鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)（第二版）

高等職業(yè)教育交通土建類專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材

高等職業(yè)教育交通土建類專業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng)新規(guī)劃教材

+

鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)

第二版

()

楊維國許紅葉主編

羅榮鳳劉娜副主編

羅世干符雪峰參編

中國鐵道出版社

2017年北京

·

內(nèi)容簡介

本書以模塊為導(dǎo)向按混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)三大塊開展情景教學(xué)主

,、。

要內(nèi)容包括混凝土結(jié)構(gòu)概述材料的物理力學(xué)性能結(jié)構(gòu)設(shè)計方法受彎構(gòu)件正截面

:,,,

承載力計算受彎構(gòu)件斜截面承載力計算鋼筋混凝土軸心拉壓構(gòu)件鋼筋混凝土受

,,,

彎構(gòu)件的應(yīng)力裂縫和變形計算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)概述鋼結(jié)構(gòu)材料性能

、,;,

及種類鋼結(jié)構(gòu)的連接軸心受力構(gòu)件受彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)的制造與防護(hù)鋼混凝土

,,,,;-

組合梁與新舊混凝土疊合梁鋼管混凝土構(gòu)件

,。

本書為高職高專交通土建類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書也可供相關(guān)人員參考

,。

圖書在版編目(CIP)數(shù)據(jù)

鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)楊維國許紅葉主編版北京中國

/,.—2.—:

鐵道出版社

,2017.6

高等職業(yè)教育交通土建類專業(yè)十三五規(guī)劃教材高等職業(yè)教育

“”

交通土建類專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新規(guī)劃教材

“+”

ISBN978-7-113-22880-4

鋼楊許鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高等職業(yè)

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…Ⅲ.①-

教育教材鋼結(jié)構(gòu)高等職業(yè)教育教材

-②--Ⅳ.①TU375②TU391

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2017)038744

書名:鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)第二版

()

作者:楊維國許紅葉主編

策劃編輯:侯馳

責(zé)任編輯:李麗娟陳美玲編輯部電話:

(010)51873135

封面設(shè)計:王鏡夷

責(zé)任校對:王杰

責(zé)任印制:郭向偉

出版發(fā)行:中國鐵道出版社北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:三河市興達(dá)印務(wù)有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

201531201762201761

開本:印張字?jǐn)?shù)千

787mm×1092mm1/16:12.75:330

書號:

ISBN978-7-113-22880-4

定價:元

35.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社讀者服務(wù)部聯(lián)系調(diào)換電話發(fā)行部

,,。:(010)51873174()

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:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

第二版前言

自年本教材出版以來,我們征求了湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院的教師

2015

們和多名企業(yè)專家的意見,在通過各種渠道得來的反饋意見或修改建議的基礎(chǔ)

上,結(jié)合了“互聯(lián)網(wǎng)教育”、微課、二維碼等元素對第一版教材進(jìn)行了修訂。本教

+

材相對第一版教材增加了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工工藝及鋼管混凝土

構(gòu)件等內(nèi)容,并對第一版的個別錯誤進(jìn)行了修正。

本書按混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)開展情景教學(xué)。通過個模塊個

316

項目的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練,使學(xué)生能夠掌握基本構(gòu)件的計算方法,熟悉其原理,從而掌握

工程技術(shù)人員必備的技能。

本書由湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊維國、許紅葉任主編,羅榮鳳、劉娜任副

主編,羅世干和符雪峰參編。其中楊維國負(fù)責(zé)編寫項目項目,許紅葉負(fù)責(zé)編

1~6

寫項目項目,羅榮鳳負(fù)責(zé)編寫項目項目,劉娜負(fù)責(zé)編寫項目,羅世干

9~147~815

負(fù)責(zé)編寫項目的任務(wù)和,符雪峰負(fù)責(zé)編寫項目的任務(wù)和

1616.116.21616.3

。

16.4

本書在編寫過程中,參考了很多專家學(xué)者的論著,在此向他們表示衷心的感

謝。鑒于編者能力有限,疏漏和不當(dāng)之處懇請讀者批評指正。

編者

年月

201612

第一版前言

鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)是鐵道工程技術(shù)、道路橋梁工程技術(shù)、城市軌道交通工

程技術(shù)、高速鐵道工程技術(shù)、橋隧檢測與加固工程技術(shù)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)

基礎(chǔ)課。

本教材內(nèi)容堅持理論教學(xué)以“必須、夠用”為度,按照應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,

針對高職院校注重實踐和應(yīng)用的特點,以掌握概念和結(jié)構(gòu)的基本計算原理為重

點,側(cè)重理解及知識應(yīng)用,重點培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用知識能力和分析問題、解決問題的

能力。

本書以模塊為導(dǎo)向,按混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)開展情景教學(xué),通過

3

個模塊個項目的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,使學(xué)生能夠掌握基本構(gòu)件的計算方法,熟悉其原

15

理,從而具備工程技術(shù)人員的基本技能。

本書由湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊維國任主編,許紅葉、劉娜任副主編。

其中模塊由楊維國編寫,模塊由許紅葉編寫,模塊由劉娜編寫,全書由

123

楊維國統(tǒng)稿。

本書在編寫過程中,參考了很多專家學(xué)者的論著,在此向他們表示衷心的感

謝。由于時間倉促,編者水平和經(jīng)驗有限,書中難免有欠妥和錯誤之處,懇請讀者

批評指正。

編者

年月

201411

目錄

模塊1混凝土結(jié)構(gòu)

項目1混凝土結(jié)構(gòu)概述…………

1

任務(wù)熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的特點及分類……………………

1.11

任務(wù)學(xué)法指導(dǎo)……………

1.23

【習(xí)題】……………

4

項目2材料的物理力學(xué)性能……………………

5

任務(wù)熟悉混凝土的物理力學(xué)性能………

2.17

任務(wù)熟悉鋼筋的物理力學(xué)性能………

2.212

任務(wù)理解鋼筋與混凝土之間的協(xié)同工作……………

2.314

【習(xí)題】…………………………

15

項目3結(jié)構(gòu)設(shè)計方法…………

16

任務(wù)理解結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本概念………

3.116

任務(wù)掌握材料強度取值的方法………

3.218

任務(wù)理解極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式……………………

3.319

【習(xí)題】…………………………

21

項目4受彎構(gòu)件正截面承載力計算…………

22

任務(wù)熟悉受彎構(gòu)件的構(gòu)造……………

4.122

任務(wù)理解受彎構(gòu)件正截面各應(yīng)力階段及破壞特點…………………

4.225

任務(wù)理解受彎構(gòu)件正截面承載力計算的基本原則…………………

4.327

任務(wù)熟練掌握單筋矩形截面正截面承載力計算……

4.429

任務(wù)掌握雙筋矩形截面正截面承載力計算…………

4.533

任務(wù)熟練掌握形截面正截面承載力計算…………

4.6T35

【習(xí)題】…………………………

38

項目5受彎構(gòu)件斜截面承載力計算…………

39

任務(wù)熟悉受彎構(gòu)件斜截面的受力特點和破壞形態(tài)…………………

5.139

任務(wù)了解影響受彎構(gòu)件斜截面抗剪能力的主要因素………………

5.242

2鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)(第二版)

???????????????????????????????????????????

任務(wù)熟練掌握受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算……

5.342

任務(wù)掌握受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載力的計算………

5.445

任務(wù)掌握全梁承載力校核及構(gòu)造要求………………

5.547

任務(wù)熟悉裝配式鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計例題………

5.649

【習(xí)題】…………………………

57

項目6鋼筋混凝土軸心拉壓構(gòu)件……………

59

任務(wù)掌握軸心受拉構(gòu)件承載力計算…………………

6.159

任務(wù)掌握軸心受壓構(gòu)件承載力計算…………………

6.260

【習(xí)題】…………………………

66

項目7鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計算………

67

任務(wù)理解鋼筋混凝土構(gòu)件的應(yīng)力計算………………

7.167

任務(wù)理解鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度計算……………

7.269

任務(wù)理解鋼筋混凝土構(gòu)件變形計算…………………

7.370

任務(wù)熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性………

7.471

【習(xí)題】…………………………

73

項目8預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)……………………

74

任務(wù)熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識……………

8.174

任務(wù)掌握基本概念及材料……………

8.277

任務(wù)熟悉預(yù)應(yīng)力損失的估算及減小損失的措施……

8.379

任務(wù)熟悉預(yù)應(yīng)力混凝土的施工工藝…………………

8.481

【習(xí)題】…………………………

86

模塊2鋼結(jié)構(gòu)

項目9鋼結(jié)構(gòu)概述……………

87

任務(wù)熟悉鋼結(jié)構(gòu)的特點………………

9.188

任務(wù)掌握鋼結(jié)構(gòu)的分類………………

9.289

【習(xí)題】…………………………

90

項目10鋼結(jié)構(gòu)材料性能及種類………………

91

任務(wù)熟悉鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求………

10.191

任務(wù)熟悉影響鋼材性能的因素………

10.293

任務(wù)掌握鋼材的分類及鋼材的選用…………………

10.395

【習(xí)題】…………………………

97

目錄3

???????????????????????????????????????????

項目11鋼結(jié)構(gòu)的連接…………

98

任務(wù)掌握焊縫連接的計算……………

11.198

任務(wù)掌握螺栓連接的計算…………

11.2110

【習(xí)題】…………………………

118

項目12軸心受力構(gòu)件………………………

119

任務(wù)熟悉軸心受力構(gòu)件的特點和截面形式………

12.1119

任務(wù)掌握軸心受力構(gòu)件強度和剛度的計算………

12.2120

任務(wù)掌握實腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算…………………

12.3123

任務(wù)掌握實腹式軸心受壓桿件的設(shè)計……………

12.4128

任務(wù)掌握格構(gòu)式軸心受壓桿件的設(shè)計……………

12.5130

【習(xí)題】…………………………

137

項目13受彎構(gòu)件……………

138

任務(wù)掌握梁的強度和剛度計算……………………

13.1138

任務(wù)掌握梁的整體穩(wěn)定計算………

13.2142

任務(wù)掌握梁的拼接和主次梁的連接原理…………

13.3144

【習(xí)題】…………………………

146

項目14鋼結(jié)構(gòu)的制造與防護(hù)………………

147

任務(wù)熟悉鋼結(jié)構(gòu)制造的主要工序…………………

14.1147

任務(wù)熟悉鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)知識…………

14.2149

任務(wù)熟悉鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工工藝……………………

14.3152

【習(xí)題】…………………………

161

模塊3組合結(jié)構(gòu)

項目15鋼—混凝土組合梁與新舊混凝土疊合梁…………

162

任務(wù)熟悉鋼—混凝土組合梁………

15.1162

任務(wù)熟悉新舊混凝土疊合梁………

15.2165

【習(xí)題】…………………………

170

項目16鋼管混凝土構(gòu)件……………………

171

任務(wù)熟悉鋼管混凝土構(gòu)件的特點及應(yīng)用…………

16.1171

任務(wù)熟悉鋼管混凝土構(gòu)件的工作性能……………

16.2172

任務(wù)掌握鋼管混凝土受壓構(gòu)件的承載力計算……

16.3176

4鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)(第二版)

???????????????????????????????????????????

任務(wù)熟悉鋼管混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求……………

16.4178

【習(xí)題】…………………………

178

參考文獻(xiàn)…………………………

179

附錄…………………………

180

模塊附表……………

1180

模塊附表……………

2183

模塊1混凝土結(jié)構(gòu)

項目1混凝土結(jié)構(gòu)概述

主要知識點結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、混凝土結(jié)構(gòu)的特點及分類

重點及難點混凝土結(jié)構(gòu)的特點及分類

學(xué)習(xí)指導(dǎo)通過本項目的學(xué)習(xí),掌握混凝土結(jié)構(gòu)的特點及分類,了解本課程的學(xué)習(xí)方法

混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一混凝土結(jié)構(gòu)是指以混

。(ConcreteStructure)

凝土為主制作的結(jié)構(gòu)包括素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等

,、。

所謂結(jié)構(gòu)是構(gòu)造物的承重骨架組成部分的統(tǒng)稱構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)是由若干基本構(gòu)件連接

,。

而成的如橋梁結(jié)構(gòu)是由橋面板主梁橫梁墩臺拱索等基本構(gòu)件組成的其中梁板拱

。、、、、、,、、、

索等即為基本構(gòu)件

。

構(gòu)件的形式雖然多種多樣但按其受力特點可分為受彎構(gòu)件梁板受壓構(gòu)件柱拱

,(、)、(、)、

受拉構(gòu)件索和受扭構(gòu)件軸等典型的基本構(gòu)件

()()。

ìì梁受彎受剪受扭

??直桿(、、)Beam

??{柱軸心受壓偏心受壓

?桿件í(、)Column

??拱受壓受彎

(、)

??曲桿Arch

基本構(gòu)件幾何形狀í?{曲梁受彎受剪受扭

()?(、、)CurvedBeam

??ì板受彎構(gòu)件

??平板()Plate

板í{墻受壓受彎

?(、)

??Wall

??曲板拱薄殼

———、Dome

在實際工程中結(jié)構(gòu)及基本構(gòu)件都是由建筑材料制作成的根據(jù)所使用的建筑材料種類

,。,

結(jié)構(gòu)一般可分為混凝土結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)

、、—。

鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)課程討論的是工程結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的受力性能計算方法及構(gòu)造的設(shè)

、

計原理是學(xué)習(xí)和掌握土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)

,。

任務(wù)1.1熟悉混凝土結(jié)構(gòu)的特點及分類

混凝土結(jié)構(gòu)的特點

1.

材料利用合理結(jié)構(gòu)承載力與其剛度比例合適基本無局部穩(wěn)定問題單位面積造

(1)———,,

價低對于一般工程結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)

,,。

2鋼筋混凝土與鋼結(jié)構(gòu)(第二版)

???????????????????????????????????????????

可模性好混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種形狀和尺寸適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)

(2)———,

構(gòu)如空間薄殼箱形結(jié)構(gòu)近年來采用高性能混凝土澆筑的清水混凝土具有特殊的建筑

,、。,

效果

。

耐久性和耐火性較好維護(hù)費用低鋼筋與混凝土具有良好的化學(xué)相容性混凝土

(3),———,

屬堿性性質(zhì)會在鋼筋表面形成一層氧化膜鋼筋有混凝土作為保護(hù)層一般環(huán)境下不會產(chǎn)生

,,,

銹蝕而且混凝土的強度隨時間的推移而增加混凝土是不良導(dǎo)熱體使鋼筋不致因發(fā)生火災(zāi)

,。,

時升溫過快而喪失強度一般厚混凝土保護(hù)層可耐火約同時在常溫至

,30mm,2.5h;,300℃

范圍混凝土的抗壓強度基本不降低

,。

整體性好對現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)防振和防輻射性能較好現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好且

(4)(),———,

通過合適的配筋可獲得較好的延展性適用于抗震抗爆結(jié)構(gòu)同時防振性和防輻射性能較

,,、;

好適用于防護(hù)結(jié)構(gòu)

,。

剛度大阻尼大有利于結(jié)構(gòu)的變形控制

(5)、———。

易于就地取材混凝土所用的大量砂石易于就地取材近年來已經(jīng)有工地利用

(6)———、,,,

現(xiàn)場工業(yè)廢料來制造人工骨料或作為水泥的外加成分改善混凝土的性能有利于當(dāng)?shù)亟ú?/p>

,,。

的利用和工業(yè)廢料的再利用

。

自重大對重力壩自重大是一個優(yōu)點不適用于大跨度高層結(jié)構(gòu)因此需發(fā)展

(7)(,)———、。

輕質(zhì)混凝土高強混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土

、。

抗裂性差影響結(jié)構(gòu)的耐久性普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用階段往往是帶裂

(8),———,

縫工作的一般情況下因荷載作用產(chǎn)生的微小裂縫不會影響混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用但由

。,,。

于開裂限制了普通鋼筋混凝土用于大跨結(jié)構(gòu)也影響到高強鋼筋的應(yīng)用此外在露天沿

,,。,、

?；瘜W(xué)侵蝕等環(huán)境較差的情況下裂縫的存在會影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性對防滲防漏要

、,;、

求較高的結(jié)構(gòu)也不適用因此可發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土

。,。

承載力有限與鋼材相比混凝土的強度還是很低的因此普通鋼筋混凝土構(gòu)件的

(9)———,,

承載力有限用作承受重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)時往往會導(dǎo)致構(gòu)件尺寸太大占據(jù)較多

,,,

的使用空間因此需發(fā)展高強混凝土鋼骨混凝土鋼管混凝土

。、、。

施工復(fù)雜工序多工期長受季節(jié)天氣的影響較大利用鋼模飛?；５认冗M(jìn)

(10),,,、———、、

施工技術(shù)采用泵送混凝土早強混凝土高性能混凝土免振自密實混凝土等提高施工效率

,、、、,。

破壞后的修復(fù)加固補強比較困難發(fā)展新型的混凝土加固技術(shù)如碳纖維布加

(11)、、———,

固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

。

混凝土結(jié)構(gòu)對資源環(huán)境和生態(tài)的不利影響作為工程結(jié)構(gòu)的主要形式混凝土結(jié)

(12)、———,

構(gòu)的原材料水泥和鋼鐵都是大量消費資源和高耗能的產(chǎn)品而砂和石包括生產(chǎn)水泥的

———,(

原材料的大量使用又對環(huán)境造成很大影響

)。

混凝土結(jié)構(gòu)的分類

2.

混凝土結(jié)構(gòu)按照配筋形式可分為

:

素混凝土結(jié)構(gòu)由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)

(1)———。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由配置普通鋼筋鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混凝土制成的結(jié)構(gòu)

(2)———、。

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋通過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力

(3)———

的混凝土制成的結(jié)構(gòu)

。

項目混凝土結(jié)構(gòu)概述3

1

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