一处关于梁的挠度计算，我尝试用自己以前学过的基础知识去套用，结果发现书中提供的简化模型和修正系数的应用，远比我预想的要精妙和贴合实际工况。读完这部分，我不再只是“知道”结构会受力，而是开始“感知”力是如何沿着结构路径传递和消散的。对于那些准备进行结构设计或深入研究的朋友来说，这种层层递进的讲解方式是至关重要的，它训练的不仅仅是计算能力，更是一种结构思维的养成。

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这本书的封面设计简洁有力，那种灰蒙蒙的质感仿佛一下子就能把你拉进那个充满着钢筋和水泥的世界。我本来对手册类的书籍是有点抗拒的，总觉得它们枯燥乏味，像教科书一样只能在需要查阅特定公式时才会被翻开。但这本书的排版和字体选择非常考究，即便是那些看似复杂的结构图示，也处理得井井有条，让人在视觉上不会感到疲劳。初读之下，我发现作者在概念的引入上非常巧妙，没有直接堆砌那些晦涩难懂的专业术语，而是从宏观的结构力学原理入手，像是在给一个初学者搭建认知框架。特别是关于材料性能介绍的那一章节，作者用了很多生动的比喻来解释混凝土的抗压和抗拉特性，这对于我这种非科班出身的读者来说，简直是醍醐灌顶。我尤其欣赏它对历史背景的穿插介绍，比如早期的罗马混凝土技术，这让整个学习过程不再是孤立地学习知识点，而是有了历史的厚重感和传承感。这本书的厚度也让人心里踏实，知道里面涵盖的内容会相当扎实和全面。

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从装帧和纸张质量来看，这本书显然是下了成本的。纸张的克重拿捏得恰到好处，即便是长时间的翻阅和在关键点做下密集的笔记，也不会出现洇墨或者纸张过于软塌塌的感觉。更重要的是，书中的插图和示意图的清晰度令人印象深刻。很多复杂的受力图，如果线条稍有模糊，就可能导致对受力点的误判，但这本书的印刷质量保证了所有线条的锐利和精确。特别是在讲解“剪力墙”和“节点域”这些几何关系复杂的部位时，清晰的二维和三维示意图，极大地降低了读者的理解门槛。我常常将它放在工作台上，时不时地拿起查阅，它的耐用性似乎也足以承受这种高频度的使用。这不仅仅是一本知识的载体，更像是一件精良的工具。

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真正让我感到惊喜的是，这本书对“施工工艺”与“结构理论”之间衔接的处理。很多理论书籍把设计和施工割裂开来，但本书非常清晰地指出，理论上的完美设计必须服务于现场的可操作性。比如，在介绍模板支撑体系的计算时，书中不仅给出了理论上的承载力要求，还讨论了不同材料模板的特性和拆模时机对结构早期强度的影响。这让我的视野从图纸上的二维世界扩展到了现实中的三维建造过程。此外，书中对“质量控制”的重视程度也超出了我的预期，详细描述了现场试验、回弹检测等非破坏性测试的基本原理和应用场景。读完这部分，我感觉自己不仅仅是学会了如何设计一个混凝土构件，更是学会了如何确保这个构件在生命周期内都能安全可靠地履行它的功能，从摇篮到坟墓的系统性思考被很好地贯穿了始终。

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这本书的叙事节奏控制得非常好，不像有些技术书籍那样，读到一半就让人产生阅读倦怠。作者在讲解理论知识的间隙，总是会穿插一些关于“为什么我们要这样做设计”的哲学思考。例如，在讨论到钢筋保护层厚度的确定性时，书中深入探讨了不确定性在工程中的意义，以及如何通过冗余设计来保证安全裕度。这种对“安全”这一核心概念的多维度剖析，让原本冰冷的数字背后多了一层人文关怀。我记得有一小节专门讨论了早期混凝土中钢筋锈蚀的案例，配图非常直观，让我对材料的长期耐久性有了更深刻的认识。坦白说，很多教材只是告诉你公式是什么，但这本书却在告诉你这个公式诞生的背景和它所要解决的实际问题。这使得每一次翻页都充满了发现的乐趣，仿佛在和一位经验丰富、又不失幽默感的导师对话。

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