钢筋混凝土原理

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出版者:清华大学出版社
作者:过镇海
出品人:
页数:377
译者:
出版时间:1999-03
价格:25.00
装帧:平装
isbn号码:9787302032540
丛书系列:
图书标签:
  • 结构
  • 混凝土
  • 建筑
  • 钢筋混凝土
  • 混凝土结构
  • 土木工程
  • 建筑工程
  • 结构力学
  • 材料力学
  • 建筑材料
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  • 岩土工程
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具体描述

内 容 简 介

本书共五篇二十二章,主要内容有混凝土的基本力学性能,混凝土的多轴强度和本构关系,钢筋和混

凝土的组合作用,基本构件的承载力、裂缝和变形,以及结构的抗震、疲劳、抗爆和抗高温等特殊受力性能。

书中详尽地介绍了混凝土材料的各种受力性能,以此为基础和以试验为依据,深入地分析钢筋混凝土

构件在各种受力状态下的性能变化规律、受力机理、计算原则和方法等,以展示钢筋混凝土作为一种组合

的结构材料的基本原理。

本书可作为建筑、水利、交通、地下、海洋工程等结构工程类专业研究生课程的专用教材,也可用作高

等学校本科的教学参考书,并供从事钢筋混凝土结构科学研究、设计和施工管理的技术人员在工作中参考

使用。

建筑结构设计与施工技术丛书:混凝土结构工程的深度探索 丛书总览: 本套丛书旨在为土木工程领域的专业人士、结构工程师、设计人员以及相关专业的师生提供一套全面、深入且与时俱进的混凝土结构工程技术参考。我们聚焦于现代建筑结构的核心——钢筋混凝土与预应力混凝土结构,涵盖从材料基础到复杂结构分析、设计规范解读、施工技术优化乃至结构性能评估的全过程。丛书中的每一本著作均力求在理论深度与工程实践之间取得完美的平衡,确保读者能够掌握前沿知识,并将其高效应用于实际工程项目中。 --- 分册介绍:突破传统,聚焦现代工程挑战 本套丛书共包含以下五部核心著作,共同构建了一幅完整的混凝土结构工程知识图景: 第一卷:先进土木材料学与界面行为 主题焦点: 本卷深入探讨了混凝土作为复合材料的内在机制及其在长期服役过程中的性能演变,尤其关注材料的界面科学与耐久性。 主要内容详述: 1. 水化动力学与微观结构控制: 详细分析硅酸盐水化反应的精确动力学模型,探讨掺合料(如粉煤灰、矿渣、硅灰)对C-S-H凝胶结构形成和孔隙率分布的影响。引入扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等先进表征技术在微观结构分析中的应用。 2. 骨料-浆体界面过渡区(ITZ)的精细化研究: ITZ被认为是影响混凝土整体性能的关键薄弱环节。本卷分析了ITZ的化学组成、孔结构特征及其对力学性能(尤其抗拉强度和韧性)的制约。探讨如何通过纳米材料或优化骨料表面处理技术来增强ITZ的结合力。 3. 长期性能与环境侵蚀机理: 深度剖析了碳化、氯离子渗透、硫酸盐侵蚀等主要耐久性破坏机理。建立了基于Fick定律和Nernst-Planck定律的多组分扩散模型,用于预测结构在海洋、寒冷或腐蚀性环境中的寿命。 4. 新型高性能与自修复混凝土: 介绍了超高性能混凝土(UHPC)的材料设计理念、高强度钢纤维的锚固机制。同时,系统阐述了细菌诱导的碳酸钙沉淀(MICP)自修复技术在微裂缝封堵中的应用潜力与工程化挑战。 第二卷:非线性有限元分析与结构动力学 主题焦点: 本卷侧重于复杂荷载工况下混凝土结构的真实受力模拟,特别是材料本构模型的选择与动态响应分析。 主要内容详述: 1. 混凝土非线性本构模型的建立与校准: 区别于传统的弹塑性模型,本卷详细介绍了基于损伤力学的(如Landes-Marigo模型)和内聚力模型的(Cohesive Zone Model, CZM)在模拟开裂过程中的优势与局限性。重点论述了如何根据试验数据对模型参数进行反分析与校准。 2. 大变形与几何非线性分析: 针对高层结构和空间桁架,分析了P-Delta效应、拉力线理论在评估侧向刚度中的应用。引入弧长法和牛顿-拉夫森迭代法在求解非线性平衡方程中的具体步骤。 3. 地震响应与隔震消能技术: 基于模态叠加法和人工波分析,详细计算了多自由度体系下的自由振动与受迫振动响应。深入探讨了叠层橡胶支座(LRB)和粘滞阻尼器在降低结构地震反应中的机理与选型设计。 4. 冲击与爆炸响应分析: 采用显式有限元方法(如LS-DYNA)对高速撞击和近场爆炸荷载下的结构响应进行数值模拟,研究混凝土的应变率效应与保护层剥落机理。 第三卷:现代结构设计规范的工程化解读与应用 主题焦点: 本卷是连接理论知识与实际设计实践的桥梁,重点解析国内外主流设计规范中关于极限状态设计的核心理念与计算方法。 主要内容详述: 1. 抗弯、抗剪承载力与配筋优化: 详细对比了基于极限平衡法和基于性能化设计(Performance-Based Design)的抗剪强度确定方法。针对大跨度梁和剪力墙的复杂受力区,提供了详细的配筋构造要求和配筋率的经济性优化策略。 2. 构件延性与抗震设计: 强调了“强柱弱梁、强剪弱弯”的抗震设计原则在实际配筋构造中的体现。深入解析了梁柱节点域的受力状态、箍筋配置对塑性铰区约束效果的影响。 3. 预应力混凝土结构的深化设计: 区分了先张法和后张法的设计要点,重点讨论了预应力损失的精确计算、锚固区应力集中控制、以及对挠度与裂缝控制的优化作用。 4. 规范条文的工程背景与趋势: 不仅罗列规范公式,更追溯其背后的试验依据和设计哲学,使读者理解“为何如此设计”,并预判未来规范的发展方向,如引入更高阶的构件性能指标。 第四卷:结构施工技术与质量控制 主题焦点: 本卷关注从图纸到实体的转化过程,确保设计意图在施工阶段得到精确、高质量的实现。 主要内容详述: 1. 模板工程的精细化设计与监测: 涵盖大跨度、异形结构模板的设计要求,特别是对侧压力、支撑系统稳定性的验算。引入新型模板材料(如工程塑料、组合钢模)的应用技术。 2. 混凝土浇筑与密实工艺: 详细论述了不同等级混凝土(包括自密实混凝土SCC)的泵送、分层浇筑技术。重点解析了振捣对结构内部缺陷(蜂窝、冷缝)的控制,并介绍了原位声波透射法在密实度无损检测中的应用。 3. 后张预应力施工控制: 详细介绍了预应力管道的铺设精度、孔道灌浆的压力、时间和浆体性能要求。强调了在进行预应力张拉过程中对锚下应力、伸长量和反顶力的实时监测与记录标准。 4. 结构连接与节点施工: 针对复杂的钢筋锚固、套筒连接的质量控制,以及结构后植筋的工艺要求和承载力验证方法,提供了详尽的施工验收标准。 第五卷:既有结构评估、加固与既有结构性能提升 主题焦点: 针对现有基础设施的服役可靠性评估、老化诊断与现代化的结构增强技术。 主要内容详述: 1. 结构健康监测(SHM)与无损评估: 探讨了基于光纤光栅(FBG)、压电传感器阵列的结构状态实时监测技术。详细介绍了回弹法、超声波法、拉拔试验等无损检测手段在确定现有结构材料强度和密实度中的适用性与局限性。 2. 抗震能力(Pushover)评估: 基于性能化评估理念,详细讲解了如何根据现有结构的实际材料强度和配筋状况,建立精确的非线性静力铰模型,并进行整体抗震承载力评估。 3. 新型加固技术: 重点介绍碳纤维布(CFRP)加固的受弯、受剪机理,特别是CFRP的疲劳性能和界面剥离的预防措施。同时,对比了外包型钢、增大截面法在不同结构病害中的应用效果与经济性分析。 4. 混凝土结构的长效维护与寿命延长: 提出了预防性维护策略,包括表面涂层保护、电化学除盐技术,以及针对既有结构裂缝的压力灌浆修复技术。 --- 丛书的独特价值: 本套丛书摒弃了对基础概念的简单重复,而是聚焦于高等级工程中必然遇到的复杂问题和前沿技术。它强调理论的深度、规范的实操性、以及施工的精确性三者间的内在联系。读者将通过这五卷的系统学习,从材料的微观世界走向复杂结构的宏观诊断,最终掌握现代混凝土结构工程从设计、施工到评估的全链条核心技术能力。

作者简介

1934年生,江

苏省无锡市人。现为

土木工程系教授、博

士生导师,并任全国

钢筋混凝土结构标准

技术委员会副主任、

土木工程学会混凝土

和预应力混凝土学会

理事等职。在国内外

学术杂志上发表论文

六十余篇,曾获部委

级科技进步二等奖和

三等奖各两次。

目录信息

目 录
绪论
0.1 钢筋混凝土结构的发展和特点
0.2 本课程的特点
第一篇 混凝土的基本强度和变形
第一章 混凝土的材料特性和破坏机理
1.1 材性的基本特点
1.2 一般受力破坏机理
第二章 抗压强度和变形
2.1 抗压强度
2.1.1 立方体抗压强度
2.1.2 棱柱体试件的受力破坏过程
2.1.3 主要抗压性能指标值
2.2 应力-应变全曲线
2.2.1 试验方法
2.2.2 全曲线方程
2.3 不同受力状态
2.3.1 荷载重复加卸
2.3.2 偏心受压
第三章 抗拉和抗剪性能
3.1 抗拉强度和变形
3.1.1 试验方法和抗拉性能指标
3.1.2 受拉破坏过程和特征
3.1.3 应力-应变全曲线方程
3.1.4 偏心受拉和弯曲受拉
3.2 抗剪强度和变形
3.2.1 合理的试验方法
3.2.2 破坏特征和抗剪强度
3.2.3 剪切变形和剪切模量
第四章 时间的影响
4.1 强度和弹性模量的变化
4.2 收缩
4.3 徐变
第五章 多种结构混凝土
5.1 高强混凝土
5.2 轻质混凝土
5.3 纤维混凝土
第二篇 混凝土的多轴强度和本构关系
第六章 多轴性能的一般规律
6.1 试验设备和方法
6.1.1 常规三轴和真三轴试验
6.1.2 试验技术措施
6.2 强度和变形的一般规律
6.2.1 二轴应力状态
6.2.2 三轴应力状态
6.2.3 其它试验研究结果
6.3 典型破坏形态及其界分
6.3.1 典型破坏形态的特征
6.3.2 破坏形态的界分
第七章 破坏准则
7.1 破坏包络面的形状和其表达
7.2 破坏准则
7.2.1 古典强度理论
7.2.2 基于试验的混凝土破坏准则
7.3 破坏准则的比较
7.4 实用的二轴破坏准则
第八章 本构关系
8.1 分类简介
8.1.1 线弹性类本构模型
8.1.2 塑性理论类本构模型
8.1.3 其它力学理论类本构模型
8.2 非线弹性本构模型
8.2.1 各向同性本构模型
8.2.2 正交异性本构模型
8.2.3 耦合本构模型
第三篇 钢筋和混凝土的组合作用
第九章 钢筋的力学性能
9.1 混凝土结构中的钢材
9.2 应力-应变关系
9.2.1 软钢
9.2.2 硬钢
9.3 反复荷载作用下的变形
9.4 冷加工强化性能
9.4.1 冷拉和时效
9.4.2 冷拔
9.5 徐变和松弛
第十章 钢筋与混凝土的粘结
10.1 粘结力的作用和组成
10.2 试验方法和粘结机理
10.2.1 试验方法
10.2.2 光圆钢筋
10.2.3 变形钢筋
10.3 影响因素
10.4 粘结应力-滑移本构模型
10.4.1 特征值的计算
10.4.2 τ-S曲线方程
第十一章 轴向受力特性
11.1 受压构件
11.1.1 基本方程
11.1.2 应力和变形分析(εy<εp)
11.1.3 应力和变形分析(εy>εp)
11.2 受拉构件
11.2.1 应力和变形分析(裂缝截面)
11.2.2 最小配筋率
11.2.3 受拉刚化效应
11.3 一般性规律
第十二章 约束混凝土
12.1 螺旋箍筋柱
12.1.1 受力机理和破坏过程
12.1.2 极限承载力
12.2 矩形箍筋柱
12.2.1 受力破坏过程
12.2.2 箍筋作用机理
12.2.3 应力-应变全曲线方程
12.3 钢管混凝土
12.4 局部受压
第十三章 变形差的力学反应
13.1 混凝土收缩
13.2 温度变形差
13.3 混凝土徐变
第四篇 基本构件的承载力和变形
第十四章 压弯承载力
14.1 受力过程和破坏形态
14.1.1 单筋矩形梁
14.1.2 适筋、少筋和超筋梁
14.1.3 偏心受压(拉)柱
14.2 长柱的附加弯矩
14.3 截面分析的一般方法
14.4 极限承载力
14.4.1 计算公式
14.4.2 双向压弯构件
14.5 多种材料和构造的构件
第十五章 受拉裂缝
15.1 裂缝的成因及控制
15.2 构件的开裂内力
15.3 裂缝机理分析
15.3.1 粘结-滑移法
15.3.2 无滑移法
15.3.3 综合分析
15.4 裂缝宽度的计算
第十六章 弯曲刚度和变形
16.1 构件的变形及其控制
16.1.1 变形对结构的影响
16.1.2 截面刚度和构件变形
16.2 截面刚度计算
16.2.1 有效惯性矩法
16.2.2 刚度解析法
16.2.3 受拉刚化效应修正法
16.3 变形计算
16.3.1 一般计算方法
16.3.2 实用计算方法
第十七章 弯剪承载力
17.1 无腹筋梁的破坏形态和承载力
17.1.1 典型(剪压)破坏形态
17.1.2 斜压和斜拉破坏形态
17.1.3 弯剪承载力及其影响因素
17.2 腹筋的作用和抗剪的成分
17.2.1 腹筋的作用
17.2.2 弯剪承载力的组成
17.3 极限弯剪承载力的计算
17.3.1 关于有限元方法
17.3.2 经验回归式
17.3.3 简化力学模型
17.4 多种受力状态和构造的构件
第十八章 抗扭承剪力
18.1 受扭构件的弹性解和塑性解
18.2 纯扭构件的承载力
18.2.1 无腹筋构件
18.2.2 有腹筋构件
18.2.3 配筋(箍)量的影响
18.3 复合受扭构件
18.3.1 压(拉)-扭构件
18.3.2 剪-扭构件
18.3.3 弯-扭构件
18.3.4 弯-剪-扭构件
18.4 极限承载力的计算
18.4.1 经验计算式
18.4.2 桁架模型
18.4.3 斜扭面极限平衡
第五篇 构件的特殊受力性能
第十九章 抗震性能
19.1 结构抗(地)震性能的特点
19.2 单调荷载下的延性
19.2.1 延性的概念和表达
19.2.2 计算方法
19.2.3 塑性区转角
19.3 低周反复荷载下的滞回特性
19.3.1 滞回曲线的一般特点
19.3.2 多种受力状态的滞回曲线
19.3.3 恢复力模型
第二十章 疲劳性能
20.1 混凝土的疲劳性能
20.2 钢筋的疲劳性能
20.3 钢筋和混凝土粘结的疲劳性能
20.4 构件的疲劳性能及其验算
20.4.1 受弯疲劳
20.4.2 受(弯)剪疲劳
第二十一章 抗爆性能
21.1 结构抗爆炸的特点
21.2 快速加载时的材料性能
21.2.1 试验设备和方法
21.2.2 钢筋
21.2.3 混凝土
21.3 构件性能
21.3.1 受弯构件
21.3.2 受压构件
第二十二章 抗高温性能
22.1 结构抗高温的特点
22.2 截面温度场
22.2.1 温度-时间曲线
22.2.2 材料的热工性能
22.2.3 热传导方程和温度场的确定
22.3 材料的高温力学性能
22.3.1 钢材的性能
22.3.2 混凝土的基本性能
22.4 混凝土的耦合本构关系
22.4.1 抗压强度的上、下限
22.4.2 应力下的温度变形
22.4.3 短期高温徐变
22.4.4 耦合本构关系
22.5 构件的高温性能和抗高温验算
22.5.1 压弯构件
22.5.2 超静定结构
22.5.3 结构的高温分析和近似计算
参考文献
· · · · · · (收起)

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用户评价

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**第三段评价:** 我是一个偏向于理论研究的学者,平时对那些过于“操作性”太强的书籍不太感冒,但这本书成功地打破了我的偏见。它的学术深度是毋庸置疑的,尤其是在非线性分析和本构模型的引入部分,作者展现了扎实的理论功底和前沿的视野。它没有满足于传统的弹性理论框架,而是大量引用了最新的试验数据和数值模拟结果来验证其理论模型的合理性。让我印象深刻的是,书中对钢筋与混凝土界面粘结性能的深入剖析,这部分内容写得非常精妙,从微观层面解释了宏观受力行为的成因。而且,这本书的逻辑结构设计得极其精巧,章节之间的过渡自然流畅,仿佛在进行一场精心编排的学术对话。它既能满足我作为研究人员对理论深度的渴求,又能为我指导学生提供最可靠的参考依据。这本书的出版,无疑为该领域的研究提供了一个新的、高标准的参照系。

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**第五段评价:** 如果让我用一个词来形容这本书,那就是“系统性”。它不像有些参考书那样只侧重某一个结构构件的计算,而是构建了一个完整的、从材料到整体结构性能的知识体系。初次接触这个领域时,我常因知识点分散而感到困惑,但这本书却能将梁、板、柱、基础等各个部分有机地整合起来,形成一个统一的受力分析框架。特别是它对“极限状态设计法”的阐述,不仅仅停留在安全系数的取值上,更深入讲解了其背后的概率论基础和风险管理思想,这使得我对结构可靠度的理解上升到了哲学层面。书中的图例选择非常具有代表性,无论是简单的受弯构件,还是复杂的核心筒结构,都有详尽的图示辅助理解。这使得无论你的背景是偏向于结构设计、还是偏向于施工技术,都能在这本书中找到清晰的路径,实现知识的闭环学习。它真的做到了“承上启下”,是工程教育中不可或缺的桥梁。

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**第四段评价:** 这本书给我的感觉是,它完全没有“灌水”的部分,每一页纸都充满了干货和作者多年的心血。我尤其欣赏它在“旧有结构评估与加固”章节的处理方式。在现阶段,很多结构都需要面临性能提升或耐久性恢复的问题,这本书没有提供生硬的“加固公式”,而是引导读者分析结构失效的根本原因,然后系统地介绍了不同加固技术(如碳纤维布、外包钢筋、增大截面法)的适用性边界和设计要点。它的语言风格非常直接、坦诚,就像一位经验丰富的大师在耳边亲自指导你如何避免“走弯路”。我曾经在处理一个老旧桥梁的活载承载力不足问题时,书中关于疲劳损伤累积的论述,直接为我指明了诊断方向,最终的评估结果非常精准。这本书的价值在于,它教会我们如何用科学的眼光去看待和解决工程中那些“似是而非”的难题,是实战派工程师的必备良器。

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**第二段评价:** 说实话,一开始我买这本书是有点抱着试试看的心态,毕竟市面上关于混凝土的书汗牛充栋,真正有深度的凤毛麟角。然而,这本书给我的惊喜是巨大的。它在基础理论的铺陈上做到了“深入浅出”,它没有回避剪力、扭矩这些看似抽象的概念,而是通过非常形象的比喻和清晰的图示,将它们“实体化”了。我特别欣赏它对材料性能演变过程的描述,比如混凝土的早期强度发展、钢筋锈蚀对结构耐久性的长期影响,这些往往是被其他书籍一带而过的细节,但恰恰是决定工程寿命的关键。书中对施工质量控制的探讨也极其到位,从拌合料的配合比到浇筑养护的每一个步骤,都详尽地指出了可能存在的隐患及预防措施。这不仅仅是一本学习“如何计算”的书,更是一本教你如何“如何建造”的实战指南,对于项目管理和现场工程师来说,价值无可估量。我强烈推荐给所有追求卓越品质的建筑行业同仁。

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**第一段评价:** 这本书简直是结构工程师的“圣经”!我拿到手的时候就被它厚重的质感和扎实的排版所吸引。这本书没有采用那种枯燥的教科书式的叙述方式,而是用一种非常贴近实际工程应用的语言来阐述那些看似复杂的原理。比如,它在讲解配筋设计时,不仅仅停留在理论公式的堆砌上,而是结合了大量的实际案例和施工图纸的解读,让我这个刚入门的新人能立刻明白为什么这样配筋比那样配筋在实际中更可靠。书中对不同荷载组合下的受力分析讲解得尤为透彻,尤其是在抗震设计那一部分,作者似乎能洞察到我们工程师在面对地震荷载时的所有疑虑,并一一给予了清晰的解答。读完后,感觉自己对如何确保结构安全、如何优化配筋方案有了质的飞跃,不再是只会套用规范的“计算机器”,而是真正理解了结构背后的“力学美学”。这绝对是我书架上最常用、翻阅次数最多的技术书籍之一,每次遇到疑难问题,翻开它总能找到启发。

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