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第1章 荷载与作用1

1.1结构设计原理与过程1

1.1.1结构设计原理1

1.1.2结构设计过程2

1.1.3荷载知识与结构设计3

1.2荷载与作用的概念3

1.3作用的分类3

1.3.1按时间变异分类4

1.3.2按空间位置变异分类4

1.3.3按结构的动力反应分类4

1.3.4按作用方向分类5

1.4荷载代表值5

1.4.1荷载标准值5

1.4.2荷载频遇值7

1.4.3荷载准永久值8

1.4.4荷载组合值8

本章小结8

习题9

第2章 重力10

2.1结构自重10

2.2土的自重应力11

2.3楼面及屋面荷载13

2.3.1民用建筑楼面活荷载13

2.3.2工业建筑楼面活荷载18

2.3.3屋面活荷载21

2.3.4屋面积灰荷载22

2.3.5施工和检修荷载及栏杆水平荷载23

2.4雪荷载25

2.4.1基本雪压25

2.4.2屋面雪压26

2.5吊车荷载32

2.5.1吊车的工作制等级和工作级别32

2.5.2吊车竖向荷载和水平荷载33

2.5.3多台吊车组合37

2.5.4吊车荷载的动力系数38

2.5.5吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值39

2.6车辆荷载39

2.6.1公路车辆荷载39

2.6.2城市桥梁汽车荷载43

2.6.3列车荷载44

2.7人群荷载45

2.7.1公路桥梁人群荷载45

2.7.2城市桥梁人群荷载45

2.7.3铁路桥人行道荷载46

本章小结46

习题47

第3章 侧压力49

3.1土的侧向压力49

3.1.1基本概念49

3.1.2土压力分类50

3.1.3土压力的基本理论51

3.1.4土压力计算54

3.2静水压力及流水压力64

3.2.1静水压力64

3.2.2流水压力66

3.3波浪荷载67

3.3.1波浪特性67

3.3.2波浪作用力计算70

3.4冻胀力74

3.4.1冻土的概念和性质74

3.4.2土的冻胀原理及对结构物的作用74

3.4.3冻胀性类别及冻胀力分类75

3.4.4冻胀力计算75

3.5冰压力76

3.5.1冰堆整体推移的静压力77

3.5.2大面积冰层的静压力77

3.5.3冰覆盖层受到温度影响膨胀时产生的静压力78

3.5.4冰层因水位升降产生的竖向作用力78

3.5.5流冰冲击力79

本章小结79

习题80

第4章 风荷载81

4.1风的基本知识81

4.1.1风的形成81

4.1.2两类性质的大风81

4.1.3风级82

4.2风压84

4.2.1基本风速84

4.2.2风压与风速的关系85

4.2.3基本风压86

4.2.4非标准条件下的风速或风压的换算87

4.2.5山区的基本风压89

4.2.6远海海面和海岛基本风压90

4.2.7我国基本风压分布91

4.3顺风向结构风效应91

4.3.1风压高度变化系数92

4.3.2风荷载体型系数93

4.3.3顺风向风振99

4.4横风向结构风效应110

4.4.1横风向风振110

4.4.2锁定现象和共振区高度112

4.4.3圆形截面横风向风振验算113

4.5扭转风振115

4.6风荷载组合工况116

4.7桥梁风荷载117

4.7.1横桥向风荷载的计算117

4.7.2其他情况下风荷载的考虑120

本章小结122

习题123

第5章 地震作用125

5.1地震基本知识125

5.1.1地球构造与地震成因125

5.1.2地震分布126

5.1.3常用地震术语及地震划分128

5.1.4地震波和地面运动129

5.2震级与烈度131

5.2.1震级131

5.2.2烈度132

5.2.3震级与烈度的关系134

5.3工程抗震设防135

5.3.1地震烈度区划135

5.3.2设计地震分组135

5.3.3抗震设防135

5.4单质点体系水平地震作用138

5.4.1地震的计算方法138

5.4.2结构动力计算简图及体系自由度138

5.4.3单质点体系的运动方程139

5.4.4单质点体系的地震作用141

5.4.5重力荷载代表值142

5.4.6反应谱理论143

5.4.7地震系数与动力系数145

5.4.8抗震设计反应谱146

5.5多质点体系水平地震作用151

5.5.1多质点体系的地震反应151

5.5.2振型的正交性153

5.5.3振型分解反应谱法154

5.5.4底部剪力法158

5.5.5结构基本周期的近似计算方法163

5.6竖向地震作用165

5.6.1高层建筑的竖向地震作用166

5.6.2大跨度、长悬臂结构的竖向地震作用167

5.7桥梁地震作用168

5.7.1桥梁结构抗震的基本规定168

5.7.2梁桥桥墩水平地震作用169

5.7.3桥台水平地震作用173

5.7.4地震动水压力174

5.7.5支座水平地震作用175

本章小结175

习题178

第6章 其他作用179

6.1温度作用179

6.1.1温度作用的基本原理179

6.1.2温度应力和变形的计算180

6.1.3温度变化的考虑184

6.1.4温度作用效应与其他作用效应的组合187

6.2变形作用187

6.2.1地基变形的影响187

6.2.2混凝土收缩和徐变190

6.3偶然荷载191

6.3.1偶然荷载的考虑191

6.3.2爆炸作用192

6.3.3撞击197

6.4浮力作用200

6.5行车等因素的动态作用200

6.5.1冲击力200

6.5.2制动力202

6.5.3离心力203

6.6预加力204

6.6.1预加力的基本概念204

6.6.2施加预加力的方法205

6.6.3预应力混凝土结构的几个基本概念207

本章小结208

习题209

第7章 荷载的统计分析211

7.1荷载的概率模型211

7.1.1荷载的随机过程模型211

7.1.2荷载的随机变量模型212

7.2荷载效应组合216

7.2.1荷载效应216

7.2.2荷载效应组合216

本章小结217

习题218

第8章 结构构件抗力的统计分析219

8.1抗力统计分析的一般概念219

8.1.1抗力的基本概念219

8.1.2抗力的四个层面219

8.2影响结构抗力的不定性219

8.2.1材料性能的不定性220

8.2.2结构构件几何参数的不定性223

8.2.3结构构件计算模式的不定性224

8.3结构构件抗力的统计227

8.3.1单一材料构成的结构构件抗力的统计参数227

8.3.2多种材料构成的结构构件抗力的统计参数228

8.3.3结构构件抗力的概率分布229

本章小结230

习题231

第9章 结构可靠度设计方法232

9.1土木工程结构设计方法的历史发展232

9.1.1容许应力设计法232

9.1.2破损阶段设计法232

9.1.3多系数极限状态设计法233

9.1.4概率极限状态设计法233

9.2结构可靠度基本原理234

9.2.1结构的功能要求234

9.2.2结构的设计基准期与设计使用年限234

9.2.3结构的安全等级235

9.2.4结构的极限状态236

9.2.5结构的功能函数237

9.2.6结构的可靠性与可靠度238

9.2.7可靠指标239

9.2.8目标可靠指标240

9.3结构概率可靠度设计的实用表达式241

9.3.1单一系数和分项系数241

9.3.2国际上通用的多系数表达式242

9.3.3我国建筑结构设计所采用的表达式243

9.3.4荷载效应组合244

本章小结247

习题248

第10章 综合例题249

10.1某教学楼荷载效应组合例题249

10.1.1基本信息249

10.1.2框架梁荷载效应组合249

10.1.3框架柱荷载效应组合251

10.1.4剪力墙荷载效应组合252

10.1.5连梁荷载效应组合253

10.2单层厂房荷载效应组合例题254

10.2.1工程概况及设计原始资料254

10.2.2构件选型及柱截面尺寸254

10.2.3计算单元及其计算简图255

10.2.4荷载计算255

10.2.5排架内力分析有关系数258

10.2.6内力分析259

10.2.7内力组合263

附录1常用材料和构件的自重270

附录2全国各城市的雪压、风压和基本气温282

附录3工业建筑楼面活荷载的标准值302

附录4消防车活荷载考虑覆土厚度影响的折减系数304

附录5风荷载体型系数305

附录6结构振型系数的近似值316

参考文献318