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1荷载与作用1

1.1工程结构荷载与作用1

1.2作用分类1

1.2.1按随时间变化分类1

1.2.2按空间位置变异分类2

1.2.3按结构反应性质分类2

1.3荷载代表值2

本章小结3

思考题3

2重力作用4

2.1土重及土的侧压力4

2.1.1土的自重应力4

2.1.2土的侧向压力5

2.2结构自重12

2.3楼面及屋面活荷载12

2.3.1民用建筑楼面活荷载12

2.3.2工业建筑楼面活荷载15

2.3.3屋面活荷载18

2.3.4屋面积灰荷载19

2.3.5施工、检修荷载及栏杆水平荷载20

2.4厂房吊车荷载20

2.4.1吊车工作制等级与工作级别20

2.4.2吊车竖向荷载和水平荷载21

2.4.3多台吊车组合22

2.4.4吊车荷载的动力系数22

2.4.5吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值22

2.5汽车荷载23

2.5.1公路桥梁汽车荷载23

2.5.2城市桥梁汽车荷载25

2.6人群荷载26

2.6.1公路桥梁人群荷载26

2.6.2城市桥梁人群荷载26

2.7雪荷载27

2.7.1基本雪压27

2.7.2屋面积雪分布系数28

本章小结29

思考题30

3水作用32

3.1静水压力32

3.2流水压力32

3.2.1流体流动特征32

3.2.2桥墩流水压力计算33

3.3波浪作用力34

3.3.1波浪特性34

3.3.2波浪作用力的计算35

3.4冰压力38

3.4.1冰对桥墩产生的冰压力38

3.4.2桥墩有倾斜表面冰压力分解39

3.4.3大面积冰层的静压力39

3.4.4流冰冲击力39

3.5撞击力40

3.5.1撞击力的计算40

3.5.2漂流物撞击力42

3.6浮托力42

本章小结42

思考题43

4风荷载44

4.1基本风速和基本风压44

4.1.1基本风速44

4.1.2基本风压45

4.1.3风速或风压的换算45

4.1.4山区的基本风压46

4.1.5远海海面和海岛基本风压47

4.1.6我国基本风压分布特点47

4.2风压高度变化系数47

4.3风荷载体型系数49

4.3.1单体房屋和构筑物风荷载体型系数49

4.3.2群体风压体型系数52

4.3.3局部风压体型系数52

4.4顺风向风振53

4.4.1风振系数53

4.4.2脉动风荷载的共振分量因子54

4.4.3脉动风荷载的背景分量因子54

4.4.4脉动风荷载空间相关系数54

4.4.5结构振型系数55

4.4.6结构基本周期经验公式56

4.4.7阵风系数56

4.4.8顺风向风荷载标准值57

4.5横风向风振59

4.5.1涡激共振的产生59

4.5.2锁定现象及共振区高度60

4.5.3横风向风振验算61

4.6桥梁风荷载63

4.6.1风对桥梁结构的作用64

4.6.2风致静力失稳66

4.6.3静力风荷载计算66

本章小结70

思考题71

5地震作用72

5.1地震基础知识72

5.1.1地球构造与地震成因72

5.1.2地震活动与地震分布73

5.1.3地震强度度量75

5.2地震区划与地震作用79

5.2.1地震烈度区划79

5.2.2抗震设防准则与方法80

5.2.3建筑结构的分类与设防标准82

5.3单质点体系水平地震作用82

5.3.1地震作用的性质82

5.3.2地震作用确定方法83

5.3.3单质点体系计算简图83

5.3.4单自由度体系在地震作用下的运动方程84

5.3.5运动方程的解84

5.3.6水平地震作用基本公式86

5.3.7地震系数与动力系数87

5.3.8设计用反应谱88

5.4多质点体系水平地震作用91

5.4.1多质点体系计算简图91

5.4.2多自由度体系在地震作用下的运动方程91

5.4.3振型分解法92

5.4.4计算多质点体系水平地震作用的振型分解反应谱法96

5.4.5计算水平地震作用的底部剪力法98

5.5结构的扭转地震效应101

5.5.1刚心与质心101

5.5.2单层偏心结构的振动102

5.5.3多层偏心结构的振动103

5.5.4考虑扭转作用时的振型组合104

5.6竖向地震作用104

5.6.1高耸结构及高层建筑的竖向地震作用105

5.6.2大跨度结构的竖向地震作用106

5.6.3悬臂结构的竖向地震作用107

5.7地震作用及计算方法107

5.7.1地震作用的考虑107

5.7.2抗震计算方法107

5.7.3重力荷载代表值108

5.8公路桥梁地震作用108

5.8.1公路梁桥组成及受力特征108

5.8.2公路桥梁抗震设防要求109

5.8.3桥梁地震作用计算112

5.8.4桥台水平地震作用118

5.8.5支座水平地震作用119

本章小结120

思考题122

6其他荷载与作用123

6.1温度作用123

6.1.1 温度应力的产生123

6.1.2 温度应力的计算123

6.1.3温度变化的考虑126

6.2变形作用127

6.2.1地基变形的影响127

6.2.2混凝土收缩和徐变127

6.3冻胀力129

6.3.1土的冻胀原理及作用129

6.3.2冻胀性类别及冻胀力分类129

6.3.3冻胀力计算130

6.4爆炸作用132

6.4.1爆炸机理及类型132

6.4.2爆炸力学性质132

6.4.3爆炸对结构的影响及计算133

6.5行车动态作用134

6.5.1汽车冲击力134

6.5.2离心力135

6.5.3制动力135

6.6预加力137

本章小结138

思考题139

7工程结构荷载的统计分析141

7.1荷载的概率模型141

7.1.1平稳二项随机过程142

7.1.2滤过泊松过程144

7.2荷载的代表值145

7.2.1荷载标准值145

7.2.2荷载频遇值和准永久值146

7.2.3荷载组合值147

7.3荷载效应组合147

7.3.1荷载效应147

7.3.2荷载效应组合规则148

本章小结151

思考题151

8结构构件抗力的统计分析152

8.1抗力统计分析的一般概念152

8.2影响结构构件抗力的不定性152

8.2.1结构构件材料性能的不定性153

8.2.2结构构件几何参数的不定性154

8.2.3结构构件计算模式的不定性156

8.3结构构件抗力的统计特征157

8.3.1结构构件抗力的统计参数157

8.3.2结构构件抗力的概率分布159

本章小结159

思考题160

9结构概率可靠度设计法161

9.1土木工程结构设计方法的历史与变革161

9.1.1容许应力设计法161

9.1.2破损阶段设计法161

9.1.3多系数极限状态设计法162

9.1.4基于可靠性理论的概率极限状态设计法162

9.2结构可靠度基本原理163

9.2.1结构的功能要求163

9.2.2结构的设计基准期与设计使用年限163

9.2.3结构的安全等级164

9.2.4结构的极限状态164

9.2.5结构可靠性与可靠度165

9.2.6结构可靠指标166

9.2.7结构目标可靠指标167

9.3结构可靠度基本分析方法168

9.3.1中心点法168

9.3.2验算点法（JC法）170

9.4结构概率可靠度直接设计法174

9.5结构概率可靠度设计的实用表达式176

9.5.1单一系数设计表达式177

9.5.2分项系数设计表达式178

9.5.3现行规范设计表达式179

9.6结构体系可靠度分析180

9.6.1结构体系可靠度的基本概念180

9.6.2体系可靠度的界限估计法182

9.6.3 PENT法（概率网络估计法）183

9.6.4蒙特卡洛模拟法184

本章小结184

思考题185

附录一 常用材料和构件的自重186

附录二 全国各城市的基本雪压、基本风压和基本气温197

附录三 屋面积雪分布系数212

附录四 风荷载体型系数214

附录五 封闭式矩形平面房屋的局部体型系数225

附录六 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组226

参考文献238