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0 绪论1

0.1 钢筋混凝土结构的发展和特点1

0.2 本课程的特点3

第一篇 混凝土的力学性能6

1 基本力学性能6

1.1 材料组成和材性特点6

1.1.1 材料的组成和内部构造6

1.1.2 材性的基本特点8

1.1.3 受力破坏的一般机理11

1.2 抗压强度13

1.2.1 立方体抗压强度13

1.2.2 棱柱体试件的受力破坏过程14

1.2.3 主要抗压性能指标值16

1.3 受压应力-应变全曲线20

1.3.1 试验方法20

1.3.2 全曲线方程21

1.4 抗拉强度和变形24

1.4.1 试验方法和抗拉性能指标24

1.4.2 受拉破坏过程和特征29

1.4.3 应力-应变全曲线方程32

1.5 抗剪强度和变形33

1.5.1 合理的试验方法33

1.5.2 破坏特征和抗剪强度36

1.5.3 剪切变形和剪切模量37

2 主要因素的影响40

2.1 荷载重复加卸作用40

2.2 偏心受压44

2.2.1 试验方法44

2.2.2 主要试验结果45

2.2.3 应力-应变关系48

2.3 偏心受拉和弯曲受拉49

2.4 龄期53

2.5 收缩55

2.6 徐变58

2.6.1 基本概念58

2.6.2 主要影响因素61

2.6.3 计算公式63

3 多种结构混凝土65

3.1 高强混凝土65

3.1.1 应用和制备65

3.1.2 基本力学性能67

3.2 轻质混凝土72

3.2.1 分类72

3.2.2 基本力学性能73

3.3 纤维混凝土76

3.3.1 分类76

3.3.2 基本力学性能77

4 多轴强度和本构关系82

4.1 试验设备和方法83

4.2 强度和变形的一般规律86

4.2.1 二轴应力状态86

4.2.2 三轴应力状态90

4.2.3 不同材料和加载途径97

4.3 典型破坏形态及其界分100

4.4 破坏准则103

4.4.1 破坏包络面的形状和其表达103

4.4.2 破坏准则107

4.4.3 多轴强度计算图112

4.5 本构关系115

4.5.1 线弹性类本构模型116

4.5.2 非线（性）弹性类本构模型119

4.5.3 其它类本构模型127

第二篇 钢筋和混凝土的组合作用130

5 钢筋的力学性能130

5.1 混凝土结构中的钢材130

5.2 应力-应变关系133

5.2.1 软钢133

5.2.2 硬钢135

5.3 反复荷载作用下的变形136

5.4 冷加工强化性能140

5.4.1 冷拉和时效140

5.4.2 冷拔141

5.5 徐变和松弛143

6 钢筋与混凝土的粘结146

6.1 粘结力的作用和组成146

6.1.1 作用和分类146

6.1.2 组成148

6.2 试验方法和粘结机理149

6.2.1 试验方法149

6.2.2 光圆钢筋151

6.2.3 变形钢筋153

6.3 影响因素155

6.4 粘结应力-滑移本构模型159

6.4.1 特征值的计算160

6.4.2 τ-S曲线方程161

7 轴向受力特性163

7.1 受压构件163

7.1.1 基本方程163

7.1.2 应力和变形分析（εy＜εp）165

7.1.3 应力和变形分析（εy＞εp）167

7.2 受拉构件168

7.2.1 分析的基本方程168

7.2.2 各阶段的应力和变形分析169

7.2.3 最小配筋率171

7.2.4 受拉刚化效应171

7.3 一般性规律173

8 约束混凝土175

8.1 螺旋箍筋柱175

8.1.1 受力机理和破坏过程175

8.1.2 极限承载力177

8.2 矩形箍筋柱178

8.2.1 受力破坏过程179

8.2.2 箍筋作用机理181

8.2.3 应力-应变全曲线方程183

8.3 钢管混凝土188

8.3.1 受力特点和机理188

8.3.2 极限强度计算190

8.4 局部受压193

8.4.1 受力特点和机理193

8.4.2 强度值计算198

9 变形差的力学反应201

9.1 混凝土收缩201

9.2 温度变形差205

9.3 混凝土徐变209

第三篇 基本构件的承载力和变形214

10 压弯承载力214

10.1 受力过程和破坏形态214

10.1.1 单筋矩形梁214

10.1.2 适筋、少筋和超筋梁216

10.1.3 偏心受压（拉）柱218

10.2 长柱的附加弯矩222

10.3 极限承载力226

10.3.1 计算公式226

10.3.2 双向压弯构件231

10.4 多种材料和构造的构件233

11 受拉裂缝239

11.1 裂缝的成因及控制239

11.2 构件的开裂内力242

11.3 裂缝机理分析244

11.3.1 粘结-滑移法244

11.3.2 无滑移法246

11.3.3 综合分析249

11.4 裂缝宽度的计算252

12 弯曲刚度和变形257

12.1 构件的变形及其控制257

12.1.1 变形对结构的影响257

12.1.2 截面刚度和构件变形258

12.2 截面刚度计算260

12.2.1 有效惯性矩法261

12.2.2 刚度解析法263

12.2.3 受拉刚化效应修正法265

12.3 变形计算267

12.3.1 一般计算方法267

12.3.2 实用计算方法269

13 弯剪承载力272

13.1 无腹筋梁的破坏形态和承载力272

13.1.1 典型（剪压）破坏形态272

13.1.2 斜压和斜拉破坏形态275

13.1.3 弯剪承载力及其影响因素277

13.2 腹筋的作用和抗剪的成分280

13.2.1 腹筋的作用280

13.2.2 弯剪承载力的组成282

13.3 极限弯剪承载力的计算283

13.3.1 关于有限元方法283

13.3.2 经验回归式284

13.3.3 简化力学模型287

13.4 多种受力状态和构造的构件289

14 抗扭承载力299

14.1 受扭构件的弹性解和塑性解299

14.2 纯扭构件的承载力303

14.2.1 无腹筋构件303

14.2.2 有腹筋构件304

14.2.3 配筋（箍）量的影响305

14.3 复合受扭构件306

14.3.1 压（拉）-扭构件306

14.3.2 剪-扭构件306

14.3.3 弯-扭构件308

14.3.4 弯-剪-扭构件310

14.4 极限承载力的计算310

14.4.1 经验计算式310

14.4.2 桁架模型312

14.4.3 斜扭面极限平衡314

15 构件分析的一般方法317

15.1 有限元分析方法在钢筋混凝土中的应用317

15.1.1 均质材料有限元分析的一般方法317

15.1.2 钢筋混凝土结构有限元分析的特殊问题319

15.2 构件截面分析321

15.2.1 基本假设321

15.2.2 基本方程321

15.2.3 计算方法和流程324

15.3 构件分析326

15.3.1 基本方程327

15.3.2 计算流程329

第四篇 构件的特殊受力性能334

16 抗震性能334

16.1 结构抗（地）震性能的特点334

16.2 单调荷载下的延性335

16.2.1 延性的概念和表达335

16.2.2 计算方法337

16.2.3 塑性区转角340

16.3 低周反复荷载下的滞回特性342

16.3.1 滞回曲线的一般特点342

16.3.2 多种受力状态的滞回曲线345

16.3.3 恢复力模型352

17 疲劳性能354

17.1 混凝土的疲劳性能354

17.1.1 试验结果和表达方法354

17.1.2 影响因素和计算式357

17.2 钢筋的疲劳性能358

17.3 钢筋和混凝土粘结的疲劳性能361

17.4 构件的疲劳性能及其验算364

17.4.1 受弯疲劳364

17.4.2 受（弯）剪疲劳367

18 抗爆性能370

18.1 结构抗爆炸的特点370

18.2 快速加载的材料性能373

18.2.1 试验设备和方法373

18.2.2 钢筋375

18.2.3 混凝土376

18.3 构件性能379

18.3.1 受弯构件379

18.3.2 受压构件382

19 抗高温性能384

19.1 结构抗高温的特点384

19.2 截面温度场386

19.2.1 温度-时间曲线386

19.2.2 材料的热工性能387

19.2.3 热传导方程和温度场的确定390

19.3 材料的高温力学性能392

19.3.1 钢材的性能392

19.3.2 混凝土的基本性能395

19.4 混凝土的耦合本构关系400

19.4.1 抗压强度的上、下限401

19.4.2 应力下的温度变形和瞬态热应变402

19.4.3 短期高温徐变404

19.4.4 耦合本构关系404

19.5 构件的高温性能和抗高温验算406

19.5.1 压弯构件406

19.5.2 超静定结构410

19.5.3 结构的高温分析和近似计算412

20 耐久性416

20.1 混凝土结构耐久性的特点416

20.1.1 工程中的问题416

20.1.2 耐久性失效的特点417

20.1.3 混凝土的孔结构418

20.2 若干耐久性问题420

20.2.1 渗透420

20.2.2 冻融421

20.2.3 碱-骨料反应422

20.2.4 碳化423

20.2.5 化学腐蚀425

20.2.6 钢筋锈蚀426

20.3 结构的耐久性设计和评估429

20.3.1 耐久性设计429

20.3.2 已有结构的耐久性检测和评估431

思考与练习433

参考文献443