鋼筋混凝土原理和分析

0緒論101鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展和特點102本課程的特點3第一篇混凝土的力學性能1基本力學性能61.1材料組成和材性特點61.1.1材料的組成和內(nèi)部構(gòu)造61.1.2材性的基本特點81.1.3受力破壞的一般機理111.2抗壓強度131.2.1立方體抗壓強度131.2.2棱柱體試件的受力破壞過程141.2.3主要抗壓性能指標值161.3受壓應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€201.3.1試驗方法201.3.2全曲線方程211.4抗拉強度和變形241.4.1試驗方法和抗拉性能指標241.4.2受拉破壞過程和特征291.4.3應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€方程321.5抗剪強度和變形331.5.1合理的試驗方法331.5.2破壞特征和抗剪強度361.5.3剪切變形和剪切模量372主要因素的影響402.1荷載重復(fù)加卸作用402.2偏心受壓442.2.1試驗方法442.2.2主要試驗結(jié)果452.2.3應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系482.3偏心受拉和彎曲受拉492.4齡期532.5收縮552.6徐變582.6.1基本概念582.6.2主要影響因素612.6.3計算公式63
3多種結(jié)構(gòu)混凝土653.1高強混凝土653.1.1應(yīng)用和制備653.1.2基本力學性能673.2輕質(zhì)混凝土723.2.1分類723.2.2基本力學性能733.3纖維混凝土763.3.1分類763.3.2基本力學性能77
4多軸強度和本構(gòu)關(guān)系824.1試驗設(shè)備和方法834.2強度和變形的一般規(guī)律864.2.1二軸應(yīng)力狀態(tài)864.2.2三軸應(yīng)力狀態(tài)904.2.3不同材料和加載途徑974.3典型破壞形態(tài)及其界分1004.4破壞準則1034.4.1破壞包絡(luò)面的形狀和其表達1034.4.2破壞準則1074.4.3多軸強度計算圖1124.5本構(gòu)關(guān)系1154.5.1線彈性類本構(gòu)模型1164.5.2非線（性）彈性類本構(gòu)模型1194.5.3其它類本構(gòu)模型127
第二篇鋼筋和混凝土的組合作用5鋼筋的力學性能1305.1混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼材1305.2應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系1335.2.1軟鋼1335.2.2硬鋼1355.3反復(fù)荷載作用下的變形1365.4冷加工強化性能1405.4.1冷拉和時效1405.4.2冷拔1415.5徐變和松弛143
6鋼筋與混凝土的粘結(jié)1466.1粘結(jié)力的作用和組成1466.1.1作用和分類1466.1.2組成1486.2試驗方法和粘結(jié)機理1496.2.1試驗方法1496.2.2光圓鋼筋1516.2.3變形鋼筋1536.3影響因素1556.4粘結(jié)應(yīng)力滑移本構(gòu)模型1596.4.1特征值的計算1606.4.2τS曲線方程161
7軸向受力特性1637.1受壓構(gòu)件1637.1.1基本方程1637.1.2應(yīng)力和變形分析εy＜εp1657.1.3應(yīng)力和變形分析εy＞εp1677.2受拉構(gòu)件1687.2.1分析的基本方程1687.2.2各階段的應(yīng)力和變形分析1697.2.3最小配筋率1717.2.4受拉剛化效應(yīng)1717.3一般性規(guī)律173
8約束混凝土1758.1螺旋箍筋柱1758.1.1受力機理和破壞過程1758.1.2極限承載力1778.2矩形箍筋柱1788.2.1受力破壞過程1798.2.2箍筋作用機理1818.2.3應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€方程1838.3鋼管混凝土1888.3.1受力特點和機理1888.3.2極限強度計算1908.4局部受壓1938.4.1受力特點和機理1938.4.2強度值計算198
9變形差的力學反應(yīng)2019.1混凝土收縮2019.2溫度變形差2059.3混凝土徐變209
第三篇基本構(gòu)件的承載力和變形10壓彎承載力21410.1受力過程和破壞形態(tài)21410.1.1單筋矩形梁21410.1.2適筋、少筋和超筋梁21610.1.3偏心受壓(拉)柱21810.2長柱的附加彎矩22210.3極限承載力22610.3.1計算公式22610.3.2雙向壓彎構(gòu)件23110.4多種材料和構(gòu)造的構(gòu)件233
11受拉裂縫23911.1裂縫的成因及控制23911.2構(gòu)件的開裂內(nèi)力24211.3裂縫機理分析24411.3.1粘結(jié)滑移法24411.3.2無滑移法24611.3.3綜合分析24911.4裂縫寬度的計算252
12彎曲剛度和變形25712.1構(gòu)件的變形及其控制25712.1.1變形對結(jié)構(gòu)的影響25712.1.2截面剛度和構(gòu)件變形25812. 2截面剛度計算26012.2.1有效慣性矩法26112.2.2剛度解析法26312.2.3受拉剛化效應(yīng)修正法26512.3變形計算26712.3.1一般計算方法26712.3.2實用計算方法259
13彎剪承載力27213.1無腹筋梁的破壞形態(tài)和承載力27213.1.1典型(剪壓)破壞形態(tài)27213.1.2斜壓和斜拉破壞形態(tài)27513.1.3彎剪承載力及其影響因素27713.2腹筋的作用和抗剪的成分28013.2.1腹筋的作用28013.2.2彎剪承載力的組成28213.3極限彎剪承載力的計算28313.3.1關(guān)于有限元方法28313.3.2經(jīng)驗回歸式28413.3.3簡化力學模型28713.4多種受力狀態(tài)和構(gòu)造的構(gòu)件289
14抗扭承載力29914.1受扭構(gòu)件的彈性解和塑性解29914.2純扭構(gòu)件的承載力30314.2.1無腹筋構(gòu)件30314.2.2有腹筋構(gòu)件30414.2.3配筋(箍)量的影響30514.3復(fù)合受扭構(gòu)件30614.3.1壓(拉)扭構(gòu)件30614.3.2剪扭構(gòu)件30614.3.3彎扭構(gòu)件30814.3.4彎剪扭構(gòu)件31014.4極限承載力的計算31014.4.1經(jīng)驗計算式31014.4.2桁架模型31214.4.3斜扭面極限平衡314
15構(gòu)件分析的一般方法31715.1有限元分析方法在鋼筋混凝土中的應(yīng)用31715.1.1均質(zhì)材料有限元分析的一般方法31715.1.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有限元分析的特殊問題31915.2構(gòu)件截面分析32115.2.1基本假設(shè)32115.2.2基本方程32115.2.3計算方法和流程32415.3構(gòu)件分析32615.3.1基本方程32715.3.2計算流程329
第四篇構(gòu)件的特殊受力性能16抗震性能33416.1結(jié)構(gòu)抗(地)震性能的特點33416.2單調(diào)荷載下的延性33516.2.1延性的概念和表達33516.2.2計算方法33716.2.3塑性區(qū)轉(zhuǎn)角34016.3低周反復(fù)荷載下的滯回特性34216.3.1滯回曲線的一般特點34216.3.2多種受力狀態(tài)的滯回曲線34516.3.3恢復(fù)力模型352
17疲勞性能35417.1混凝土的疲勞性能35417.1.1試驗結(jié)果和表達方法35417.1.2影響因素和計算式35717.2鋼筋的疲勞性能35817.3鋼筋和混凝土粘結(jié)的疲勞性能36117.4構(gòu)件的疲勞性能及其驗算36417.4.1受彎疲勞36417.4.2受(彎)剪疲勞367
18抗爆性能37018.1結(jié)構(gòu)抗爆炸的特點37018.2快速加載的材料性能37318.2.1試驗設(shè)備和方法37318.2.2鋼筋37518.2.3混凝土37618.3構(gòu)件性能37918.3.1受彎構(gòu)件37918.3.2受壓構(gòu)件382
19抗高溫性能38419.1結(jié)構(gòu)抗高溫的特點38419.2截面溫度場38619.2.1溫度時間曲線38619.2.2材料的熱工性能38719.2.3熱傳導(dǎo)方程和溫度場的確定39019.3材料的高溫力學性能39219.3.1鋼材的性能39219.3.2混凝土的基本性能39519.4混凝土的耦合本構(gòu)關(guān)系40019.4.1抗壓強度的上、下限40119.4.2應(yīng)力下的溫度變形和瞬態(tài)熱應(yīng)變40219.4.3短期高溫徐變40419.4.4耦合本構(gòu)關(guān)系40419.5構(gòu)件的高溫性能和抗高溫驗算40619.5.1壓彎構(gòu)件40619.5.2超靜定結(jié)構(gòu)41019.5.3結(jié)構(gòu)的高溫分析和近似計算412
20耐久性41620.1混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的特點41620.1.1工程中的問題41620.1.2耐久性失效的特點41720.1.3混凝土的孔結(jié)構(gòu)41820.2若干耐久性問題42020.2.1滲透42020.2.2凍融42120.2.3堿骨料反應(yīng)42220.2.4碳化42320.2.5化學腐蝕42520.2.6鋼筋銹蝕42620.3結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計和評估42920.3.1耐久性設(shè)計42920.3.2已有結(jié)構(gòu)的耐久性檢測和評估431
思考與練習433
參考文獻443