水工混凝土结构设计手册

     目 录
   序
   前言
   主要术语与符号
    上篇 水工混凝土结构构件设计
   第一章 材料
    第一节 水泥
    一、常用水泥（1）二、特种水泥（3）
    第二节 集料
    一、细集（骨）料（4）二、粗集（骨）料（5）
    第三节 外加剂与掺合料
    一、外加剂（7）二、掺合料（11）
    第四节 混凝土
    一、混凝土的定义与分类（13） 二、水工混凝土的特点（14） 三、混凝土配合比设计（16）
    第五节 钢筋
    一、热轧钢筋（23） 二、余热处理钢筋（23） 三、冷加工钢筋（24）四、热处理钢筋（28）五、钢
    线（28）
   第二章 水工混凝土结构设计基本规定
    第一节 极限状态及设计状况
    一、极限状态（32） 二、设计状况（32） 三、结构安全等级（32）
    第二节 材料强度和作用（荷载）值
    一、混凝土的强度与其他特性（34）二、钢筋的强度与弹性模量（37） 三、作用（荷载）值（40）
    第三节 设计表达式
    一、承载能力极限状态设计表达式（43）二、正常使用极限状态设计表达式（47）
    第四节 结构耐久性要求
    一、环境条件类别（51） 二、对混凝土材料的耐久性要求（51）三、混凝土保护层厚度（54）四、结构形
    式、表层防护及配筋方式（54）
    第五节 钢筋混凝土结构的一般构造规定
    一、建筑物的分缝（55）二、钢筋的锚固和接头（55） 三、钢筋的弯钩和弯折（58）四、钢筋混凝土构件
    的最小配筋率（59）
   第三章 素混凝土结构构件设计
    第一节 素混凝土结构构件的设计要求
    一、一般设计原则（62）二、构造要求（62）
    第二节 素混凝土结构构件承载力计算
    一、受压构件（62）二、受弯构件（66）三、局部受压（67）
   第四章 钢筋混凝土受弯构件承载力计算及构造规定
    第一节 板、梁的构造尺寸
    一、板的构造尺寸（69）二、梁的构造尺寸（70）
    第二节 受弯构件正截面受弯承载力计算公式
    一、基本公式及其应用（73） 二、计算公式及计算表格（75）
    第三节 板、梁正截面受弯承载力配筋计算用表
    一、板和单筋矩形截面梁正截面受弯承载力配筋计算用表（79）二、单筋T形截面梁正截面受弯承载力
    配筋计算用表（150）三、双筋矩形截面梁正截面受弯承载力配筋计算用表（156）
    第四节 局部（集中）荷载作用时板的承载力计算
    一、局部（集中）荷载作用时单向板和悬臂板正截面受弯承载力计算（161）二、板的受冲切承载力计算
    （164）
    第五节 梁的斜截面受剪承载力计算
    一、计算公式（168）二、梁的斜截面受剪承载力计算用表（169）三、间接加载时的附加横向钢筋计算
    （182）
    第六节 受扭构件承载力计算
    一、矩形截面纯扭构件受扭承载力计算（184）二、矩形截面剪扭构件受剪扭承载力计算（189）三、弯
    剪、扭共同作用下的矩形截面梁设计（196）四、T形（I形）截面纯扭构件受扭承载力计算（197）
    第七节 板、梁的配筋构造
    一、板的配筋构造（197）二、梁的配筋构造（207）
    第八节 短梁、深梁与厚板的设计计算
    一、概述（213） 二、深受弯构件正截面受弯承载力计算（214） 三、深受弯构件斜截面受剪承载力计算
    （214） 四、深受弯构件的配筋构造（218）
    第九节 叠合式受弯构件的设计计算
    一、施工阶段不加支撑的叠合式受弯构件承载力计算（221）二、施工阶段有可靠支撑的叠合式受弯构件
    承载力计算（224）三、构造要求（224）
   第五章 钢筋混凝土受压构件承载力计算及构造规定
    第一节 钢筋混凝土受压构件的截面形式与尺寸
    一、受压构件的截面形式与尺寸（228） 二、受压构件的计算长度l↓0（229）
    第二节 轴心受压构件受压承载力计算
    一、轴心受压构件受压承载力计算公式（232）二、轴心受压构件配筋计算用表（233）
    第三节 偏心受压构件受压承载力计算
    一、不对称配筋矩形截面偏心受压构件受压承载力计算（233）二、对称配筋矩形截面偏心受压构件受压
    承载力计算（242）三、I形截面偏心受压构件受压承载力计算（243）
    第四节 偏心受压构件配筋计算用表
    一、偏心距增大系数η值计算用表（245）二、对称配筋矩形截面偏心受压构件配筋计算用表（246）三
    不对称配筋矩形截面小偏心受压构件配筋计算图表（271）
    第五节 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算
    一、偏心受压构件斜截面受剪承载力计算公式（274）二、设计步骤（275）
    第六节 双向偏心受压构件受压承载力计算
    一、双向偏心受压构件受压承载力验算公式（275）二、对称配筋矩形截面双向偏压构件受压承载力近似
    计算（276）
    第七节 偏心受压柱的配筋构造
    一、柱中纵向钢筋（279） 二、柱中箍筋（279） 三、纵向受力钢筋的接头（280）四、框架柱节点的配筋构
    造（282）
   第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力计算及构造规定
    第一节 受拉构件正截面受拉承载力计算
    一、轴心受拉构件（283）二、小偏心受拉构件（283）三、矩形截面大偏心受拉构件（285）四、对称配筋
    受拉构件（287）
    第二节 受拉构件斜截面受剪承载力计算
    一、截面尺寸要求（287）二、受剪承载力计算（287）
   第七章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
    第一节 正常使用极限状态验算的原则
    第二节 正截面抗裂验算
    一、抗裂验算的范围（290）二、正截面抗裂验算公式（290）三、截面的几何特征计算（293）
    第三节 正截面裂缝宽度验算
    一、裂缝宽度验算的原则（297）二、最大裂缝宽度的计算（298） 三、正截面裂缝宽度计算用表（300）
    第四节 受弯构件挠度验算
    一、受弯构件挠度验算的原则（320）二、钢筋混凝土受弯构件刚度计算公式（320）三、钢筋混凝土受弯
    构件刚度计算用表（322）四、悬臂梁、简支梁的挠度计算（323）
   第八章 预应力混凝土构件设计
    第一节 概述
    一、预应力混凝土的基本概念（329） 二、施加预应力的方法（329）三、材料（329）
    第二节 预应力钢筋张拉控制应力及预应力损失
    一、预应力钢筋张拉控制应力（330）二、预应力损失及其组合（330）
    第三节 预应力构件的计算内容与截面应力计算
    一、预应力混凝土构件的计算内容（335）二、截面应力计算（335）
    第四节 预应力构件承载力计算
    一、轴心受拉构件（338）二、受弯构件（338）三、偏心受拉构件（341）
    第五节 预应力混凝土构件的抗裂、裂缝宽度及挠度计算
    一、预应力混凝土构件裂缝控制的一般规定（342） 二、预应力混凝土构件抗裂验算（342）三、预应力混
    凝土构件正截面裂缝宽度验算（347）四、预应力受弯构件的挠度验算（348）
    第六节 预应力混凝土构件的施工阶段验算
    一、施工阶段截面应力验算（349）二、后张法构件锚区局部受压验算（351）
    第七节 预应力混凝土构件的构造规定
    一、一般规定（353） 二、先张法构件的构造规定（353）三、后张法构件的构造规定（355）四、框架结构
    中预应力筋的布置（358）
    第八节 设计实例
    一、先张法预应力混凝土梁设计（360）二、后张法预应力混凝土屋架下弦杆设计（367）
    第九节 预应力混凝土闸墩设计概要
    一、概述（370）二、弧门预应力闸墩的设计原则（372）
   第九章 钢筋混凝土结构的抗震设计
    第一节 工程结构抗震设计的基本原则
    一、地震的概念（375） 二、抗震设防的原则（382）三、结构抗震的概念设计（383）
    第二节 场地和地基
    一、场地（385）二、地基（385）
    第三节 地震作用效应的计算
    一、底部剪力法（388）二、振型分解反应谱法（394）三、拟静力法（395）四、竖向地震作用的计算
    第四节 钢筋混凝土结构构件抗震设计的一般规定
    一、抗震设防要求（397）二、抗震结构的材料（397）三、抗震时钢筋的锚固与连接（397）四、抗震承载
    力设计表达式（398）
    第五节 钢筋混凝土框架及铰接排架的抗震设防
    一、框架结构（398）二、铰接排架柱（404）三、抗震变形验算（405）
    第六节 桥跨结构的抗震设防
    一、桥跨结构抗震设防的一般规定（407）二、梁式桥跨结构的抗震措施（407）三、拱式桥跨结构的抗震
    措施（408）四、竖向支承结构的抗震设防（408）
   第十章 水工混凝土结构温度作用设计
    第一节 温度作用设计的原则及参数确定
    一、温度作用设计的原则（410） 二、温度作用的有关参数确定（411）三、混凝土热学特性指标（413）
    第二节 混凝土的徐变度及应力松弛系数
    一、徐变度计算（416） 二应力松弛系数的计算（418）
    第三节 大体积混凝土结构温度计算
    一、热传导方程及边值条件（420）二、温度场计算（422）
    第四节 大体积混凝土温度应力计算
    一、自由板的温度应力（435） 二、浇筑块温度应力的近似计算（438） 三、温度应力的有限元计算（441）
    第五节 大体积混凝土温度抗裂验算及温控标准
    一、大体积混凝土温度抗裂验算（443） 二、大体积混凝土温度控制标准（443）
    第六节 温度钢筋的配置
    一、温度配筋的计算（445）二、温度钢筋的构造配置（447）
    第七节 框架结构的温度作用设计
    一、框架结构温度作用设计的一般概念（448）二、框架非线性矩阵位移分析法（449）三、等效刚度法
    （449）
   第十一章 非杆件体系结构的配筋计算
    第一节 概述
    一、水工建筑物中的非杆件体系结构（464）二、非杆件体系结构的配筋计算方法（465）
    第二节 按弹性应力图形配筋
    一、按弹性应力图形配筋的设计方法（466）二、按弹性应力图形配筋方法存在的问题（467）
    第三节 按钢筋混凝土有限单元法配筋
    一、有限单元法的一般分析过程（467）二、钢筋混凝土有限单元法的特点（469） 三、按钢筋混凝土有限
    单元法分析结构时的一般原则（473）
    第四节 混凝土的多轴向强度及强度准则
    一、混凝土的多轴向强度（474）二、混凝土强度准则（478）
    第五节 混凝土的本构关系
    一、单轴受力时的混凝土本构关系（484）二、复杂应力状态下的非线性弹性本构关系（486）三、Drucker
    弹塑性模型（490）
    第六节 钢筋与混凝土的粘结滑移
    一、钢筋与混凝土间粘结滑移的一般概念（491）二、粘结—滑移关系式（491）
   第十二章 牛腿与弧门支座
    第一节 牛腿
    一、牛腿的作用与分类（494）二、立柱独立牛腿（494）三、壁式连续牛腿（506）
    第二节 弧形闸门支座
    一、弧门支座的配筋设计（508）二、弧门支座附近的闸墩受拉区配筋设计（509）
   第十三章 预埋件与支座
    第一节 传力预埋件
    一、传力预埋件的分类（511）二、传力预埋件的一般构造要求（511）三、传力预埋件的计算（514）
    第二节 吊环
    一、吊环的型式与材料（521）二、吊环的计算规定及承载力选用表（522）
    第三节 水工建筑物的止水
    一、止水的类型（522）二、止水塞（523）三、止水片与止水带（524）四、沥青止水井（529）五、渡槽接
    缝止水（531）六、闸门止水（533）
    第四节 接缝灌浆预埋件
    一、接缝灌浆系统设计的一般原则（538）二、埋管法灌浆预埋件（539） 三、拔管法灌浆预埋件（541）
    第五节 闸门埋件
    一、闸门埋件的种类（541） 二、闸门埋件的安装（544）
    第六节 支座
    一、梁式桥跨的支座（546）二、拱的支座（548）
   第十四章 钢筋混凝土基础设计
    第一节 建筑地基设计的一般规定
    一、建筑物安全等级及地基设计规定（549）二、地基土（岩）的分类（550）三、地基土（岩）的工程特性指
    标（552） 四、基础埋置深度（560）
    第二节 地基计算
    一、地基承载力计算（564）二、地基变形验算（569）
    第三节 钢筋混凝土扩展基础
    一、柱下钢筋混凝土独立基础（579）二、墙下钢筋混凝土条形基础（587）
    第四节 柱下钢筋混凝土条形基础
    一、柱下钢筋混凝土条形基础及其构造（589）二、柱下条形基础的简化计算方法（590）三、柱下钢筋混
    凝土十字交叉基础（592）
    第五节 筏板基础
    一、筏板基础的型式（595）二、筏板基础的构造（595）三、筏板基础的计算（596）
    下篇 结构构件内力计算
    第三节 常用截面的几何和力学特征
    一、截面几何力学特征的定义及计算公式（609）二、平面图形的几何力学特征（611） 三、矩形截面的几
    何特征（614）
    第四节 常用荷载
    一、建筑物常用材料自重（614） 二、水压力（617） 三、楼面、屋面及平台活载（619） 四、风荷载（622）
    五、雪荷载（629）六、车辆荷载（631）七、土压力（634）八、冰压力（644）九、桥机和门机荷载（645）
    第五节 摩擦系数
    一、挡土墙基底摩擦系数（649） 二、材料摩擦系数（650） 三、支座摩擦系数（650）
   第十六章 单跨梁内力与变位计算
    第一节 等截面单跨梁的内力与变位
    一、单跨静定梁（652） 二、单跨超静定梁（659） 三、带悬臂的单跨梁（659）
    第二节 单跨梁的其他计算用表
    一、简支梁各截面的弯矩（668）二、矩形截面直线加腋梁的形常数和载常数（669）
    第三节 水平曲梁的内力计算表
    一、水平圆弧形及水平折线形梁（672）二、均布荷载下固端水平圆弧梁的实用计算（673） 三、连续水平
    圆弧梁在竖向均布荷载下的内力（674）
   第十七章 连续梁内力与变位计算
    第一节 连续梁内力计算
    一、概述（675）二、弯矩分配法计算连续梁（675）三、三弯矩方程计算连续梁（683） 四、五弯矩方程计
    算柔性支座连续梁（688）
    第二节 等截面连续梁弹性内力和挠度系数表
    一、等跨连续梁在常用荷载作用下弹性阶段的内力及挠度系数表（689） 二、等代均布荷载表（690）三、
    不等跨连续梁在均布荷载作用下的最大内力系数表（690）四、等跨连续梁在支座沉陷时的支座弯矩系
    数表（690）
    第三节 连续梁的其他计算用表
    一、梁跨内最大弯矩的计算公式（701）二、梁在均布荷载作用下的跨内最大弯矩系数表（701） 三、梁在
    均布荷载作用下的最大挠度值（702）四、等跨连续梁在移动集中荷载作用下的内力计算（706）
    第四节 考虑塑性内力重分布的钢筋混凝土连续梁（板）内力计算
    一、计算原则（710）二、考虑塑性内力重分布的连续梁内力计算（710） 三、考虑塑性内力重分布的单向
    连续板内力计算（712）
    第五节 等截面连续梁影响线的纵标值
    一、等跨连续梁弯矩及剪力影响线的纵标值（714） 二、不等跨连续梁弯矩影响线的纵标值（714）
   第十八章 板的内力与变位计算
    第一节 按弹性理论计算矩形板和斜形板
    一、矩形板（718） 二、斜形板（736）
    第二节 按弹性理论计算圆形板和环形板
    一、计算公式（737）二、计算系数表（744）
    第三节 板按塑性极限平衡法计算时的内力计算表
    一、均布荷载作用下的矩形板（752）二、均布荷载作用下的圆形板（754）
   第十九章 刚架及排架的内力计算
    第一节 刚架的内力分析
    一、弯矩分配法计算等截面刚架（755）二、迭代法计算刚架（759）三、等截面刚架内力计算公式（766）
    第二节 用近似法计算多层刚架
    一、竖向荷载作用下的近似计算——分层法（775）二、水平荷载作用下的近似计算——反弯点法和D
    值法（775）
    第三节 考虑刚架剪切变形及节点刚性的刚架计算
    第四节 排架内力计算
    一、单阶柱柱顶的反力及位移（790）二、等高铰接排架的内力计算（791）三、不等高铰接排架的内力计
    算（798）
   第二十章 拱的内力计算
    第一节 拱的轴线方程及截面变化
    一、拱的轴线（800）二、拱的截面变化（803）
    第二节 拱的内力计算
    一、三铰拱（804）二、两铰拱（805）三、无铰拱（810）
    第三节 等截面多跨连续圆拱内力计算
    一、多跨连续圆拱的数值计算方法（820）二、等截面多跨连续圆拱的内力计算表（821）
   第二十一章 水池的内力计算
    第一节 概述
    一、水池的结构型式（827）二、水池的荷载（827）
    第二节 矩形水池的内力计算
    一、矩形水池的计算简图（828）二、挡土（水）墙式矩形水池的内力计算（829）三、双向板式矩形水池的
    内力计算（831）四、水平框架式矩形水池的内力计算（836）
    第三节 圆形水池的内力计算
    一、圆形水池的尺寸及计算简图（836）二、池壁内力计算公式（837）三、圆形水池池壁内力系数表
    （839）四、计算实例（871）
   第二十二章 渡槽与涵管的内力计算
    第一节 渡槽内力计算
    一、渡槽的结构型式（879） 二、按梁理论计算渡槽槽身的纵向内力（881）三、矩形断面槽身横向内力计
    算（883）四、U形断面槽身横向内力及支座内力计算（889）
    第二节 涵管内力计算
    一、概述（897）二、作用于圆管上的荷载（899）三、圆形涵管静力计算（904）四、箱形涵管内力计算
    （911）五、计算实例（912）
   第二十三章 常见水工结构的弹性理论计算
    第一节 水工结构中常用弹性理论计算公式
    一、无穷大平板中的圆孔（915）二、深孔圆洞（916） 三、厚壁圆筒（916） 四、压力隧洞（917）五、各种
    力作用下的半无限平面体（917）
    第二节 深受弯构件的计算
    一、单跨简支深（短）梁的应力分布（919）二、多跨连续深（短）梁的内力计算表（920）三、多跨连续梁内
    力计算表的编制说明（921）
   第二十四章 弹性地基梁
    第一节 弹性地基梁的计算公式
    一、概述（956）二、按地基反力为直线分布的模型计算地基梁（957） 三、按文克勒模型计算弹性地基梁
    （957）四、按弹性连续介质地基模型计算弹性地基梁（964）
    第二节 基础梁常用计算用表
    一、郭氏表（975） 二、边荷载作用下基础梁计算表（979）三、文克勒假说的基础梁计算表（979）四、基
    础梁计算表（982）
   参考文献