《混凝土结构基本构件》是参照高校土木工程专业教学大纲和新版《混凝土结构设计规范》(GB 20010—2010)编写的。本课程是高校土建专业的专业基础课,是本专业重点基础课程之一,主要讲述混凝土结构设计计算基本原理。内容包括: 结构可靠度应用概率论简介,建筑结构荷载,结构概率极限状态计算法,钢筋和混凝土材料的力学性能,受弯、受压、受拉、受扭构件承载力的计算,钢筋混凝土构件变形和裂缝的计算,预应力混凝土构件的计算,钢筋混凝土现浇楼盖、楼梯的设计与计算等,全书共分10章。
编写本书时,笔者力求做到内容由浅入深,循序渐进,理论联系实际,尽量对规范公式、系数的来源和有关条文加以推证和说明。例如:
(1) 在叙述以概率为基础的极限状态设计法时,为了使学生理解这一方法的实质内容,包括可靠度的概念,建筑荷载的确定,混凝土和钢筋强度取值等,有必要对概率论的基本知识加以讲解和复习。这样对概率分布、分位值等内容就不会生疏了。学生在接受荷载标准值、准永久值和频遇值及材料强度标准值等概念就可迎刃而解。
(2) 混凝土正截面等效矩形应力图系数是混凝土教学中的一个难点。为了使学生掌握它的确定原则和方法,在教材中用不太多的篇幅把它讲清楚是很有必要的。例如,规范对混凝土强度等级C80的图形系数α1为何取0.94,β1为何取0.74。了解了这些系数的来源,无疑对理解问题的物理概念是有帮助的。
(3) 在偏压构件中,新版规范编入了Pδ效应新的计算方法,即Cm-ηns法,该方法考虑了杆端不同弯矩情形。本教材力求讲清物理概念,使读者易于理解和接受。
(4) 本书在叙述剪扭构件混凝土受扭承载力降价系数βt时,运用三角公式推演,有别于一般教材方法。
(5) 在工程设计中,经常遇到双向板的计算。本教材重点介绍了塑性理论方法,并编制了计算系数用表,给出了直接计算配筋面积的公式,使计算得以简化。这一方法已为大量工程实践所证明,它是安全可靠的。
(6) 为了减轻学生学习负担,在教材附录中介绍了用编程计算器解题方法和步骤。笔者编写了24个主程序和9个子程序,基本满足了基本构件的计算。
由于笔者水平所限,书中可能有疏漏之处,特别是有些看法仅为一孔之见,尚请广大读者批评指正。
编写本书过程中,参考了公开发表的一些文献,谨向这些文献的作者表示感谢。
编者2012年3月