بسم الله الرحمن الرحيم
أهدي هذا العمل الي أحبائي طلاب الهندسة المدنية والانشائية والمعمارية وهندسة التشييد وزملائي المهندسين و كذلك أساتذة الهندسة الانشائية بالجامعات. أسأل الله أن ينفع به ويجعله خالصا لوجهه. ولا تبخلوا في الدعاء لي ان وجدتم فائدة في هذا الكتاب.
الكتاب يشمل جميع موضوعات تصميم الخرسانة المسلحة بطريقة ميسطة بدءا من الأحمال والنظم الانشائية حتي الأساسات وتدعيم المنشات في أكثر من 2000 صفحة.
لقد وضعت الكتاب\المحاضرات في ثلاثة روابط أولها للكتاب كاملا والثاني لفصول الكتاب منفصلة والثالث لموضوعات الكتاب الفرعية منفصلة
I provided the book in three formats for easy access in the Google Drive links below
The Full Book in a Single File:
*
Separate Book Chapters Files:
*
Separate Book Subtopic Files:
*
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
هذا كتابي الذي يمثل مجموعة محاضراتي في التصميم الانشائي للخرسانة المسلحة والتي أعددتها علي مدار سنوات واستخدمتها في التدريس لسنوات طويلة.
لقد شغلتني منذ فترة طويلة فكرة تـأليف كتاب دراسي احترافي في تصميم المنشآت الخرسانية بطريقة مبسطة، ولكنها محكمة من الناحية الفنية، مما يجعل المادة في متناول معظم طلاب الهندسة المدنية، حتى أولئك الذين لا ينوون التخصص في الهندسة الإنشائية. كنت أنوي أن يعكس الكتاب خبرتي في الهندسة الإنشائية، وتحديدًا تصميم الخرسانة الإنشائية، والتي تمتد لأكثر من 20 عامًا من الممارسة المهنية والبحث والتدريس. ومن هذا المنطلق، قمت على مر السنين بتأليف وتطوير مجموعتين من المحاضرات في تصميم الخرسانة المسلحة، استخدمتهما لتدريس الطلاب في جامعات الشرق الأوسط وأمريكا على مدار تاريخي الأكاديمي منذ درجة مساعد تدريس حتى أستاذ مشارك في الهندسة الإنشائية.
يهدف هذا "الكتاب" إلى تقديم مساهمة متواضعة في مجال التصميم الإنشائي للخرسانة المسلحة لجعله أكثر سهولة وتناولا وفائدة للطلاب الجامعيين والمهندسين الإنشائيين. والكتاب يمثل مجموعة محاضراتي في التصميم الخرساني ، والتي طورتها على مدار ثمان سنوات. معظم المادة المقدمة، وخاصة فيما يتعلق بالأنظمة الإنشائية والتحليل، يمكن أن تكون مفيدة في التصميم الخرساني باستخدام أي كود بناء، مع التعديلات المناسبة حسب الكود المحلي، حيث أن الأساس النظري المستخدم مشترك في العديد من الجوانب بين مختلف الأكواد المعتمدة.
وقد كنت أنوي الانتظار حتى أعيد كتابة هذه المحاضرات وأحدثها، مع إثرائها بمناقشات ومواد توضيحية إضافية، في نسق كتاب احترافي واختيار ناشر لتحرير ذلك الكتاب ونشره بشكل جذاب. ولكن هذا المشروع، ونظرًا لضخامة حجم المادة والتزاماتي الأكاديمية والمهنية الحالية، قد يستغرق بضع سنوات أخرى حتى يكتمل بالطريقة التي تصورتها. ولذلك فقد شعرت بالذنب لتأخير نشر هذا العلم حتى ييسر الله النشر الرسمي رغم أنه يمكن أن يساعد العديد من الطلاب والمهندسين حتى ذلك الحين، وبالتالي فإنني أقدم هذه المحاضرات كما هي بخط يدي ورسومي التوضيحية اليدوية في هذا "الكتاب"، مع نيتي مراجعتها وتحديثها ونشرها بشكل احترافي في المستقبل إن شاء الله. وقد ساعدت هذه المحاضرات على مدار السنوات آلافا من طلاب الهندسة المدنية والمهندسين الممارسين على تعلم تصميم الخرسانة الإنشائية بنجاح.
يرجى العلم بأنني أحتفظ بحقوق نشر هذه المادة لغرض وحيد هو نشر الكتاب بطريقة أكثر رسمية في المستقبل؛ ومع ذلك، فأنا أمنح الحق لأي فرد في استخدام الكتاب للأغراض الأكاديمية والتعليمية أو لأغراض التصميم الاحترافي دون إذني. كما أمنح الحق لأي فرد في نشر هذه المادة كما هي على الإنترنت وتوزيعها كما هي إلكترونيًا أو مطبوعة. لكن القيد الوحيد على الاستخدام هو إعادة إنتاج المادة جزئيًا أو كليًا بتنسيق مختلف دون الاقتباس المناسب لاستخدامها لأغراض تجارية دون إذن.
دكتور مهندس: وائل حسن
أستاذ مشارك في الهندسة الإنشائية
I have been occupied for long time with the idea of writing a professional textbook on the design of concrete structures that presents this challenging subject in a simplified way, yet technically rigorous, accessible to most civil engineering students, even those not to specialize as structural engineers. I had intended that the book reflects my expertise in structural engineering, specifically concrete design, spanning more than 20 years of professional practice, research, and teaching. With that in mind, I developed over the years sets of lecture notes on reinforced concrete design that I used in various academic roles from teaching assistant to associate professor to teach undergraduate students in higher education institutions in the Middle East and North America
This “book” is intended as a humble contribution in the field of structural design of reinforced concrete to make it more approachable, handy, and useful to undergraduate students and practicing structural engineers. It represents my set of lecture notes on concrete design developed over the period of eight years. However, most of the material presented, especially on the analysis and systems, can be useful in concrete design using any building code, with proper modifications according to local codes, since the theoretical basis used is common in many aspects among various codes
My intent was to wait until I rewrite these lecture notes, with additional formal discussions, in a formal textbook format and assign a publisher to edit and disseminate that textbook professionally. However, given the substantial size of the material and my current academic and professional commitments, this project can take a few more years to be completed in the presentable way I envisioned. I felt guilty to hold back this knowledge further until formal publication although it can help many students and engineers until then, thus I am presenting these lecture notes as is with my handwriting and manual drawings in this “book,” with the intent of revising, upgrading and publishing it professionally in the future. Please refer to the remark in the Introduction chapter for details about the consistency of this book with the latest version of the Egyptian Code ECP 203-2020. The material in its current format is generally self-contained and it helped thousands of civil engineering students and practicing engineers learn concrete design successfully.
I retain my publishing rights of this material for the sole intention of publishing the textbook in a more formal manner in the future; however, I grant the right to any individual to use the book for academic and educational purposes or professional design purposes without my permission. I further grant the right to any individual to post this material as is on the Internet and to distribute as is electronically or in print. The only restriction is to reproduce the material in part or whole in a different format without proper citation to use for commercial purposes without permission.
Wael M. Hassan, Ph.D., P.E., S.E., F.ACI, F.ASCE, F.SEI
Associate Professor of Structural Engineering
TABLE OF CONTENTS
PREFACE
ACKNOWLEDGEMENT
CHAPTER 1: Introduction
Overview
Organization of the "Book"
CHAPTER 2: Design of Reinforced Concrete Beams
Loads on RC Beams
Loads on RC Beams Solved Problems
Straining Actions/Internal Forces of RC Beams
Fundamentals of Reinforced Concrete Design/Stages of Concrete Cracking
Ultimate Limit State Design Method
Ultimate Limit State Design Solved Problems
Flexural Design of RC Beams
Flexural Design of RC Beams Solved Problems
Design of Continuous Beams
Shear Design of Concrete Beams
Torsion Design of RC Beams
Serviceability Limit States I: Deflection Calculations
Serviceability Limit States II: Crack Control
Shear Friction Design
Design of Short Cantilevers
Design of Deep Beams
Problems on RC Beam Design
CHAPTER 3: Design of Reinforced Concrete Slabs
Design of RC Solid Slab and Beam System
RC Solid Slab Design Solved Problems
RC Paneled Beam System
RC Paneled Beams Solved Problems
Design of Hollow Block Slab Systems
Hollow Block Slabs: Commentary for Students
Solved Problems on Hollow Block Slabs
Design of RC Flat Plate and Flat Slab Systems
Solved Problems on RC Flat Slabs
Design of RC Stairs
RC Stairs Reinforcement Details and Solved Problems
Sample Exam Problems on RC Stairs
Sample Exam Problems and Ideas on Floor Slabs
Summary Notes on RC Slab Design and Exam Problems
Unsolved Practice Problems on RC Slabs
CHAPTER 4: Design of Reinforced Concrete Columns
RC Column Design
Column Design Example
Column Design Summary and Commentary for Students
Eccentric Section Design
Eccentric Section Commentary for Students
RC Columns Design Tips
RC Columns Problems
CHAPTER 5: Foundation Design
Design of Isolated Footings
Solved Problems on Isolated Footing Design
CHAPTER 6: Design of Reinforced Concrete Frames
Reinforced Concrete Frames Design
Reinforced Concrete Frames Solved Problems and Exams
Sample Practice Problems
CHAPTER 7: Design of Reinforced Concrete Halls
Design of RC Halls: North Light Roof Systems
Commentary for Students on RC Hall Design
CHAPTER 8: Design of Concrete Tanks and Water Structures
Crack Control of Concrete Structures
Solved Problems on RC Crack Control
Design of Rectangular RC Tanks
Design of Circular RC Tanks
Design of RC Tanks Rested on Soil
Solved Problems on RC Tank Design
Practice Problems
CHAPTER 9: Design of RC Buildings for Lateral Loads
Design for Lateral Loads
CHAPTER 10: Design of Prestressed Concrete Structures
Prestressed Concrete Design
Prestressed Concrete Losses
Prestressed Concrete Anchorage
CHAPTER 11: Design of Repair and Retrofit of RC Structures
Cracks in RC Structures
Concrete Structures Assessment Tests
Repair and Retrofit of Concrete Slabs
Repair and Retrofit of Concrete Beams
Repair and Retrofit of Concrete Columns
أهدي هذا العمل الي أحبائي طلاب الهندسة المدنية والانشائية والمعمارية وهندسة التشييد وزملائي المهندسين و كذلك أساتذة الهندسة الانشائية بالجامعات. أسأل الله أن ينفع به ويجعله خالصا لوجهه. ولا تبخلوا في الدعاء لي ان وجدتم فائدة في هذا الكتاب.
الكتاب يشمل جميع موضوعات تصميم الخرسانة المسلحة بطريقة ميسطة بدءا من الأحمال والنظم الانشائية حتي الأساسات وتدعيم المنشات في أكثر من 2000 صفحة.
لقد وضعت الكتاب\المحاضرات في ثلاثة روابط أولها للكتاب كاملا والثاني لفصول الكتاب منفصلة والثالث لموضوعات الكتاب الفرعية منفصلة
I provided the book in three formats for easy access in the Google Drive links below
The Full Book in a Single File:
*
Separate Book Chapters Files:
*
Separate Book Subtopic Files:
*
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
هذا كتابي الذي يمثل مجموعة محاضراتي في التصميم الانشائي للخرسانة المسلحة والتي أعددتها علي مدار سنوات واستخدمتها في التدريس لسنوات طويلة.
لقد شغلتني منذ فترة طويلة فكرة تـأليف كتاب دراسي احترافي في تصميم المنشآت الخرسانية بطريقة مبسطة، ولكنها محكمة من الناحية الفنية، مما يجعل المادة في متناول معظم طلاب الهندسة المدنية، حتى أولئك الذين لا ينوون التخصص في الهندسة الإنشائية. كنت أنوي أن يعكس الكتاب خبرتي في الهندسة الإنشائية، وتحديدًا تصميم الخرسانة الإنشائية، والتي تمتد لأكثر من 20 عامًا من الممارسة المهنية والبحث والتدريس. ومن هذا المنطلق، قمت على مر السنين بتأليف وتطوير مجموعتين من المحاضرات في تصميم الخرسانة المسلحة، استخدمتهما لتدريس الطلاب في جامعات الشرق الأوسط وأمريكا على مدار تاريخي الأكاديمي منذ درجة مساعد تدريس حتى أستاذ مشارك في الهندسة الإنشائية.
يهدف هذا "الكتاب" إلى تقديم مساهمة متواضعة في مجال التصميم الإنشائي للخرسانة المسلحة لجعله أكثر سهولة وتناولا وفائدة للطلاب الجامعيين والمهندسين الإنشائيين. والكتاب يمثل مجموعة محاضراتي في التصميم الخرساني ، والتي طورتها على مدار ثمان سنوات. معظم المادة المقدمة، وخاصة فيما يتعلق بالأنظمة الإنشائية والتحليل، يمكن أن تكون مفيدة في التصميم الخرساني باستخدام أي كود بناء، مع التعديلات المناسبة حسب الكود المحلي، حيث أن الأساس النظري المستخدم مشترك في العديد من الجوانب بين مختلف الأكواد المعتمدة.
وقد كنت أنوي الانتظار حتى أعيد كتابة هذه المحاضرات وأحدثها، مع إثرائها بمناقشات ومواد توضيحية إضافية، في نسق كتاب احترافي واختيار ناشر لتحرير ذلك الكتاب ونشره بشكل جذاب. ولكن هذا المشروع، ونظرًا لضخامة حجم المادة والتزاماتي الأكاديمية والمهنية الحالية، قد يستغرق بضع سنوات أخرى حتى يكتمل بالطريقة التي تصورتها. ولذلك فقد شعرت بالذنب لتأخير نشر هذا العلم حتى ييسر الله النشر الرسمي رغم أنه يمكن أن يساعد العديد من الطلاب والمهندسين حتى ذلك الحين، وبالتالي فإنني أقدم هذه المحاضرات كما هي بخط يدي ورسومي التوضيحية اليدوية في هذا "الكتاب"، مع نيتي مراجعتها وتحديثها ونشرها بشكل احترافي في المستقبل إن شاء الله. وقد ساعدت هذه المحاضرات على مدار السنوات آلافا من طلاب الهندسة المدنية والمهندسين الممارسين على تعلم تصميم الخرسانة الإنشائية بنجاح.
يرجى العلم بأنني أحتفظ بحقوق نشر هذه المادة لغرض وحيد هو نشر الكتاب بطريقة أكثر رسمية في المستقبل؛ ومع ذلك، فأنا أمنح الحق لأي فرد في استخدام الكتاب للأغراض الأكاديمية والتعليمية أو لأغراض التصميم الاحترافي دون إذني. كما أمنح الحق لأي فرد في نشر هذه المادة كما هي على الإنترنت وتوزيعها كما هي إلكترونيًا أو مطبوعة. لكن القيد الوحيد على الاستخدام هو إعادة إنتاج المادة جزئيًا أو كليًا بتنسيق مختلف دون الاقتباس المناسب لاستخدامها لأغراض تجارية دون إذن.
دكتور مهندس: وائل حسن
أستاذ مشارك في الهندسة الإنشائية
I have been occupied for long time with the idea of writing a professional textbook on the design of concrete structures that presents this challenging subject in a simplified way, yet technically rigorous, accessible to most civil engineering students, even those not to specialize as structural engineers. I had intended that the book reflects my expertise in structural engineering, specifically concrete design, spanning more than 20 years of professional practice, research, and teaching. With that in mind, I developed over the years sets of lecture notes on reinforced concrete design that I used in various academic roles from teaching assistant to associate professor to teach undergraduate students in higher education institutions in the Middle East and North America
This “book” is intended as a humble contribution in the field of structural design of reinforced concrete to make it more approachable, handy, and useful to undergraduate students and practicing structural engineers. It represents my set of lecture notes on concrete design developed over the period of eight years. However, most of the material presented, especially on the analysis and systems, can be useful in concrete design using any building code, with proper modifications according to local codes, since the theoretical basis used is common in many aspects among various codes
My intent was to wait until I rewrite these lecture notes, with additional formal discussions, in a formal textbook format and assign a publisher to edit and disseminate that textbook professionally. However, given the substantial size of the material and my current academic and professional commitments, this project can take a few more years to be completed in the presentable way I envisioned. I felt guilty to hold back this knowledge further until formal publication although it can help many students and engineers until then, thus I am presenting these lecture notes as is with my handwriting and manual drawings in this “book,” with the intent of revising, upgrading and publishing it professionally in the future. Please refer to the remark in the Introduction chapter for details about the consistency of this book with the latest version of the Egyptian Code ECP 203-2020. The material in its current format is generally self-contained and it helped thousands of civil engineering students and practicing engineers learn concrete design successfully.
I retain my publishing rights of this material for the sole intention of publishing the textbook in a more formal manner in the future; however, I grant the right to any individual to use the book for academic and educational purposes or professional design purposes without my permission. I further grant the right to any individual to post this material as is on the Internet and to distribute as is electronically or in print. The only restriction is to reproduce the material in part or whole in a different format without proper citation to use for commercial purposes without permission.
Wael M. Hassan, Ph.D., P.E., S.E., F.ACI, F.ASCE, F.SEI
Associate Professor of Structural Engineering
TABLE OF CONTENTS
PREFACE
ACKNOWLEDGEMENT
CHAPTER 1: Introduction
Overview
Organization of the "Book"
CHAPTER 2: Design of Reinforced Concrete Beams
Loads on RC Beams
Loads on RC Beams Solved Problems
Straining Actions/Internal Forces of RC Beams
Fundamentals of Reinforced Concrete Design/Stages of Concrete Cracking
Ultimate Limit State Design Method
Ultimate Limit State Design Solved Problems
Flexural Design of RC Beams
Flexural Design of RC Beams Solved Problems
Design of Continuous Beams
Shear Design of Concrete Beams
Torsion Design of RC Beams
Serviceability Limit States I: Deflection Calculations
Serviceability Limit States II: Crack Control
Shear Friction Design
Design of Short Cantilevers
Design of Deep Beams
Problems on RC Beam Design
CHAPTER 3: Design of Reinforced Concrete Slabs
Design of RC Solid Slab and Beam System
RC Solid Slab Design Solved Problems
RC Paneled Beam System
RC Paneled Beams Solved Problems
Design of Hollow Block Slab Systems
Hollow Block Slabs: Commentary for Students
Solved Problems on Hollow Block Slabs
Design of RC Flat Plate and Flat Slab Systems
Solved Problems on RC Flat Slabs
Design of RC Stairs
RC Stairs Reinforcement Details and Solved Problems
Sample Exam Problems on RC Stairs
Sample Exam Problems and Ideas on Floor Slabs
Summary Notes on RC Slab Design and Exam Problems
Unsolved Practice Problems on RC Slabs
CHAPTER 4: Design of Reinforced Concrete Columns
RC Column Design
Column Design Example
Column Design Summary and Commentary for Students
Eccentric Section Design
Eccentric Section Commentary for Students
RC Columns Design Tips
RC Columns Problems
CHAPTER 5: Foundation Design
Design of Isolated Footings
Solved Problems on Isolated Footing Design
CHAPTER 6: Design of Reinforced Concrete Frames
Reinforced Concrete Frames Design
Reinforced Concrete Frames Solved Problems and Exams
Sample Practice Problems
CHAPTER 7: Design of Reinforced Concrete Halls
Design of RC Halls: North Light Roof Systems
Commentary for Students on RC Hall Design
CHAPTER 8: Design of Concrete Tanks and Water Structures
Crack Control of Concrete Structures
Solved Problems on RC Crack Control
Design of Rectangular RC Tanks
Design of Circular RC Tanks
Design of RC Tanks Rested on Soil
Solved Problems on RC Tank Design
Practice Problems
CHAPTER 9: Design of RC Buildings for Lateral Loads
Design for Lateral Loads
CHAPTER 10: Design of Prestressed Concrete Structures
Prestressed Concrete Design
Prestressed Concrete Losses
Prestressed Concrete Anchorage
CHAPTER 11: Design of Repair and Retrofit of RC Structures
Cracks in RC Structures
Concrete Structures Assessment Tests
Repair and Retrofit of Concrete Slabs
Repair and Retrofit of Concrete Beams
Repair and Retrofit of Concrete Columns