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第一篇 结构设计原理基础2

第1章 绪论2

1.1 建筑和建筑结构2

1.1.1 建筑2

1.1.2 建筑结构2

1.2 建筑结构的类型和特点3

1.2.1 按材料分类3

1.2.2 按结构受力性能分类6

1.3 建筑结构构件体系8

1.3.1 基本构件及传力途径8

1.3.2 基本构件受力分类9

1.4 结构设计理论的发展过程9

1.4.1 容许应力法10

1.4.2 破损阶段设计法10

1.4.3 极限状态设计法10

1.5 课程的性质和学习要求11

思考题12

选择题12

第2章 结构上的荷载及其取值14

2.1 建筑结构设计基本规定14

2.1.1 结构的安全等级14

2.1.2 结构的设计基准期14

2.1.3 结构的设计使用年限14

2.2 建筑结构上的荷载及其分类15

2.2.1 按随时间的变异分类15

2.2.2 按空间位置的变异分类16

2.2.3 按结构的反应特点分类16

2.3 永久荷载代表值16

2.4 可变荷载代表值18

2.4.1 可变荷载代表值的概念18

2.4.2 可变荷载取值19

思考题22

选择题22

计算题23

第3章 建筑结构设计方法24

3.1 结构的功能要求和极限状态24

3.1.1 结构的功能要求24

3.1.2 结构功能的极限状态25

3.1.3 结构的设计状况26

3.2 概率分布与保证率27

3.2.1 随机变量的统计参数27

3.2.2 正态分布28

3.2.3 保证率29

3.3 结构可靠度理论30

3.3.1 结构的极限状态方程30

3.3.2 结构的可靠度30

3.3.3 按可靠指标的设计准则31

3.4 结构极限状态设计方法32

3.4.1 承载能力极限状态设计32

3.4.2 正常使用极限状态设计35

思考题36

选择题36

计算题37

第二篇 混凝土结构构件40

第4章 混凝土结构材料的性能40

4.1 混凝土的力学性能40

4.1.1 混凝土的强度试验40

4.1.2 混凝土的变形性能44

4.2 混凝土的性能指标取值47

4.2.1 混凝土的强度标准值47

4.2.2 混凝土的强度设计值49

4.2.3 混凝土的弹性模量49

4.3 钢筋的种类及其性能50

4.3.1 钢筋的种类50

4.3.2 钢筋的力学性能52

4.4 钢筋的性能指标取值54

4.4.1 钢筋强度标准值54

4.4.2 钢筋强度设计值54

4.4.3 钢筋代换55

4.5 混凝土结构对材料的要求56

4.5.1 混凝土结构对混凝土的要求56

4.5.2 混凝土结构对钢筋质量的要求57

4.6 钢筋与混凝土的黏结57

4.6.1 黏结强度57

4.6.2 保证黏结强度的措施58

思考题61

选择题62

计算题63

第5章 钢筋混凝土受弯构件64

5.1 钢筋混凝土受弯构件的一般构造规定64

5.1.1 截面形式和尺寸64

5.1.2 板的配筋构造65

5.1.3 梁的配筋构造66

5.1.4 截面的有效高度68

5.2 钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点69

5.2.1 适筋梁纯弯曲试验69

5.2.2 梁的正截面破坏特征71

5.2.3 受弯构件正截面承载能力计算方法71

5.3 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力74

5.3.1 单筋矩形截面74

5.3.2 单筋T形截面77

5.3.3 双筋矩形截面82

5.4 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力85

5.4.1 钢筋混凝土受弯构件斜截面受力特点85

5.4.2 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力计算88

5.4.3 钢筋混凝土受弯构件斜截面受弯承载能力94

5.5 钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度验算98

5.5.1 裂缝的出现和开展98

5.5.2 平均裂缝宽度99

5.5.3 最大裂缝宽度验算100

5.6 钢筋混凝土受弯构件挠度验算101

5.6.1 混凝土结构受弯构件挠度限值101

5.6.2 截面的抗弯刚度102

5.6.3 挠度验算104

思考题105

选择题106

计算题108

第6章 钢筋混凝土受压构件110

6.1 钢筋混凝土受压构件及其构造要求110

6.1.1 钢筋混凝土受压构件简介110

6.1.2 钢筋混凝土受压构件的材料和截面110

6.1.3 钢筋混凝土受压构件的配筋构造111

6.2 钢筋混凝土轴心受压构件正截面承载力计算113

6.2.1 钢筋混凝土轴心受压构件的破坏特征113

6.2.2 普通箍筋柱正截面承载力计算115

6.2.3 螺旋箍筋柱正截面承载力计算117

6.3 钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算119

6.3.1 偏心受压构件的破坏特征119

6.3.2 偏心受压构件挠曲二阶效应121

6.3.3 对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算124

6.3.4 非对称配筋矩形截面偏心受压构件承载力计算132

6.3.5 I形截面偏心受压构件承载力计算136

6.4 钢筋混凝土偏心受压构件斜截面承载力计算137

6.4.1 轴向压力对斜截面受剪承载力的影响137

6.4.2 偏心受压构件斜截面受剪承载力计算137

6.5 钢筋混凝土偏心受压构件裂缝宽度验算138

思考题140

选择题140

计算题141

第7章 钢筋混凝土受拉构件143

7.1 钢筋混凝土受拉构件的受力特点及构造要求143

7.1.1 轴心受拉构件的受力特点143

7.1.2 偏心受拉构件的受力特点144

7.1.3 钢筋混凝土受拉构件的构造要求145

7.2 钢筋混凝土轴心受拉构件承载力计算145

7.3 钢筋混凝土偏心受拉构件承载力计算146

7.3.1 偏心受拉构件正截面承载力计算146

7.3.2 偏心受拉构件斜截面承载力计算149

7.4 钢筋混凝土受拉构件裂缝宽度验算149

思考题151

选择题151

计算题152

第8章 钢筋混凝土受扭构件153

8.1 受扭构件的受力特点及构造要求153

8.1.1 混凝土纯扭构件的受力特点153

8.1.2 钢筋混凝土弯剪扭构件的受力特点158

8.1.3 钢筋混凝土受扭构件的配筋构造要求159

8.2 钢筋混凝土矩形截面纯扭构件承载力计算159

8.3 钢筋混凝土矩形截面弯剪扭构件承载力计算161

8.3.1 剪扭构件承载力计算161

8.3.2 弯扭构件承载力计算164

8.3.3 弯剪扭构件承载力计算164

8.4 钢筋混凝土T形、I形截面受扭构件承载力计算166

8.4.1 T形和I形截面划分和内力分配166

8.4.2 T形和I形截面受扭承载力计算方法167

思考题168

选择题168

计算题168

第9章 预应力混凝土构件170

9.1 预应力混凝土概述170

9.1.1 预应力混凝土基本原理170

9.1.2 预应力混凝土的分类、特点及应用170

9.1.3 预应力混凝土构件的构造要求173

9.2 预应力施工工艺176

9.2.1 预应力施加方法176

9.2.2 锚具和夹具178

9.2.3 预加应力的其他设备182

9.3 张拉控制应力与预应力损失183

9.3.1 张拉控制应力183

9.3.2 各项预应力损失184

9.3.3 预应力损失值组合189

9.4 预应力混凝土轴心受拉构件计算190

9.4.1 轴心受拉构件各阶段应力分析190

9.4.2 轴心受拉构件设计计算192

思考题200

选择题200

计算题201

第三篇 砌体结构构件204

第10章 砌体的力学性能204

10.1 砌体结构材料204

10.1.1 块体的种类及强度等级204

10.1.2 砂浆的种类及强度等级206

10.1.3 砌体结构材料选用要求208

10.2 砌体的类型209

10.2.1 无筋砌体209

10.2.2 配筋砌体210

10.2.3 墙板211

10.3 砌体的受压性能212

10.3.1 砖砌体轴心受压试验212

10.3.2 砌体的抗压强度214

10.3.3 砌体的变形性能215

10.4 砌体的其他受力性能215

10.4.1 砌体的轴心受拉性能216

10.4.2 砌体的弯曲受拉性能217

10.4.3 砌体的受剪性能217

10.5 砌体的强度指标取值218

10.5.1 砌体强度标准值218

10.5.2 砌体强度设计值218

10.5.3 砌体强度设计值的调整系数219

思考题219

选择题219

计算题220

第11章 无筋砌体构件承载力221

11.1 无筋砌体构件整体受压承载力计算221

11.1.1 无筋砌体整体受压的受力特点221

11.1.2 受压构件偏心影响系数221

11.1.3 受压构件承载力计算224

11.2 无筋砌体构件局部受压承载力计算226

11.2.1 局部受压的受力特点和破坏形态226

11.2.2 砌体局部均匀受压承载力计算227

11.2.3 砌体局部非均匀受压承载力计算229

11.3 无筋砌体构件受弯承载力计算234

11.3.1 受弯承载力计算234

11.3.2 受弯构件的受剪承载力计算235

11.4 无筋砌体构件受拉受剪承载力计算235

11.4.1 轴心受拉构件承载力计算235

11.4.2 受剪构件承载力计算236

思考题237

选择题237

计算题239

第12章 配筋砌体构件承载力240

12.1 网状配筋砖砌体受压构件承载力240

12.1.1 网状配筋砖砌体的受力特点和破坏过程240

12.1.2 网状配筋砖砌体的适用范围和构造要求240

12.1.3 网状配筋砖砌体受压承载力计算241

12.2 组合砖砌体受压构件承载力244

12.2.1 砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层组合砌体构件244

12.2.2 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙249

12.3 配筋砌块砌体构件承载力251

12.3.1 配筋砌块砌体基本构造要求251

12.3.2 配筋砌块砌体构件正截面受压承载力计算252

12.3.3 配筋砌块砌体构件斜截面受剪承载力计算254

12.4 配筋砌体中钢筋的耐久性要求254

12.4.1 钢筋耐久性选择255

12.4.2 钢筋的保护层厚度255

思考题256

选择题256

计算题257

第四篇 钢结构构件260

第13章 建筑钢材的性能260

13.1 建筑结构钢的品种和规格260

13.1.1 钢材的种类和牌号260

13.1.2 钢材品种和规格261

13.2 建筑钢材的力学性能263

13.2.1 钢材的静态力学性能263

13.2.2 钢材的冷弯性能和冲击韧性265

13.2.3 钢材的可焊性266

13.2.4 影响钢材性能的主要因素266

13.3 钢结构选材要求271

13.3.1 钢结构对材料的要求271

13.3.2 钢材的选用272

13.4 钢材及其连接的强度取值273

13.4.1 材料强度取值方法273

13.4.2 钢材及其连接的强度设计值274

思考题275

选择题275

计算题276

第14章 钢结构连接277

14.1 钢结构的连接方法277

14.1.1 焊缝连接277

14.1.2 螺栓连接278

14.1.3 铆钉连接279

14.2 焊缝连接的特性和构造要求279

14.2.1 焊缝连接形式和焊缝形式279

14.2.2 焊缝缺陷和质量等级281

14.2.3 焊缝符号及标注方法282

14.2.4 焊缝连接的构造要求283

14.3 焊缝连接计算285

14.3.1 对接焊缝计算285

14.3.2 直角角焊缝计算288

14.3.3 斜角角焊缝计算294

14.4 普通螺栓连接295

14.4.1 螺栓连接的构造295

14.4.2 普通螺栓连接计算297

14.5 高强度螺栓连接303

14.5.1 高强度螺栓连接的性能303

14.5.2 摩擦型高强度螺栓连接计算304

14.5.3 承压型高强度螺栓连接计算305

思考题305

选择题306

计算题306

第15章 钢结构构件计算308

15.1 钢结构轴心受力构件308

15.1.1 轴心受力构件截面形式308

15.1.2 轴心受力构件强度计算309

15.1.3 轴心受力构件刚度计算310

15.1.4 轴心受压构件的整体稳定性312

15.1.5 轴心受压构件的局部稳定性315

15.2 钢结构受弯构件319

15.2.1 钢结构受弯构件的形式319

15.2.2 钢梁的强度和刚度320

15.2.3 钢梁的整体稳定323

15.2.4 钢梁的局部稳定326

15.2 5钢梁截面设计328

15.3 钢结构偏心受力构件333

15.3.1 偏心受力构件概述333

15.3.2 偏心受力构件的强度和刚度计算334

15.3.3 实腹式压弯构件的稳定验算335

思考题339

选择题339

计算题339

附录 计算用表342

附表1 混凝土强度标准值342

附表2 混凝土强度设计值342

附表3 混凝土的弹性模量342

附表4 普通钢筋强度标准值342

附表5 预应力筋强度标准值342

附表6 普通钢筋强度设计值343

附表7 预应力筋强度设计值343

附表8 钢筋弹性模量343

附表9 混凝土保护层的最小厚度c344

附表10 纵向受力钢筋的最小配筋百分率ρmin344

附表11 混凝土受弯构件挠度限值344

附表12 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度的限值345

附表13 每米板宽内的钢筋截面面积345

附表14 钢筋的公称直径、公称截面面积及理论质量346

附表15 钢绞线的公称直径、公称截面面积及理论质量346

附表16 钢丝的公称直径、公称截面面积及理论质量346

附表17 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值346

附表18 混凝土普通砖和混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值347

附表19 蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖砌体的抗压强度设计值347

附表20 单排孔混凝土砌块和轻集料混凝土砌块对孔砌筑砌体的抗压强度设计值347

附表21 双排孔或多排孔轻集料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值347

附表22 毛料石砌体的抗压强度设计值347

附表23 毛石砌体的抗压强度设计值348

附表24 沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值348

附表25 砌体的弹性模量349

附表26 无筋砌体受压构件承载力影响系数？349

附表27 钢材的强度设计值350

附表28 钢铸件的强度设计值351

附表29 焊缝的强度设计值351

附表30 螺栓连接的强度设计值351

附表31 铆钉连接的强度设计值352

附表32 钢材和钢铸件的物理性能指标352

附表33 钢结构轴心受压构件截面分类352

附表34 钢结构轴心受压构件的稳定系数354

附表35 各种截面惯性半径的近似值356

附表36 截面塑性发展系数γx、γy357

附表37 钢结构受弯构件挠度容许值358

附表38 轧制普通工字钢简支梁的？b358

附表39 H型钢和等截面工字形简支梁的系数βb359

附表40 等边角钢截面尺寸、截面面积、理论质量及截面特性（GB／T706—2008）360

附表41 不等边角钢截面尺寸、截面面积、理论质量及截面特性（GB／T706—2008）363

附表42 槽钢截面尺寸、截面面积、理论质量及截面特性（GB／T706—2008）367

附表43 工字钢截面尺寸、截面面积、理论质量及截面特性（GB／T706—2008）369

附表44 热轧H型钢截面尺寸、截面面积、理论质量及截面特性（GB/T11263—2005）372

选择题答案376

计算题答案378

参考文献381