Published in October 1985 by the Institution of Structural Engineers (IStructE) in collaboration with the Institution of Civil Engineers (ICE), this manual titled Manual for the Design of Reinforced Concrete Building Structures serves as a foundational guide for structural engineers involved in the design and construction of reinforced concrete buildings. It was developed under the leadership of an ad hoc committee chaired by D. J. Lee, BScTech, DIC, FEng, FIStructE, FICE, FIHT, with contributions from prominent experts such as S. J. Alexander, P. Beckmann, and others listed in the constitution section. The document is copyrighted under the Berne Convention and the International Copyright Convention, emphasizing its protected status while allowing limited copying for research or private study under UK copyright laws.
This manual emerged during a period when reinforced concrete was a dominant material in building construction, particularly in the UK and internationally. It aligns with British Standards, notably BS 8110 (Structural Use of Concrete), which was the prevailing code at the time. Although dated, it remains a valuable historical and practical reference for understanding fundamental principles of concrete design, especially in educational contexts, retrofitting projects, or regions where similar standards are still referenced. Its publication by IStructE underscores its authority, as the institution has long been a key body in advancing structural engineering practices.
Aims and Scope
The primary aim of this manual is to provide a practical, step-by-step framework for the design of reinforced concrete building structures, focusing on efficiency, safety, and compliance with engineering standards. It bridges the gap between theoretical knowledge and real-world application, offering guidance for both initial conceptual design and detailed final calculations. The scope is limited to building structures, excluding bridges, water-retaining structures, or specialized industrial facilities. It covers multi-story buildings, emphasizing elements like slabs, beams, columns, walls, and frames, while addressing key considerations such as stability, robustness, fire resistance, and durability.
This manual is intended for practicing structural engineers, architects, and students, promoting a systematic approach to design that minimizes errors and optimizes material use. It assumes familiarity with basic engineering principles but provides clear rules of thumb for preliminary sizing and detailed methodologies for final verification.
Structure and Key Contents
Spanning 89 pages, the manual is organized into four main chapters, preceded by a foreword, introduction, and contents list for easy navigation. It includes tables, charts, and design aids to facilitate calculations. Below is a detailed breakdown based on the contents:
- Foreword (Page 7): Sets the context, highlighting the manual's role in standardizing design practices.
- Chapter 1: Introduction (Pages 9) Outlines the aims, scope, and contents, providing an overview of how the manual should be used.
- Chapter 2: General Principles (Pages 10-12)
Covers foundational concepts essential for all designs:
- Stability and robustness to ensure structures can withstand accidental loads.
- Movement joints to accommodate thermal and shrinkage effects.
- Fire resistance and durability, including exposure conditions.
- Loading (dead, imposed, wind) and serviceability limit states (deflection, cracking).
- Material design stresses for concrete and reinforcement.
- Chapter 3: Initial Design (Pages 13-20)
Focuses on preliminary sizing and feasibility:
- Loads and material properties (e.g., concrete grades, steel yield strengths).
- Structural form, framing, fire resistance, and durability.
- Stiffness requirements for slabs and beams.
- Sizing guidelines for beams, columns, walls, and flat slabs, including shear checks and reinforcement estimates.
- Practical rules for widths, depths, and spans to ensure constructability.
- Chapter 4: Final Design (Pages 22-56+)
The most comprehensive section, detailing rigorous calculations:
- Introduction (Pages 22-23): Steps include checking information, compiling design data, amending drawings, and performing calculations.
- Slabs (Pages 24-38): Covers fire resistance, durability, bending moments, shear forces, span/effective depth ratios, and section design for solid, ribbed, and coffered slabs. Includes one-way, two-way, and flat slabs, with notes on precast floors.
- Structural Frames (Pages 38-39): Discusses sub-frame division, elastic analysis, moment redistribution, and design shear forces.
- Beams (Pages 40-48): Addresses fire resistance, durability, moments, shear, span/depth ratios, bending design, minimum/maximum reinforcement, and shear reinforcement.
- Columns (Pages 49-53): Covers slenderness, fire resistance, durability, axial loads, moments, section design, biaxial bending, and reinforcement.
- Walls (Pages 54-56): Includes slenderness, fire resistance, durability, axial loads, in-plane and perpendicular bending, and section design.
The manual likely includes appendices or design charts in later pages (not detailed in the excerpt), such as moment coefficients, shear tables, and reinforcement detailing guidelines.
Importance and Practical Value
This manual is a cornerstone for reinforced concrete design, emphasizing limit state principles (ultimate and serviceability) to ensure safe, economical structures. It promotes robustness against progressive collapse, as inspired by events like the Ronan Point disaster, and integrates durability to combat environmental degradation. For engineers in regions like Morocco (where the user is located), it can complement local codes such as the Moroccan Building Code or Eurocodes, offering timeless insights into concrete behavior.
In today's context (as of 2026), while updated standards like Eurocode 2 have superseded BS 8110, this document remains useful for legacy projects, educational purposes, or comparative studies. It encourages efficient designs that reduce material waste, aligning with modern sustainability goals. Reinforcement estimates in Chapter 3 aid in cost forecasting, making it practical for tenders and project planning.
Recommendations for Use and Download
This manual is made available for free download to support engineers, students, and professionals in advancing their knowledge of reinforced concrete design. It is particularly recommended for those designing mid-rise buildings, where concrete frames are common. For optimal use, pair it with software tools for analysis, but always verify against current codes. Download the PDF now to access this classic resource—ideal for reference in Casablanca's growing construction sector!
If you need excerpts from specific sections or updates on modern equivalents, let me know.
ContentsForeword
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.1 Aims of the Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.2 Eurocode system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.3 Scope of the Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
1.4 Contents of the Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
2 General principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.2 Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.3 Robustness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
2.4 Movement joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
2.5 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3 Design principles – reinforced concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.1 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.2 Limit states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.2.1 Ultimate limit state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.2.2 Serviceability limit states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.3 Material and design stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
4 Initial design – reinforced concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4.2 Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
4.3 Material properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.4 Structural form and framing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.5 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.6 Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
4.7 Sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.7.2 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.7.3 Width of beams and ribs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.7.4 Sizes and reinforcement of columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
4.7.5 Walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
4.7.6 Shear in flat slabs at columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
4.7.7 Adequacy of chosen sections to accommodate the reinforcement . . . . . . . .23
4.7.7.1 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
4.7.7.2 Provision of reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
4.8 The next steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
4.9 Reinforcement estimates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
5 Final design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
5.1.1 Checking of all information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
5.1.2 Preparation of a list of design data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
5.1.3 Amendment of drawings as a basis for final calculations . . . . . . . . . . . . . .28
5.1.4 Final design calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
5.2 Slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
5.2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
5.2.2 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
5.2.2.1 Fire resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
5.2.2.2 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
5.2.3 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
5.2.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
5.2.3.2 One-way spanning slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
5.2.3.3 Two-way spanning slabs on linear supports . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
5.2.3.4 Flat slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
5.2.4 Section design – solid slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
5.2.4.1 Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
5.2.4.2 Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
5.2.4.3 Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
5.2.5 Span/effective depth ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
5.2.6 Section design – ribbed and coffered slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
5.2.6.1 Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
5.2.6.2 Span/effective depth ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
5.2.6.3 Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
5.2.6.4 Beam strips in ribbed and coffered slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
5.2.7 Notes on the use of precast floors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
5.3 Structural frames . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
5.3.1 Division into subframes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
5.3.2 Elastic analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
5.3.3 Redistribution of moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
5.3.4 Design shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
5.4 Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
5.4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
5.4.2 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
5.4.2.1 Fire resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
5.4.2.2 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
5.4.3 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
5.4.4 Section design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
5.4.4.1 Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49
5.4.4.2 Minimum and maximum amounts of reinforcement . . . . . . . . . . . .52
5.4.4.3 Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
5.4.5 Span/effective depth ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
5.5 Columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
5.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
5.5.2 Slenderness, fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
5.5.2.1 Slenderness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
5.5.2.2 Fire resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
5.5.2.3 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
5.5.3 Axial loads and moments – non-slender columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
5.5.4 Axial loads and moments – slender columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
5.5.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
5.5.4.2 Calculation of first-order moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
5.5.4.3 Calculation of the ultimate deflection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
5.5.5 Section design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
5.5.6 Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
5.6 Walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
5.6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
5.6.2 Slenderness, fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
5.6.2.1 Slenderness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
5.6.2.2 Fire resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
5.6.2.3 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
5.6.3 Axial load and moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.3.1 In-plane bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.3.2 Bending at right-angles to the walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.3.3 Slender walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.4 Section design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.4.1 Walls not subject to significant bending at rightangles to the wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
5.6.4.2 Intersecting walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
5.6.5 Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
5.6.6 Openings in shear and core walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
5.7 Staircases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.2 Fire resistance, durability and concrete grades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.3 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.4 Effective spans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.4.1 Stairs spanning between beams or walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.4.2 Stairs spanning between landing slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70
5.7.4.3 Stair with open wells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
5.7.5 Span/effective depth ratios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
5.7.6 Section design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71
5.8 Design of non-suspended ground floor slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
5.9 Guidance for the design of basement walls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
5.9.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
5.9.2 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.9.3 Section design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.9.4 Foundation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.9.5 Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.10 Foundations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.10.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73
5.10.2 Durability and cover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
5.10.3 Types of foundation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
5.10.4 Plan area of foundations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
5.10.5 Design of spread footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
5.10.5.1 Axially loaded unreinforced pad footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
5.10.5.2 Axially loaded reinforced pad footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
5.10.5.3 Eccentrically loaded footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.10.6 Design of other footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.10.6.1 Strip footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.10.6.2 Combined footings and balanced footings . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.10.7 Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
5.10.8 Design of rafts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
5.10.9 Design of pile caps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
5.10.10 Reinforcement in pile caps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.11 Robustness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.11.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
5.11.2 Tie forces and arrangements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
5.12 Detailing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.12.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.12.2 Bond conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.12.3 Anchorage and lap lengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.12.4 Transverse reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
5.12.5 Additional rules for high-bond bars exceeding 32mm in diameter . . . . . .80
5.12.6 Curtailment of bars in flexural members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
5.12.7 Corbels and nibs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
6 Design principles – prestressed concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
6.2 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
6.3 Limit states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
6.3.1 Ultimate limit state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
6.3.2 Serviceability limit states . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
6.4 Materials, prestressing components and design stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
7 Initial design – prestressed concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
7.2 Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
7.3 Material properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
7.4 Structural form and framing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
7.5 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
7.6 Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
7.6.1 Slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
7.6.2 Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
7.7 Sizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
7.7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
7.7.2 Loading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
7.7.3 Width of beams and ribs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
7.7.4 Punching shear in flat slabs at columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
7.7.5 Adequacy of chosen sections to accommodate the tendons and
reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
7.7.5.1 Bending moments and shear forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
7.7.5.2 Provision of tendons and reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
7.8 The next step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
7.9 Reinforcement estimates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
8 Final design – prestressed concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
8.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
8.2 Fire resistance and durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
8.2.1 Fire resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
8.2.2 Durability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
8.3 Flexural design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
8.3.1 Tendon profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
8.3.2 Tendon force profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
8.3.2.1 Initial force (Pn,o
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
8.3.2.2 Final force (Pn,oo
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
8.3.3 Analysis of the structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
8.3.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
8.3.3.2 Beams and one-way solid slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
8.3.3.3 Two-way solid slabs on linear supports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
8.3.3.4 Flat slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
8.3.3.5 Ribbed slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
8.3.4 Serviceability limit state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
8.3.4.1 Concrete stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
8.3.4.2 Crack control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
8.3.4.3 Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
8.3.5 Ultimate limit state . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
8.3.5.1 Bonded tendons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121
8.3.5.2 Unbonded tendons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
8.3.5.3 Minimum reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
8.3.6 Tendon spacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
8.4 Shear design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
8.4.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
8.4.2 Standard method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
8.4.3 Variable-strut inclination method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
8.4.4 Shear in flat slabs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131
8.4.5 Detailing of shear reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
8.4.5.1 Minimum reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
8.4.5.2 Maximum spacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
8.4.5.3 Arrangement of links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
8.4.5.4 Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
8.5 Anchorage zones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
8.5.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
8.5.2 Pretensioned members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
8.5.3 Post-tensioned members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
8.5.3.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
8.5.3.2 Bursting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137
8.5.3.3 Overall equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
8.5.3.4 Spalling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
8.5.4 Couplers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139
8.6 Tendon extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
8.7 Robustness and detailing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
Appendix A Reinforcement quantities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
Appendix B Design data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
Appendix C Exposure classes related to environmental conditions . . . . . . . . . . .147
Appendix D Column design charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
Appendix E Foundations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
Ressources et Liens Utiles en Génie Civil
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