工程结构设计原理PDF电子书下载

1.1 结构的组成及分类 1

1.1.1 结构的发展概况 1

1.1.2 结构的组成 1

1 绪论 1

1.1.3 结构的分类 2

1.2 混凝土结构 3

1.2.1 混凝土结构的特点 3

1.2.2 混凝土结构的现状与发展 5

1.3.1 钢结构的特点 6

1.3.2 钢结构的现状与发展 6

1.3 钢结构 6

1.4 砌体结构 7

1.4.1 砌体结构的特点 7

1.4.2 砌体结构的现状及发展 7

2 结构基本计算原则 8

2.1 结构上的作用 8

2.1.1 作用及作用效应 8

2.1.2 作用的分类 8

2.1.3 荷载的随机性与概率模式 9

2.1.4 荷载的代表值 10

2.2.2 材料强度的标准值 11

2.2 结构的抗力 11

2.2.1 抗力及其不定因素 11

2.2.3 抗力R的概率分布模式和统计参数 12

2.3 结构的功能极限状态 13

2.3.1 结构的功能 13

2.3.2 结构的极限状态 13

2.4 结构可靠性设计的基本原理 14

2.4.1 功能函数与极限状态方程 14

2.4.2 结构的可靠性 14

2.4.3 可靠度的计算方法及可靠指标 15

2.5.1 一般方法 28

2.5 基于近似概率法的设计表达式 28

2.5.2 我国现行规范采用的基本设计表达式 30

2.5.3 分项系数的确定 31

复习思考题 34

3 工程结构材料的物理力学性能 36

3.1 钢材的物理力学性能 36

3.1.1 简单应力状态下钢材的力学性能 36

3.1.2 复杂应力状态下钢材的力学性能 38

3.1.3 影响钢材性能的一般因素 42

3.1.4 结构对钢材的要求及钢材的分类 45

3.2.1 简章受力状态下混凝土的力学性能 49

3.2 混凝土的物理力学性能 49

3.2.2 复杂受力状态下混凝土的性能 55

3.2.3 钢筋与混凝土的粘结 58

3.3 砌体的材料及力学性能 61

3.3.1 砌体的材料及种类 61

3.3.2 砌体的力学性能 64

复习思考题 68

4 构件的连接 70

4.1 钢结构的连接 71

4.1.1 焊缝连接和焊接结构的特性 72

4.1.2 焊接残余应力和残余变形 79

4.1.3 螺栓连接及构造 83

4.2 钢筋混凝土构件连接 87

4.2.1 钢筋的连接 87

4.2.2 预制板的连接 89

4.2.3 预制构件的连接 90

4.3 钢结构连接计算和构造 95

4.3.1 对接焊缝的计算和构造 95

4.3.2 角焊缝的构造与计算 97

4.3.3 普通螺栓连接的受力性能和计算 112

4.3.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算 121

复习思考题 126

5.1 梁上的荷载、荷载效应及抗力 131

5 梁的结构形式和破坏类型 131

5.2 梁的结构类型 132

5.2.1 梁的分类 132

5.2.2 梁的截面形式 134

5.3 梁的主要破坏类型 136

5.3.1 以极限状态区分梁的破坏类型 136

5.3.2 用力学方法探讨强度破坏的类型 136

5.3.3 钢梁的主要破坏类型 137

5.3.4 钢筋混凝土梁的主要破坏类型 138

5.4.2 梁的设计思路 141

5.4 梁的设计思路 141

5.4.1 梁的主要破坏类型汇总 141

复习思考题 142

6 钢梁计算原理 143

6.1 钢梁的强度 143

6.1.1 弯曲正应力 143

6.1.2 剪应力 145

6.1.3 局部压应力 146

6.1.4 折算应力 147

6.2 钢梁的刚度 147

6.3.1 一般概念 149

6.3.2 梁的扭转 149

6.3 钢梁的整体稳定 149

6.3.3 梁整体稳定的基本理论 152

6.3.4 影响梁整体稳定的主要因素 154

6.3.5 梁整体稳定的计算 155

6.3.6 梁整体稳定系数？b 156

6.4 钢梁截面设计 159

6.4.1 型钢梁截面设计 159

6.4.2 组合梁截面设计 161

6.5 梁的局部稳定和加劲肋设计 166

6.5.1 矩形薄板的屈曲 167

6.5.2 梁翼缘板的局部稳定 168

6.5.3 梁腹板的局部稳定 169

6.5.4 梁腹板加劲肋的设计 173

6.6 梁的拼接 182

6.6.1 工厂拼接 182

6.6.2 工地拼接 183

复习思考题 183

7 混凝土梁承载力计算原理 186

7.1 概述 186

7.2 正截面受弯承载力 186

7.2.1 梁类构件的一般构造要求 186

7.2.2 正截面受力的3个阶段 187

7.2.3 正截面受力分析 190

7.2.4 受变构件正截面承载力计算 195

7.2.5 双筋矩形截面梁 200

7.2.6 T形截面梁 206

7.3 斜截面受剪承载力 213

7.3.1 无腹筋梁的抗剪性能 214

7.3.2 有腹筋梁的抗剪性能 218

7.3.3 斜截面受剪承载力计算 224

7.3.4 斜截面受弯承载力 229

7.3.5 腹筋的一般构造要求 229

7.4.1 概述 230

7.4 受扭承载力 230

7.4.2 纯扭作用下的开裂扭矩 232

7.4.3 纯扭作用下的承载力计算 235

7.4.4 弯剪扭共同作用下的承载力计算 238

7.4.5 适用条件 240

复习思考题 243

8 柱的结构形式及破坏类型 249

8.1 工程结构中的轴向受力构件 249

8.2 按轴向力作用的位置分类 250

8.2.1 轴向受拉构件 250

8.3.1 轴向受拉构件的材料及截面形式 251

8.3 轴向受力构件的材料选用截面形式 251

8.2.2 轴向受压构件--柱 251

8.3.2 轴向受压(压弯)构件的材料及截面形式 252

8.4 柱的主要破坏类型 254

8.4.1 截面强度破坏 254

8.4.2 失稳破坏 256

复习思考题 258

9 钢轴心受力及拉弯、压弯构件 259

9.2 轴心受拉和轴心受压构件的刚度 260

10.7.2 受拉构件斜截面受剪承载力计算 260

9.1 轴心受拉和轴心受压构件的强度 260

9.3 轴心受压构件的整体稳定 261

9.3.1 概述 261

9.3.2 弹性弯曲屈曲(失稳) 262

9.3.3 弹塑性屈曲(切线模量理论) 263

9.3.4 构件缺陷对屈曲临界力的影响 265

9.3.5 整体稳定计算公式 276

9.4 轴心受压构件的局部稳定 277

9.4.1 单向均匀受压薄板的屈曲 278

9.4.2 轴心受压构件局部稳定的实用计算方法 280

9.4.3 设计时加强局部稳定的措施 282

9.5 实腹式轴心受压构件的截面设计和构造要求 282

9.5.1 实腹式轴心受压构件的截面选择 283

9.5.2 实腹式轴心受压构件构造要求 284

9.6 格构式轴心受压构件 285

9.6.1 概述 285

9.6.2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定 286

9.6.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度 290

9.6.4 格构式轴心受压构件分肢的局部稳定 292

9.6.5 格构式轴心受压构件的截面设计 293

9.6.6 格构式轴心受压构件的缀件设计 294

9.6.7 格构式轴心受压构件的横隔 295

9.7 拉弯构件和压弯构件 298

9.7.1 概述 298

9.7.2 拉弯构件和压弯构件的强度计算 300

9.7.3 拉弯构件和压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 302

9.7.4 实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 305

9.7.4 实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定计算 307

9.7.5 实腹式双向压弯构件的稳定计算 310

9.7.6 实腹式压弯构件的局部稳定 312

复习思考题 316

10 混凝土柱承载力计算原理 316

10.1 轴心受压柱的承载力计算 316

10.1.1 配有普通箍筋柱正截面承载力计算 316

10.1.2 配有螺旋箍筋柱正截面承载力计算 321

10.2 偏心受压构件计算的基本原则 325

10.3.1 基本计算公式 327

10.3 矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计 327

10.3.2 相关曲线及其规律 331

10.3.3 不对称配筋构件正截面承载力计算方法 333

10.3.4 对称配筋构件正截面承截力计算方法 344

10.4 工字形及T形截面偏心受压构件正截面承载力计算 347

10.4.1 基本计算公式 347

10.4.2 计算方法 349

10.5 圆形和环形截面偏心受压构件正截面承载力计算 353

10.5.1 圆形截面偏心受压构件 353

10.5.2 环形截面偏心受压构件 354

10.6 受拉构件正截面承载力计算 355

10.6.1 轴心受拉构件正截面承载力计算 355

10.6.2 偏心受拉构件正截面承载力计算 356

10.7 斜截面受剪承载力计算 359

10.7.1 受压构件斜截面受剪承载力计算 359

复习思考题 361

11 砌体受压构件承载力计算原理 363

11.1 无筋砌体受压构件 363

11.1.1 无筋砌体受压构件的受力特点 363

11.1.2 无筋砌体受压承载力计算公式 365

11.2.1 局部均匀受压 368

11.2 砌体局部受压 368

11.2.2 梁端局部受压 369

11.3 配筋砌体构件 373

11.3.1 网状配筋砖砌体构件 373

11.3.2 组合砖砌体构件 374

11.3.3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 376

复习思考题 379

12 构件的变形计算原理 381

12.1 截面弯曲刚度的概念及定义 381

12.2 混凝土受弯构件的短期刚度Bs 382

12.2.2 裂缝截面的应变？sk和？ek 383

12.2.1 平均曲率 383

12.2.3 平均应变？sm和？em 384

12.2.4 短期刚度Bs的一般表达式 384

12.3 参数η、？和ζ的表达式 385

12.3.1 裂缝截面处内力臂长度系数η 385

12.3.2 裂缝间纵向受的钢筋应变不均匀系数？ 385

12.3.3 系数ζ 386

12.3.4 短期刚度Bs的计算公式 386

12.3.5 影响短期刚度的因素 387

12.4 混凝土受弯构件刚度B 387

12.5 混凝土受弯构件挠度计算中的最小刚度原则 388

12.6.2 对受弯构件挠度验算的讨论 389

12.6 受弯构件挠度验算及相关问题的讨论 389

12.6.1 受弯构件挠度验算 389

复习思考题 392

13 裂缝宽度的计算原理及耐久性控制 393

13.混凝土的裂缝与控制标准 393

13.1.1 产生裂缝的原因 393

13.1.2 裂缝的控制标准 394

13.1.3 裂缝宽度的计算理论 395

13.2 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算 396

13.2.1 裂缝的出现、分布和开展 396

13.2.2 平均裂缝间矩 398

13.2.3 平均裂缝宽度 399

13.2.4 最大裂缝宽度及其验算 401

13.3 混凝土结构的耐久性 404

13.3.1 耐久性的概念与主要影响因素 404

13.3.2 混凝土的碳化 404

13.3.3 钢筋的锈蚀 405

13.3.4 耐久性设计 406

复习思考题 409

14 预应力混凝土结构的基本原理 410

14.1 预应力混凝土的基本概念 410

14.1.1 预应力的概念 410

14.2.1 预应力混凝土与钢筋混凝土的比较 411

14.1.2 施加预应力的目的 411

14.2 预加应力的效果 411

14.2.2 预应力混凝土结构的优点 412

14.3 预加应力的方法 412

14.3.1 先张法 413

14.3.2 后张法 413

14.4.2 全预应力混凝土 414

14.4.3 部分预应力混凝土 414

14.4.4 无粘结和有粘结 414

14.4.1 全预应力混凝土和部分预应力混凝土 414

14.4 预应力混凝土分类 414

14.5 预应力混凝土材料及描夹具 415

14.5.1 预应力混凝土材料 415

14.5.2 预应力混凝土结构的锚夹具 415

14.6 预应力损失 417

14.6.1 张拉控制应力 417

14.6.2 预应力损失 418

14.6.3 预应力损失的组合 424

14.7 预应力的传递和局部承压 425

14.7.1 先张法预应力筋的预应力传递长度和描固长度 425

14.7.2 局部受压承载力计算 426

14.8 等效荷载 428

14.9 预应力技术的发展 429

复习思考题 429

15 预应力混凝土轴心受拉构件 430

15.1 承载力计算 430

15.2 使用阶段抗裂度及裂缝宽度验算 430

15.3 施工阶段的验算 432

复习思考题 433

16 预应力混凝土受弯构件 435

16.1 正截面受弯承载力计算 435

16.1.1 计算简图 435

16.1.2 基本公式 435

16.1.3 适用条件 436

16.2 使用阶段正载面抗裂度、裂缝宽度及变形验算 437

16.3 斜截面受剪承载力计算 438

16.4 斜截面抗裂度验算 439

16.5 施工阶段的验算 440

复习思考题 440

17 板的结构分析 441

17.1 板的类型 441

17.2 板的弹性设计理论 442

17.2.1 连续单向板的弹性分析 442

17.2.2 边支承双向板的弹性分析 443

17.3.1 超静定结构的塑性内力重分布 446

17.3 板的塑性设计理论 446

17.3.2 连续单向板按调幅法的内力计算 450

17.3.3 双向板按塑性铰线法的计算 451

复习思考题 455

18 混凝土梁板设计 456

18.1 混凝土单向板肋梁楼盖设计 456

18.1.1 结构布置 456

18.1.2 计算简图 457

18.1.3 连续梁、板按调幅法的内力计算方法 459

18.1.4 板、次梁、主梁的截面设计及构造 465

18.1.5 单向板肋梁楼盖设计例题 470

18.2.1 双向板设计要点 480

18.2 混凝土双向板肋梁楼盖设计 480

18.2.2 支承梁设计要点 483

18.2.3 双向板设计例题 483

18.3 混凝土双向柱支承板设计要点 489

18.3.1 概述 489

18.3.2 直接设计法 490

18.3.3 等代框架法 492

18.3.4 板的抗冲切计算与柱帽设计 492

18.3.5 截面设计与构造要求 494

18.4.1 概述 496

18.4 混凝土楼梯设计 496

18.4.2 板式楼梯 497

18.4.3 梁式楼梯 498

18.4.4 现浇楼梯的一些构造处理 499

18.4.5 楼梯设计实例 500

复习思考题 503

19 平台钢结构 504

19.1 平台钢结构的组成与结构布置 504

19.1.1 平台钢结构的组成 504

19.1.2 平台梁格布置 504

19.2.1 平台铺板的构造 505

19.2 平台铺板设计 505

19.2.2 平台铺板的计算 506

19.3 平台梁 507

19.3.1 一般要求 507

19.3.2 型钢梁 508

19.3.3 组合梁 509

19.4 平台柱与柱间支撑 511

19.4.1 柱网布置及柱截面 511

19.4.2 柱及柱间支撑的设计 512

19.4.3 柱脚 512

19.5.1 梁的连接 517

19.5 钢平台的连接构造 517

19.5.2 梁与轴心受压柱的连接 518

19.6 平台栏杆 520

19.7 钢楼梯 520

19.7.1 直梯 521

19.7.2 斜梯与旋转楼梯 521

20 组合梁板结构设计要点 533

20.1 概述 533

20.2 压型钢板组合板设计 533

20.2.1 组合板的内力分析 533

20.2.2 组合板的截面设计 534

20.2.3 组合板的构造要求 535

20.3 组合梁设计 536

20.3.1 组合梁的内力分析 536

20.3.2 组合梁的承载力计算 537

20.3.3 组合梁的挠度和裂缝宽度验算 543

复习思考题 543

附录1 材料规格、性能及截面特性 544

附录2 钢构件的强度与稳定 576

附录3 等截面等跨连续梁在常用荷载作用下的内力系数表 583

附录4 双向板计算系数符号说明 589

参考文献 594