新书报道
当前位置: 首页 >> 土木工程建筑 >> 正文
Reinforced and Prestressed Concrete : Analysis and Design with Emphasis on Application of AS3600-2009
发布日期:2015-12-11  浏览

Reinforced and Prestressed Concrete : Analysis and Design with Emphasis on Application of AS3600-2009

[Book Description]

Reinforced and Prestressed Concrete remains the most comprehensive text for engineering students and instructors as well as practising engineers. This second edition has been updated to reflect recent amendments to the Australian Standard for Concrete Structures AS3600-2009. The content is presented in a clear, easy-to-follow manner and this edition features even more illustrative and design examples to aid comprehension of complex concepts. Part I addresses the analysis and design of reinforced concrete structures; Part II covers topics on prestressed concrete. Additional technical and practical information is set out in four appendices. Each chapter includes a set of problems that consolidates what students have learnt. Worked solutions to the problems are available to instructors on the companion website at www.cambridge.edu.au/academic. Thorough in its treatment, with many practical formulas, diagrams and tables, this book is an indispensable resource for students and engineers in their continuing learning and professional education.

[Table of Contents]
 
Preface to the first edition                       xvii
Preface to the second edition                      xx
Acknowledgements                                   xxi
Notation                                           xxii
Acronyms and abbreviations                         xxxv
  Part 1 Reinforced concrete                       1   (374)
    1 Introduction                                 3   (10)
      1.1 Historical notes                         3   (1)
      1.2 Design requirements                      4   (1)
      1.3 Loads and load combinations              5   (2)
        1.3.1 Strength design                      5   (1)
        1.3.2 Serviceability design                6   (1)
        1.3.3 Application                          7   (1)
      1.4 Concrete cover and reinforcement         7   (6)
      spacing
        1.4.1 Cover                                7   (3)
        1.4.2 Spacing                              10  (3)
    2 Design properties of materials               13  (7)
      2.1 Concrete                                 13  (2)
        2.1.1 Characteristic strengths             13  (1)
        2.1.2 Standard strength grades             14  (1)
        2.1.3 Initial modulus and other            14  (1)
        constants
      2.2 Steel                                    15  (3)
      2.3 Unit weight                              18  (2)
    3 Ultimate strength analysis and design for    20  (73)
    bending
      3.1 Definitions                              20  (1)
        3.1.1 Analysis                             20  (1)
        3.1.2 Design                               20  (1)
        3.1.3 Ultimate strength method             20  (1)
      3.2 Ultimate strength theory                 21  (2)
        3.2.1 Basic assumptions                    21  (1)
        3.2.2 Actual and equivalent stress         21  (2)
        blocks
      3.3 Ultimate strength of a singly            23  (13)
      reinforced rectangular section
        3.3.1 Tension, compression and balanced    23  (2)
        failure
        3.3.2 Balanced steel ratio                 25  (1)
        3.3.3 Moment equation for tension          26  (1)
        failure (under-reinforced sections)
        3.3.4 Moment equation for compression      27  (1)
        failure (over-reinforced sections)
        3.3.5 Effective moment capacity            28  (1)
        3.3.6 Illustrative example for ultimate    29  (4)
        strength of a singly reinforced
        rectangular section
        3.3.7 Spread of reinforcement              33  (3)
      3.4 Design of singly reinforced              36  (6)
      rectangular sections
        3.4.1 Free design                          36  (2)
        3.4.2 Restricted design                    38  (1)
        3.4.3 Design example                       39  (3)
      3.5 Doubly reinforced rectangular sections   42  (12)
        3.5.1 Criteria for yielding of Asc at      42  (2)
        failure
        3.5.2 Analysis formulas                    44  (2)
        3.5.3 Illustrative examples                46  (2)
        3.5.4 Other cases                          48  (5)
        3.5.5 Summary                              53  (1)
      3.6 Design of doubly reinforced sections     54  (5)
        3.6.1 Design procedure                     54  (2)
        3.6.2 Illustrative example                 56  (3)
      3.7 T-beams and other flanged sections       59  (14)
        3.7.1 General remarks                      59  (1)
        3.7.2 Effective flange width               59  (5)
        3.7.3 Criteria for T-beams                 64  (1)
        3.7.4 Analysis                             64  (3)
        3.7.5 Design procedure                     67  (1)
        3.7.6 Doubly reinforced T-sections         68  (1)
        3.7.7 Illustrative examples                69  (4)
      3.8 Nonstandard sections                     73  (5)
        3.8.1 Analysis                             73  (2)
        3.8.2 Illustrative example                 75  (3)
      3.9 Continuous beams                         78  (1)
      3.10 Detailing and cover                     78  (1)
      3.11 Problems                                79  (14)
    4 Deflection of beams and crack control        93  (29)
      4.1 General remarks                          93  (1)
      4.2 Deflection formulas, effective span      93  (4)
      and deflection limits
        4.2.1 Formulas                             93  (2)
        4.2.2 Effective span                       95  (2)
        4.2.3 Limits                               97  (1)
      4.3 Short-term (immediate) deflection        97  (6)
        4.3.1 Effects of cracking                  97  (1)
        4.3.2 Branson's effective moment of        98  (1)
        inertia
        4.3.3 Load combinations                    99  (1)
        4.3.4 Illustrative example                 100 (1)
        4.3.5 Cantilever and continuous beams      101 (2)
      4.4 Long-term deflection                     103 (2)
        4.4.1 General remarks                      103 (1)
        4.4.2 The multiplier method                103 (1)
        4.4.3 Illustrative example                 104 (1)
      4.5 Simplified procedure                     105 (2)
        4.5.1 Minimum effective depth approach     105 (1)
        4.5.2 ACI code recommendation              106 (1)
      4.6 Total deflection under repeated          107 (4)
      loading
        4.6.1 Formulas                             107 (2)
        4.6.2 Illustrative example                 109 (2)
      4.7 Crack control                            111 (6)
        4.7.1 General remarks                      111 (1)
        4.7.2 Standard provisions                  111 (2)
        4.7.3 Crack-width formulas and             113 (4)
        comparison of performances
      4.8 Problems                                 117 (5)
    5 Ultimate strength design for shear           122 (30)
      5.1 Transverse shear stress and shear        122 (5)
      failure
        5.1.1 Principal stresses                   122 (2)
        5.1.2 Typical crack patterns and           124 (2)
        failure modes
        5.1.3 Mechanism of shear resistance        126 (1)
        5.1.4 Shear reinforcement                  126 (1)
      5.2 Transverse shear design                  127 (11)
        5.2.1 Definitions                          127 (1)
        5.2.2 Design shear force and the           128 (1)
        capacity reduction factor
        5.2.3 Maximum capacity                     129 (1)
        5.2.4 Shear strength of beams without      129 (1)
        shear reinforcement
        5.2.5 Shear strength checks and minimum    130 (2)
        reinforcement
        5.2.6 Design of shear reinforcement        132 (2)
        5.2.7 Detailing                            134 (1)
        5.2.8 Design example                       134 (4)
      5.3 Longitudinal shear                       138 (6)
        5.3.1 Shear planes                         138 (1)
        5.3.2 Design shear stress                  139 (1)
        5.3.3 Shear stress capacity                140 (1)
        5.3.4 Shear plane reinforcement and        141 (1)
        detailing
        5.3.5 Design example                       141 (3)
      5.4 Problems                                 144 (8)
    6 Ultimate strength design for torsion         152 (16)
      6.1 Introduction                             152 (3)
        6.1.1 Origin and nature of torsion         152 (1)
        6.1.2 Torsional reinforcement              152 (2)
        6.1.3 Transverse reinforcement area and    154 (1)
        capacity reduction factor
      6.2 Maximum torsion                          155 (1)
      6.3 Checks for reinforcement requirements    156 (1)
      6.4 Design for torsional reinforcement       157 (7)
        6.4.1 Design formula                       157 (1)
        6.4.2 Design procedure                     158 (1)
        6.4.3 Detailing                            159 (1)
        6.4.4 Design example                       159 (5)
      6.5 Problems                                 164 (4)
    7 Bond and stress development                  168 (14)
      7.1 Introduction                             168 (2)
        7.1.1 General remarks                      168 (1)
        7.1.2 Anchorage bond and development       168 (1)
        length
        7.1.3 Mechanism of bond resistance         169 (1)
        7.1.4 Effects of bar position              170 (1)
      7.2 Design formulas for stress development   170 (5)
        7.2.1 Basic and refined development        171 (2)
        lengths for a bar in tension
        7.2.2 Standard hooks and cog               173 (1)
        7.2.3 Deformed and plain bars in           174 (1)
        compression
        7.2.4 Bundled bars                         175 (1)
      7.3 Splicing of reinforcement                175 (2)
        7.3.1 Bars in tension                      176 (1)
        7.3.2 Bars in compression                  176 (1)
        7.3.3 Bundled bars                         177 (1)
        7.3.4 Mesh in tension                      177 (1)
      7.4 Illustrative examples                    177 (3)
        7.4.1 Example 1                            177 (2)
        7.4.2 Example 2                            179 (1)
      7.5 Problems                                 180 (2)
    8 Slabs                                        182 (73)
      8.1 Introduction                             182 (5)
        8.1.1 One-way slabs                        182 (1)
        8.1.2 Two-way slabs                        183 (2)
        8.1.3 Effects of concentrated load         185 (1)
        8.1.4 Moment redistribution                186 (1)
      8.2 One-way slabs                            187 (11)
        8.2.1 Simplified method of analysis        187 (2)
        8.2.2 Reinforcement requirements           189 (1)
        8.2.3 Deflection check                     190 (2)
        8.2.4 Design example                       192 (6)
      8.3 Two-way slabs supported on four sides    198 (16)
        8.3.1 Simplified method of analysis        198 (6)
        8.3.2 Reinforcement requirements for       204 (2)
        bending
        8.3.3 Corner reinforcement                 206 (1)
        8.3.4 Deflection check                     207 (1)
        8.3.5 Crack control                        208 (1)
        8.3.6 Design example                       208 (6)
      8.4 Multispan two-way slabs                  214 (6)
        8.4.1 General remarks                      214 (1)
        8.4.2 Design strips                        214 (2)
        8.4.3 Limitations of the simplified        216 (1)
        method of analysis
        8.4.4 Total moment and its distribution    217 (1)
        8.4.5 Punching shear                       218 (1)
        8.4.6 Reinforcement requirements           219 (1)
        8.4.7 Shrinkage and temperature steel      220 (1)
      8.5 The idealised frame approach             220 (4)
        8.5.1 The idealised frame                  220 (2)
        8.5.2 Structural analysis                  222 (1)
        8.5.3 Distribution of moments              223 (1)
      8.6 Punching shear design                    224 (11)
        8.6.1 Geometry and definitions             224 (1)
        8.6.2 Drop panel and shear head            225 (1)
        8.6.3 The basic strength                   225 (1)
        8.6.4 The ultimate strength                226 (1)
        8.6.5 Minimum effective slab thickness     227 (1)
        8.6.6 Design of torsion strips             228 (1)
        8.6.7 Design of spandrel beams             229 (2)
        8.6.8 Detailing of reinforcement           231 (1)
        8.6.9 Summary                              231 (1)
        8.6.10 Illustrative example                232 (3)
        8.6.11 Semi-empirical approach and         235 (1)
        layered finite element method
      8.7 Slab design for multistorey flat         235 (16)
      plate structures
        8.7.1 Details and idealisation of a        236 (1)
        three-storey building
        8.7.2 Loading details                      237 (1)
        8.7.3 Load combinations                    238 (2)
        8.7.4 Material and other specifications    240 (1)
        8.7.5 Structural analysis and moment       240 (1)
        envelopes
        8.7.6 Design strips and design moments     241 (2)
        8.7.7 Design of column and middle strips   243 (5)
        8.7.8 Serviceability check - total         248 (1)
        deflection
        8.7.9 Reinforcement detailing and layout   249 (2)
        8.7.10 Comments                            251 (1)
      8.8 Problems                                 251 (4)
    9 Columns                                      255 (41)
      9.1 Introduction                             255 (2)
      9.2 Centrally loaded columns                 257 (1)
      9.3 Columns in uniaxial bending              258 (11)
        9.3.1 Strength formulas                    258 (2)
        9.3.2 Tension, compression,                260 (2)
        decompression and balanced failure
        9.3.3 Interaction diagram                  262 (5)
        9.3.4 Approximate analysis of columns      267 (1)
        failing in compression
        9.3.5 Strengths between decompression      268 (1)
        and squash points
      9.4 Analysis of columns with an arbitrary    269 (11)
      cross-section
        9.4.1 Iterative approach                   269 (2)
        9.4.2 Illustrative example of iterative    271 (4)
        approach
        9.4.3 Semi-graphical method                275 (2)
        9.4.4 Illustrative example of              277 (3)
        semi-graphical method
      9.5 Capacity reduction factor                280 (1)
      9.6 Preliminary design procedure             281 (1)
        9.6.1 Design steps                         281 (1)
        9.6.2 Illustrative example                 282 (1)
      9.7 Short column requirements                282 (1)
      9.8 Moment magnifiers for slender columns    283 (3)
        9.8.1 Braced columns                       284 (1)
        9.8.2 Unbraced columns                     285 (1)
      9.9 Biaxial bending effects                  286 (2)
      9.10 Reinforcement requirements              288 (2)
        9.10.1 Limitations and bundled bars        288 (1)
        9.10.2 Lateral restraint and core          288 (1)
        confinement
        9.10.3 Recommendations                     289 (1)
      9.11 Comments                                290 (1)
      9.12 Problems                                291 (5)
    10 Walls                                       296 (15)
      10.1 Introduction                            296 (1)
      10.2 Standard provisions                     297 (1)
      10.3 Walls under vertical loading only       298 (4)
        10.3.1 Simplified method                   298 (2)
        10.3.2 American Concrete Institute code    300 (1)
        provision
        10.3.3 New design formula                  300 (1)
        10.3.4 Alternative column design method    301 (1)
      10.4 Walls subjected to in-plane             302 (2)
      horizontal forces
        10.4.1 General requirements                302 (1)
        10.4.2 Design strength in shear            302 (1)
        10.4.3 American Concrete Institute         303 (1)
        recommendations
      10.5 Reinforcement requirements              304 (1)
      10.6 Illustrative examples  305 (5)
        10.6.1 Example 1 - load-bearing wall       305 (1)
        10.6.2 Example 2 - tilt-up panel           306 (1)
        10.6.3 Example 3 - the new strength        307 (1)
        formula
        10.6.4 Example 4 - design shear strength   308 (2)
      10.7 Problems                                310 (1)
    11 Footings, pile caps and retaining walls     311 (64)
      11.1 Introduction                            311 (1)
      11.2 Wall footings                           312 (13)
        11.2.1 General remarks                     312 (2)
        11.2.2 Eccentric loading                   314 (4)
        11.2.3 Concentric loading                  318 (1)
        11.2.4 Asymmetrical footings               318 (1)
        11.2.5 Design example                      319 (6)
      11.3 Column footings                         325 (16)
        11.3.1 General remarks                     325 (1)
        11.3.2 Centrally loaded square footings    326 (1)
        11.3.3 Eccentric loading                   327 (4)
        11.3.4 Multiple columns                    331 (1)
        11.3.5 Biaxial bending                     332 (1)
        11.3.6 Reinforcement requirements          333 (1)
        11.3.7 Design example                      333 (8)
      11.4 Pile caps                               341 (5)
        11.4.1 Concentric column loading           341 (4)
        11.4.2 Biaxial bending                     345 (1)
      11.5 Retaining walls                         346 (27)
        11.5.1 General remarks                     346 (2)
        11.5.2 Stability considerations            348 (5)
        11.5.3 Active earth pressure               353 (2)
        11.5.4 Design subsoil pressures            355 (2)
        11.5.5 Design moments and shear forces     357 (2)
        11.5.6 Load combinations                   359 (1)
        11.5.7 Illustrative example                359 (14)
      11.6 Problems                                373 (2)
  Part 2 Prestressed concrete                      375 (82)
    12 Introduction to prestressed concrete        377 (12)
      12.1 General remarks                         377 (1)
      12.2 Non-engineering examples of             378 (2)
      prestressing
        12.2.1 Wooden barrel                       378 (1)
        12.2.2 Stack of books                      378 (2)
      12.3 Principle of superposition              380 (2)
      12.4 Types of prestressing                   382 (2)
        12.4.1 Pretensioning                       382 (1)
        12.4.2 Post-tensioning                     383 (1)
      12.5 Partial prestressing                    384 (1)
      12.6 Tensile strength of tendons and         385 (1)
      cables
      12.7 Australian Standard precast             385 (4)
      prestressed concrete bridge girder
      sections
    13 Critical stress state analysis of beams     389 (23)
      13.1 Assumptions                             389 (1)
      13.2 Notation                                389 (2)
      13.3 Loss of prestress                       391 (5)
        13.3.1 Standard provisions                 391 (1)
        13.3.2 Examples of prestress loss due      392 (3)
        to elastic shortening of concrete
        13.3.3 Effective prestress coefficient     395 (1)
        13.3.4 Stress equations at transfer and    395 (1)
        after loss
      13.4 Permissible stresses c and ct           396 (1)
      13.5 Maximum and minimum external moments    397 (3)
      13.6 Case A and Case B prestressing          400 (2)
        13.6.1 Fundamentals                        400 (2)
        13.6.2 Applying Case A and Case B          402 (1)
      13.7 Critical stress state (CSS) equations   402 (5)
        13.7.1 Case A prestressing                 403 (1)
        13.7.2 Case B prestressing                 404 (1)
        13.7.3 Summary of Case A and Case B        405 (2)
        equations
      13.8 Application of CSS equations            407 (2)
      13.9 Problems                                409 (3)
    14 Critical stress state design of beams       412 (22)
      14.1 Design considerations                   412 (1)
      14.2 Formulas and procedures - Case A        413 (3)
        14.2.1 Elastic section moduli              413 (1)
        14.2.2 Magnel's plot for Case A            414 (1)
        14.2.3 Design steps                        415 (1)
      14.3 Formulas and procedures - Case B        416 (2)
        14.3.1 Elastic section moduli              416 (1)
        14.3.2 Magnel's plot for Case B            417 (1)
        14.3.3 Design steps                        418 (1)
      14.4 Design examples                         418 (14)
        14.4.1 Simply supported beam               418 (4)
        14.4.2 Simple beam with overhang           422 (4)
        14.4.3 Cantilever beam                     426 (6)
      14.5 Problems                                432 (2)
    15 Ultimate strength analysis of beams         434 (14)
      15.1 General remarks                         434 (1)
      15.2 Cracking moment (Mcr)                   435 (1)
        15.2.1 Formula                             435 (1)
        15.2.2 Illustrative example                435 (1)
      15.3 Ultimate moment (Mu) for partially      436 (3)
      prestressed sections
        15.3.1 General equations                   436 (1)
        15.3.2 Sections with bonded tendons        437 (1)
        15.3.3 Sections with unbonded tendons      438 (1)
      15.4 Ductility requirements - reduced        439 (1)
      ultimate moment equations
      15.5 Design procedure                        440 (2)
        15.5.1 Recommended steps                   440 (1)
        15.5.2 Illustrative example                441 (1)
      15.6 Nonrectangular sections                 442 (3)
        15.6.1 Ultimate moment equations           442 (1)
        15.6.2 Illustrative example                443 (2)
      15.7 Problems                                445 (3)
    16 End blocks for prestressing anchorages      448 (9)
      16.1 General remarks                         448 (1)
      16.2 Pretensioned beams                      448 (2)
      16.3 Post-tensioned beams                    450 (2)
        16.3.1 Bursting stress                     451 (1)
        16.3.2 Spalling stress                     452 (1)
        16.3.3 Bearing stress                      452 (1)
        16.3.4 End blocks                          452 (1)
      16.4 End-block design                        452 (3)
        16.4.1 Geometry                            452 (1)
        16.4.2 Symmetrical prisms and design       453 (1)
        bursting forces
        16.4.3 Design spalling force               453 (2)
        16.4.4 Design for bearing stress           455 (1)
      16.5 Reinforcement and distribution          455 (1)
      16.6 Crack control                           456 (1)
Appendix A Elastic neutral axis                    457 (2)
Appendix B Critical shear perimeter                459 (2)
Appendix C Strut-and-tie modelling of concrete     461 (25)
structures
Appendix D Australian Standard precast             486 (2)
prestressed concrete bridge girder sections
References                                         488 (8)
Index                                              496

关闭


版权所有:西安交通大学图书馆      设计与制作:西安交通大学数据与信息中心  
地址:陕西省西安市碑林区咸宁西路28号     邮编710049

推荐使用IE9以上浏览器、谷歌、搜狗、360浏览器;推荐分辨率1360*768以上