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《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》

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《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》可供工程設計人員、科研人員和工程管理人員閱讀,也可供其他有關專業人員參考。

1 《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》 -內容簡介

《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》是《水工混凝土結構設計規範》(DL/T 5057-1996)修訂專題研究成果。全書系統介紹了新《水工混凝土結構設計規範》(DL/T 5057-2009)採用的可靠度、設計和結構分析基本原則;詳細地闡述和討論了鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計算方法和無抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算方法,配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算公式、裂縫開展寬度計算公式、預應力閘墩設計基本原則和計算公式,以及簡單錨塊預應力閘墩「應力修正法」計算公式、獨立牛腿各種剪跨比條件下牛腿配筋計算公式,非桿件體系混凝土結構裂縫控制驗算原則、非桿件體系結構配筋計算原則等所進行的結構模型試驗、數值模擬分析、公式的推導和提煉過程。書中所介紹的成果絕大部分已被寫入DL/T 5057-2009,對新的水工混凝土結構設計規範理解和應用具有重要幫助。

2 《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》 -作者簡介

白俊光,男,1963年出生,研究生畢業,博士學位,中國水電顧問集團西北勘測設計研究院副院長兼總工程師,教授級高級工程師,中國水利學會水工專委會委員,註冊諮詢師和註冊土木工程師(水工結構)。長期從事水電工程樞紐及水工建築物、岩土工程設計研究及技術管理工作。曾任專業室負責人,項目負責人。先後主持或負責設計及技術管理李家峽、公伯峽、拉西瓦、魯地拉、功果橋等大中型水電工程約30餘項,在水利水電工程樞紐布置、水工建築物設計、岩土工程設計和技術管理等方面積累了豐富經驗。獲國家科技進步二等獎1次,省部級科技進步獎5次,國家設計金獎1次,2008年被授予「陝西省突出貢獻專家」稱號。

3 《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》 -目錄

前言 符號 第1章 概述 1.1 水工混凝土結構特點 1.2 水工混凝土結構設計可靠度 1.3 水工混凝土結構設計基本原理 1.4 混凝土結構分析基本原則 1.5 材料 參考文獻 第2章 鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計算方法的改進 2.1 概況 2.2 不同荷載形式的試驗研究結果 2.3 受彎構件受剪承載力計算方法的改進 2.4 受彎構件受剪承載力計算方法 2.5 算例分析 參考文獻 第3章 無抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算方法的改進 3.1 概況 3.2 國內外研究現狀簡介 3.3 影響鋼筋混凝土板受沖切承載力的主要因素 3.4 無抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算方法的改進 3.5 算例分析 參考文獻 第4章 配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算 4.1 概況 4.2 配置抗沖切鋼筋混凝土板抗沖切試驗 4.3 試驗結果及分析 4.4 新的配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算方法 4.5 算例分析 參考文獻 第5章 大保護層鋼筋混凝土裂縫寬度驗算 5.1 概況 5.2 大保護層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度試驗 5.3 大保護層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度試驗結果及分析 5.4 對比分析 5.5 梁底裂縫寬度 5.6 算例分析 參考文獻 第6章 非桿件體系混凝土結構裂縫控制驗算 6.1 概況 6.2 混凝土裂縫寬度與鋼筋應力關係的試驗 6.3 材料本構關係 6.4 鋼筋混凝土有限元分析的工程實例 6.5 非桿件體系混凝土結構裂縫控制驗算原則 6.6 算例分析 6.7 小結 參考文獻 第7章 預應力閘墩結構設計技術的研究 7.1 概況 7.2 預應力混凝土閘墩的結構形式 7.3 基於模型試驗的預應力閘墩受力性能的研究 7.4 基於數值模擬分析的預應力閘墩受力性能的研究 7.5 閘墩體內錨固區受力性能分析 7.6 應力修正法的研究 7.7 預應力閘墩的預應力作用 7.8 弧形閘門預應力混凝土閘墩設計基本原則 7.9 工程實例 參考文獻 第8章 獨立牛腿配筋計算技術 8.1 概況 8.2 小牛腿試件試驗 8.3 大牛腿試件配筋試驗 8.4 獨立牛腿結構配筋計算基本原則 8.5 算例分析 參考文獻 第9章 非桿件體系結構配筋設計技術 9.1 概況 9.2 彈性應力圖形法配筋基本原則 9.3 受力鋼筋方向拉應力圖形配筋與主拉應力圖形配筋的比較 9.4 桿件體系構件按內力配筋與按彈性應力圖形法配筋的比較 9.5 彈性應力圖形面積配筋與鋼筋混凝土有限元法計算的比較 9.6 小結 參考文獻 第10章 鋼筋混凝土耐久性 10.1 概況 10.2 混凝土裂縫 10.3 滲漏和溶蝕 10.4 沖刷磨損和氣蝕破壞 10.5 凍融破壞 10.6 鋼筋鏽蝕 10.7 化學侵蝕 10.8 鹼一骨料反應 參考文獻

4 《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》 -前言

《水工混凝土結構設計規範》(DL/T 5057-1996)(以下簡稱《水工96規範》)自1996年9月5日發布,至今已實施10年,它對保證中國水工混凝土結構設計質量、推動技術發展,發揮了重要的指導作用。但在實施過程中,工程設計人員、科研人員提出許多寶貴意見或建議,如《水工96規範》考慮混凝土保護層厚度的影響是合理的,但存在著鋼筋用量增長過多的問題;按理論分析採用主拉應力圖形面積確定配筋數量是合理的,但在設計中如何應用也是較難處理的;獨立牛腿承受豎向力所需的受拉鋼筋計算公式中,當a≤0.3ho時,取a=0.3ho進行配筋計算,往往造成牛腿水平受拉縱筋配筋過多的不合理現象;配置抗沖切鋼筋混凝土板與無抗沖切鋼筋混凝土板在受沖切承載力計算上存在不銜接;鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計算方法中存在抗力與作用有關的不合理現象;預應力閘墩已廣泛應用,但缺乏統一的設計原則等。為了能在新的《水工混凝土結構設計規範》(DL/T 5057-2009)修訂過程中,把上述問題弄清楚,並提取出可靠的實踐經驗和科研成果寫入規範,規範修訂組在深入研究《水工96規範》同時,廣泛收集各種資料、意見、建議,認真吸收全國有關單位和專家的有益建議和寶貴經驗,經分析歸納,確定了《預應力閘墩設計方法研究》、《牛腿試驗與牛腿配筋計算公式改進的研究》、《大體積混凝土結構裂縫寬度與鋼筋應力關係研究》、《非桿件體系鋼筋混凝土結構的配筋計算原則研究》、《大保護層鋼筋混凝土梁正截面裂縫寬度的試驗研究》、 《鋼筋混凝土裂縫開展寬度與鋼筋應力之間關係的試驗》、《配置抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力試驗研究》、《無抗沖切鋼筋混凝土板受沖切承載力計算方法改進的研究》、《鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力計算方法改進的研究》等20多項專題研究,經過近兩年專題研究,取得了豐碩的成果,為《水工96規範》的修訂奠定了堅實的理論和實踐基礎。   此次專題研究內容豐富,形成了200多萬字專題研究報告,由於篇幅所限,本書不能一一敘述,而是加以歸納整理,吸取了其中的精華,重點介紹了部分具有重要創新的研究內容和成果。

5 《水工鋼筋混凝土結構設計技術研究》 -精彩書摘

(2)桿件體系結構宜按空間體系進行結構整體分析。對體形規則的空間桿件體系結構,可沿柱列或牆軸線分解為不同方向的平面結構分別進行分析,但宜考慮平面結構的空間協同工作。 (3)現澆結構和裝配整體式結構的樑柱節點、柱與基礎連接處等可作為剛接;梁、板與其支承構件非整體澆築時,可根據受力狀況確定為鉸接或固接。桿件的計算跨度或計算高度宜按其兩端支承長度的中心距或凈距確定,並根據支承節點的連接剛度或支承反力的位置加以修正。當桿件間連接部分的剛度遠大於桿件中間截面的剛度時,用結構力學法計算,應作為剛域插入計算圖形。1.4.2 分析方法   現有的結構分析方法可歸納為4類:線彈性理論計算方法、非線性理論計算方法、塑性理論計算方法和試驗分析方法。計算分析時,可根據結構類型、材料性能和受力特點等因素,選擇其中的一種或多種。不管用哪種分析方法,要想使計算結果可靠,符合規範可靠度要求,都應遵循一定的基本原則。   (1)用彈性力學分析桿件內力,當桿件的軸向、剪切和扭轉變形對結構內力的影響不大時,可不考慮其對結構內力的影響;當結構或桿件的變形對其內力的二階效應影響不大時,可不考慮二階效應。若上述影響較大,則採用變形非線性分析方法。   (2)桿件體系結構線彈性分析時,構件截面剛度可按均質的混凝土全截面計算,但宜考慮混凝土開裂、徐變等因素的影響予以折減;T形截面桿件的截面慣性矩宜考慮翼緣的有效寬度進行計算,也可由截面矩形部分面積的慣性矩作修正後確定;端部加腋較大的桿件,應考慮其剛度變化對結構分析的影響。   (3)桿件體系或非桿件體系結構進行非線性分析時,應選擇可靠的材料本構關係以及混凝土的單軸應力一應變關係、多軸強度和破壞準則。   (4)對非桿件體系結構,用鋼筋混凝土有限單元法進行非線性分析時,宜採用分離式或組合式單元模型及相應的材料本構關係。對桿件體系結構,用桿件有限單元法進行非線性分析時,可採用桿件單元及截面或構件的本構關係,也可採用鋼筋混凝土有限單元法進行更詳細的分析。當幾何非線性效應不可忽略時,應計入它對作用效應的不利影響。   (5)當用鋼筋混凝土有限元單元法對結構進行分析時,裂縫控制驗算時應考慮鋼筋和混凝土之間的粘結滑移。在裂縫形成之前,鋼筋和混凝土之間可認為完全粘結,不發生粘結滑移。裂縫形成之後,裂縫模型可取為離散式或塗抹(分佈)式。如需模擬鋼筋與混凝土之間的粘結滑

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