معرفی و بررسی کتاب Design of Reinforced Concrete

ویرایش نهم – Jack C. McCormac و Russell H. Brown (منطبق بر ACI 318-11)

کتاب Design of Reinforced Concrete نوشته جک مک‌کورمک (Jack C. McCormac) و راسل براون (Russell H. Brown)، یکی از روان‌ترین، محبوب‌ترین و شناخته‌شده‌ترین مراجع دانشگاهی در زمینه آموزش طراحی سازه‌های بتن آرمه است. شهرت اصلی کتاب‌های مک‌کورمک در بیان بسیار ساده، گام‌به‌گام و قابل فهم مفاهیم پیچیده مهندسی سازه است.

ویرایش نهم این اثر به طور کامل با آیین‌نامه ACI 318-11 تطبیق یافته و علاوه بر پوشش هر دو سیستم واحد U.S. Customary و SI Units، مباحث پایه‌ای و کاربردی از قبیل طراحی اعضای خمشی، برشی، پیچشی، ستون‌ها، دال‌های دوطرفه، دیوارهای حائل، بتن پیش‌تنیده و سازه‌های بنایی مسلح را در خود جای داده است.

مشخصات فنی کتاب

ویژگی‌های کلیدی و برجسته کتاب

• زبان ساده و رویکرد آموزشی گام‌به‌گام: مناسب‌ترین کتاب برای دانشجویانی که برای اولین بار درس بتن آرمه را مطالعه می‌کنند و به دنبال درک شهودی رفتار مقاطع هستند.
• پوشش جامع مثال‌های عددی و SI: برخلاف بسیاری از مراجع آمریکایی، در پایان هر بخش و در پیوست B، مثال‌ها، معادلات و جداول طراحی در سیستم واحدهای SI نیز ارائه شده‌اند.
• نمودارهای اندرکنش و جداول کمکی: ارائه جداول کامل مشخصات مقاطع و نمودارهای اندرکنش بار محوری–لنگر ($P-M$P−M) برای طراحی دقیق و سریع ستون‌های کوتاه و لاغر.
• پوشش سازه‌های بتنی پیوسته و قاب‌ها: فصول ۱۴ و ۱۷ به تحلیل تقریبی و دقیق قاب‌های ساختمانی تحت بارهای ثقلی و جانبی و روش قاب معادل اختصاص یافته‌اند.
• فصول ویژه کاربردی: دارا بودن فصول مستقل برای بتن پیش‌تنیده (Prestressed Concrete) در فصل ۱۹ و سازه‌های بنایی مسلح (Reinforced Concrete Masonry) در فصل ۲۰.
• پیوست‌های تکمیلی مهندسی: بررسی روش بست و بند (Strut-and-Tie) در پیوست C و اصول طراحی لرزه‌ای بر اساس ACI در پیوست D.

ساختار و سرفصل‌های کتاب

این کتاب در ۲۰ فصل جامع و ۴ پیوست تدوین شده است:

• فصل ۱: مقدمه (Introduction): خواص بتن و فولاد، انواع سیمان و مواد افزودنی، میلگردها و بارهای طراحی.
• فصل ۲: تحلیل خمشی تیرها (Flexural Analysis of Beams): لنگر ترک‌خوردگی، تحلیل تنش‌های الاستیک و لنگر اسمی نهایی.
• فصل ۳: تحلیل مقاومت تیرها بر اساس کد ACI (Strength Analysis of Beams): مفهوم طراحی مقاومت، مقاطع بالانس، کنترل کرنش و ضرایب $\phi$ϕ.
• فصل ۴: طراحی تیرهای مستطیلی و دال‌های یک‌طرفه (Design of Rectangular Beams and One-Way Slabs).
• فصل ۵: تحلیل و طراحی تیرهای T شکل و تیرهای دوبل‌آرماتوره (T-Beams & Doubly Reinforced Beams).
• فصل ۶: قابلیت بهره‌برداری (Serviceability): کنترل خیز آنی و درازمدت، ممان اینرسی مؤثر و کنترل عرض ترک‌ها.
• فصل ۷: پیوستگی، طول مهارداری و وصله‌ها (Bond, Development Lengths, and Splices): قلاب‌ها، مهارهای مکانیکی و وصله میلگردها.
• فصل ۸: برش و کشش قطری (Shear and Diagonal Tension): خاموت‌گذاری، رفتار تیر تحت برش و اصطکاک برشی.
• فصل ۹: مقدمه‌ای بر ستون‌ها (Introduction to Columns): ظرفیت محوری ستون‌های تنگ‌دار و دورپیچ.
• فصل ۱۰: طراحی ستون‌های کوتاه تحت بار محوری و خمش (Short Columns & Interaction Diagrams).
• فصل ۱۱: ستون‌های لاغر (Slender Columns): اثرات لاغری، قاب‌های مهارشده و مهارنشده و ضریب تشدید لنگر.
• فصل ۱۲: پی‌ها (Footings): پی‌های منفرد، نواری، مرکب و توزیع فشار خاک.
• فصل ۱۳: دیوارهای حائل (Retaining Walls): فشارهای جانبی خاک، پایداری و طراحی دیوارهای طره‌ای.
• فصل ۱۴: سازه‌های بتن آرمه ممتد (Continuous Reinforced Concrete Structures): خطوط تأثیر، تحلیل تقریبی بارهای قائم و جانبی.
• فصل ۱۵: پیچش (Torsion): رفتار مقاطع در پیچش و طراحی آرماتورهای طولی و عرضی.
• فصل ۱۶: دال‌های دوطرفه - روش طراحی مستقیم (Two-Way Slabs: Direct Design Method).
• فصل ۱۷: دال‌های دوطرفه - روش قاب معادل (Two-Way Slabs: Equivalent Frame Method).
• فصل ۱۸: دیوارها (Walls): دیوارهای باربر بتنی و دیوارهای برشی.
• فصل ۱۹: بتن پیش‌تنیده (Prestressed Concrete): پیش‌کشیدگی، پس‌کشیدگی، افت‌های پیش‌تنیدگی و محاسبه تنش‌ها.
• فصل ۲۰: بنایی بتنی مسلح (Reinforced Concrete Masonry): مصالح بنایی، نعل‌درگاه‌ها و دیوارهای برشی بنایی.
• پیوست‌ها: جداول واحدهای مرسوم آمریکایی (پیوست A)، جداول سیستم SI (پیوست B)، روش بست و بند (پیوست C) و طراحی لرزه‌ای بتن آرمه (پیوست D).

مخاطبان هدف

• دانشجویان دوره کارشناسی مهندسی عمران: به عنوان بهترین کتاب درسی جهت شروع یادگیری دروس سازه‌های بتن آرمه ۱ و ۲.
• داوطلبان آزمون‌های نظام مهندسی و کارشناسی ارشد: جهت تسلط بر حل مسائل بنیادین خمش، برش، ستون و پی‌ها.
• مهندسان محاسب تازه‌کار: جهت مرور گام‌به‌گام و شفاف روندهای طراحی مطابق آیین‌نامه‌های برگرفته از ACI.