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《水工钢筋混凝土结构设计技术研究》是《水工混凝土结构设计规范》（DL／T 5057-1996）修订专题研究成果。全书系统介绍了新《水工混凝土结构设计规范》（DL／T 5057-2009）采用的可靠度、设计和结构分析基本原则；详细地阐述和讨论了钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法和无抗冲切钢筋混凝土板受冲切承载力计算方法，配置抗冲切钢筋混凝土板受冲切承载力计算公式、裂缝开展宽度计算公式、预应力闸墩设计基本原则和计算公式，以及简单锚块预应力闸墩“应力修正法”计算公式、独立牛腿各种剪跨比条件下牛腿配筋计算公式，非杆件体系混凝土结构裂缝控制验算原则、非杆件体系结构配筋计算原则等所进行的结构模型试验、数值仿真分析、公式的推导和提炼过程。书中所介绍的成果绝大部分已被写入DL／T 5057-2009，对新的水工混凝土结构设计规范理解和应用具有重要帮助。《水工钢筋混凝土结构设计技术研究》可供工程设计人员、科研人员和工程管理人员阅读，也可供其他有关专业人员参考。
《水工钢筋混凝土结构设计技术研究》书籍简介 本书系统地探讨了水工钢筋混凝土结构的设计理论、计算方法、构造措施及施工关键技术，旨在为水利水电工程、港口与航道工程、海岸与海洋工程等领域的设计、研究及施工人员提供一本全面而深入的参考。全书内容紧密围绕钢筋混凝土在水工结构应用中的特点与挑战，从基础理论到实践应用，层层深入，力求全面展现该领域的技术前沿与发展趋势。 第一部分：水工钢筋混凝土结构基础理论 本部分首先梳理了钢筋混凝土的基本力学性能，并重点阐述了其在水工环境下的特殊表现。不同于普通民用建筑，水工结构常年承受水压力、波浪作用、泥沙磨损、冻融循环以及化学侵蚀等复杂荷载与环境影响。因此，理解混凝土与钢筋在这些极端条件下的老化机理、耐久性问题以及抗渗、抗裂性能至关重要。 混凝土材料特性与水工环境适应性： 详细介绍了水工混凝土常用的骨料、胶凝材料、外加剂等组成部分，以及它们如何影响混凝土的强度、耐久性、抗渗性、抗冻融性、抗腐蚀性等关键性能。特别关注了低水化热混凝土、抗硫酸盐侵蚀混凝土、高抗渗混凝土等在水工工程中的应用与技术要求。分析了不同水质（如含盐、酸、碱）对混凝土的侵蚀机理，并提出了相应的防护措施，如掺加矿物掺合料、使用特种水泥、表面防护层等。 钢筋的防腐与锚固： 深入探讨了钢筋在水工环境中的锈蚀机理，包括电化学腐蚀、化学腐蚀等。详细介绍了常用的防腐钢筋种类，如环氧涂层钢筋、镀锌钢筋、不锈钢钢筋等，并对其性能、适用范围、施工注意事项进行了阐述。同时，强调了钢筋锚固长度和构造的重要性，特别是在承受拉力、弯矩等复杂受力情况下的设计要求，以保证结构的整体性和安全性。 裂缝控制与耐久性设计： 裂缝是水工钢筋混凝土结构耐久性的重要敌人。本部分系统地分析了造成裂缝的原因，如温度应力、收缩应力、荷载应力、化学侵蚀等，并提出了有效的控制对策。详细介绍了水工结构裂缝控制的设计理念，包括合理配筋、温度控制、混凝土配合比优化、养护措施等。特别关注了在温度变化剧烈或厚大结构中的温度裂缝控制技术，如内部冷却、分散养护等。 第二部分：水工钢筋混凝土结构设计方法与计算 本部分聚焦于水工钢筋混凝土结构在不同受力状态下的设计计算。针对水工结构的独特性，结合相关设计规范与前沿研究成果，提供了详细的设计方法与实例。 水压力与波浪力作用下的设计： 详细讲解了不同类型水工结构（如挡土墙、船闸闸室、溢洪道、码头、水闸等）承受水压力（静水压力、动水压力）、真空吸力、风浪力、涌浪力等荷载的计算方法。重点阐述了如何根据结构形式、水深、地理位置等因素确定荷载的分布与大小。 其他重要荷载计算： 除了水压力和波浪力，还详细讨论了泥沙推移力、冰压力、船舶撞击力、地震作用、堆积物荷载等在水工结构设计中的考虑。针对不同荷载的特点，提供了相应的计算模型与参数取值建议。 基于极限承载能力和正常使用极限状态的设计： 详细阐述了水工钢筋混凝土结构设计应遵循的极限状态设计法，包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。针对承载能力极限状态，介绍了各种受力构件（如梁、板、墙、基础）的强度计算、配筋设计方法，特别是考虑了混凝土材料的非线性行为和钢筋的屈服特性。对于正常使用极限状态，重点关注了挠度、裂缝宽度、变形等对结构使用功能和耐久性的影响，并给出了相应的验算方法和构造措施。 特殊结构的结构分析与设计： 针对水闸、船闸、拦河坝、水力发电厂房、跨海大桥桥墩等具有代表性的水工钢筋混凝土结构，提供了其结构分析的通用方法与设计要点。例如，对大型闸室结构的整体稳定性、局部应力分析，对大体积混凝土结构的水化热与温度应力控制，对承受冲击荷载的码头结构抗撞设计等。 数值计算方法在水工结构设计中的应用： 介绍了有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）等先进的数值计算方法在复杂水工结构设计中的应用。通过具体的案例，展示了如何利用这些方法进行精确的应力分析、变形预测、流固耦合作用模拟，以及优化结构设计方案。 第三部分：水工钢筋混凝土结构的构造措施与施工技术 本部分从实践出发，深入探讨了水工钢筋混凝土结构的细部构造设计和关键施工技术，强调了设计与施工的紧密结合，确保工程质量与安全。 防水与防渗设计： 详细阐述了水工结构防水防渗的设计原则与常用措施。包括混凝土本身的抗渗性能要求、施工缝的防水处理、变形缝的防水设计、防渗墙（如帷幕灌浆、隔水膜）的设置与施工技术、表面防水涂层或材料的选择与施工等。 防冻融与抗磨损设计： 针对寒冷地区或受泥沙冲刷的部位，详细介绍了防冻融和抗磨损的构造措施。如采用抗冻融性能良好的混凝土配合比，设置抗冲刷混凝土保护层，优化水流形态以减小冲刷等。 施工缝处理与整体性保证： 详细讲解了混凝土施工过程中施工缝的形成、影响以及有效的处理技术，包括施工缝的留设位置、形式，以及止水带、界面剂等的使用，以保证结构的整体性和抗渗性。 大体积混凝土施工技术： 详细探讨了大体积混凝土浇筑过程中水化热的控制、温度裂缝的预防与处理技术，包括测温监控、内外冷却、分层浇筑、掺减水剂和矿物掺合料等。 钢筋工程的施工技术： 重点介绍了钢筋的加工、绑扎、焊接、预应力钢筋的张拉与锚固等关键施工技术，强调了钢筋保护层厚度的控制、钢筋骨架的稳定性以及施工过程中的质量检查。 模板与支架技术： 详细介绍了水工结构中常用的模板类型、材料选择、拼装与拆除技术，以及支架系统的设计与搭设要求，确保模板能承受浇筑混凝土时的侧压力和施工荷载。 质量控制与检测技术： 总结了水工钢筋混凝土结构在施工过程中的各项质量控制要点，包括原材料检验、混凝土试配与检验、钢筋工程验收、混凝土浇筑过程监控、外观检查、强度检测、抗渗试验等，并介绍了常用的无损检测技术。 第四部分：前沿技术与发展趋势 本部分展望了水工钢筋混凝土结构设计与施工领域的新技术、新方法和发展趋势，为读者提供前瞻性的视野。 高性能混凝土在水工结构中的应用： 探讨了超高性能混凝土（UHPC）、纤维增强混凝土（FRC）等新型高性能混凝土材料在水工结构中的潜在应用，如提高耐久性、抗裂性、抗冲击性等。 智能化监测与健康诊断技术： 介绍了结构健康监测（SHM）技术在水工结构中的应用，如传感器部署、数据采集与分析，以及基于监测数据的结构状态评估与预警系统。 绿色建材与可持续设计： 讨论了如何利用可再生材料、再生骨料等绿色建材，以及优化设计方案以降低能耗、减少碳排放，实现水工结构的绿色建造与可持续发展。 BIM技术在水工结构设计与施工中的应用： 阐述了建筑信息模型（BIM）技术在水工结构项目全生命周期中的应用，包括协同设计、进度管理、成本控制、碰撞检测等方面。 智能化与自动化施工技术： 探讨了无人机检测、机器人施工、自动化测量等智能化与自动化技术在水工工程中的应用前景，以提高施工效率和工程质量。 本书内容丰富，理论联系实际，图文并茂，适合作为水利水电、港口航道、海洋工程等专业领域的设计师、工程师、研究人员及高等院校相关专业师生的参考书。通过阅读本书，读者将能够系统地掌握水工钢筋混凝土结构的设计精髓，解决实际工程中的技术难题，并了解该领域的最新发展动态。
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