工程结构设计原理 第2版PDF电子书下载

1　绪论 1

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

1.1.3　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　钢结构 6

1.3.1　钢结构的特点 6

1.3.2　钢结构的现状与发展 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　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　结构的抗力 11

2.2.1　抗力及其不定因素 11

2.2.2　材料强度的标准值 11

2.2.3　抗力的概率分布模式 12

2.3　结构的功能和极限状态 12

2.3.1　结构的功能 12

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 13

2.4.1　功能函数与极限状态方程 13

2.4.2　结构的可靠性 13

2.4.3　可靠度的计算方法及可靠指标 14

2.5　基于近似概率法的设计表达式 23

2.5.1　一般方法 23

2.5.2　我国现行规范采用的基本设计表达式 25

2.5.3　分项系数的确定 27

复习思考题 29

3　工程结构材料的物理力学性能 31

3.1　钢材的物理力学性能 31

3.1.1 简单应力状态下钢材的力学性能 31

3.1.2　复杂应力状态下钢材的力学性能 34

3.1.3　影响钢材性能的一般因素 39

3.1.4　结构对钢材的要求及钢材的分类 43

3.2　混凝土的物理力学性能 45

3.2.1 简单受力状态下混凝土的力学性能 45

3.2.2　复杂受力状态下混凝土的性能 51

3.2.3　钢筋与混凝土的粘结 55

3.3　砌体的材料及力学性能 58

3.3.1　砌体的材料及种类 58

3.3.2　砌体的力学性能 60

复习思考题 64

4　构件连接 66

4.1　钢结构的连接方法 67

4.2　焊接方法、焊缝形式及质量要求 68

4.2.1　钢结构常用的焊接方法 68

4.2.2　焊缝连接形式及焊缝类型 70

4.2.3　焊缝符号 71

4.2.4　焊缝质量等级和焊缝设计强度 74

4.3　对接焊缝的构造和计算 75

4.3.1　对接焊缝的构造 75

4.3.2　对接焊缝的计算 76

4.4　角焊缝的构造和计算 79

4.4.1　角焊缝的构造 79

4.4.2　直角角焊缝的计算 83

4.5　焊接残余应力和残余变形 93

4.5.1　焊接残余应力的类型和产生的原因 93

4.5.2　焊接残余变形 95

4.5.3　减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法 96

4.6　螺栓连接构造 97

4.6.1　螺栓的形式和规格 97

4.6.2　螺栓及孔的图例 98

4.6.3　螺栓的排列与连接构造要求 98

4.7　普通螺栓连接的受力性能和计算 100

4.7.1　螺栓受剪连接 101

4.7.2　受拉螺栓连接 107

4.8　高强度螺栓连接的受力性能与计算 110

4.8.1　高强度螺栓连接的施工方法 110

4.8.2　高强度螺栓摩擦型连接的受力性能 112

4.8.3　高强度螺栓连接的计算 113

复习思考题 119

5　钢受弯构件承载力计算原理 123

5.1　钢受弯构件（钢梁）的类型 123

5.2　钢梁的强度 125

5.2.1　弯曲正应力 125

5.2.2　剪应力 127

5.2.3　局部压应力 128

5.2.4　折算应力 129

5.3　钢梁的刚度 129

5.4　钢梁的整体稳定 131

5.4.1　一般概念 131

5.4.2　梁的扭转 131

5.4.3　梁整体稳定的基本理论 134

5.4.4　影响梁整体稳定的主要因素 136

5.4.5　梁整体稳定的计算 137

5.4.6　梁整体稳定系数？b 138

5.5　钢梁截面设计 141

5.5.1　型钢梁截面设计 141

5.5.2　组合梁截面设计 143

5.6　梁的局部稳定和加劲肋设计 149

5.6.1　矩形薄板的屈曲 149

5.6.2　钢梁翼缘板的局部稳定 150

5.6.3　钢梁腹板的局部稳定 151

5.7　考虑腹板屈曲后强度的钢梁设计 162

5.7.1　工字形截面组合梁腹板屈曲后的抗弯承载力 162

5.7.2　工字形截面组合梁腹板屈曲后的抗剪承载力 163

5.7.3　工字形截面组合梁考虑梁腹板屈曲后的计算 164

5.7.4　考虑腹板屈曲后强度的梁的加劲肋设计要求 165

5.8　钢梁的拼接 165

5.8.1　工厂拼接 165

5.8.2　工地拼接 166

复习思考题 166

6　钢筋混凝土梁承载力计算原理 169

6.1　概述 169

6.2　正截面受弯承载力 170

6.2.1　梁类构件的一般构造要求 170

6.2.2　正截面受弯试验研究 172

6.2.3　正截面受力分析 175

6.2.4　受弯构件正截面承载力计算 180

6.2.5　双筋矩形截面梁 185

6.2.6 T形截面梁 192

6.3　斜截面受剪承载力 199

6.3.1　无腹筋梁的受剪性能 199

6.3.2　有腹筋梁的受剪性能 204

6.3.3　斜截面受剪承载力计算 205

6.3.4　斜截面受弯承载力 210

6.3.5　腹筋的一般构造要求 215

6.4　受扭承载力 217

6.4.1　概述 217

6.4.2　纯扭作用下的开裂扭矩 218

6.4.3　纯扭作用下的承载力计算 221

6.4.4　弯剪扭共同作用下的承载力计算 225

6.4.5　适用条件 227

6.5　变形的计算原理 230

6.5.1　截面弯曲刚度的概念及定义 230

6.5.2　短期刚度Bs 231

6.5.3　参数η、ψ和ζ的表达式 233

6.5.4　混凝土受弯构件的刚度B 236

6.5.5　挠度计算中的最小刚度原则 237

6.5.6　受弯构件的挠度验算 238

6.6　裂缝宽度的计算原理及耐久性控制 241

6.6.1　裂缝与控制标准 241

6.6.2　钢筋混凝土构件的裂缝宽度验算 244

6.6.3　混凝土结构的耐久性 252

复习思考题 257

7　钢轴心受力和拉弯、压弯构件计算原理 263

7.1　概述 263

7.2　钢轴心受力构件的组成及截面形式 263

7.3　钢轴心受力构件的强度 266

7.4　钢轴心受力构件的刚度 266

7.5　钢轴心受压构件的整体稳定 268

7.5.1 概述 268

7.5.2　弹性弯曲屈曲（失稳） 269

7.5.3　弹塑性屈曲（切线模量理论） 270

7.5.4　构件缺陷对屈曲临界力的影响 272

7.5.5　整体稳定计算公式 284

7.6　轴心受压构件的局部稳定 285

7.6.1　单向均匀受压薄板的屈曲 286

7.6.2　轴心受压构件局部稳定的实用计算方法 288

7.6.3　提高局部稳定的措施 289

7.7　实腹式轴心受压构件的截面设计和构造要求 291

7.7.1　实腹式轴心受压构件的截面选择 291

7.7.2　实腹式轴心受压构件构造要求 293

7.8　格构式轴心受压构件 296

7.8.1　概述 296

7.8.2　格构式轴心受压构件整体稳定承载力 296

7.8.3　格构式轴心受压构件分肢的稳定性 301

7.8.4　格构式轴心受压构件的截面设计 301

7.8.5　格构式轴心受压构件的缀件设计 302

7.8.6　格构式轴心受压构件的横隔 304

7.9　拉弯构件和压弯构件 308

7.9.1　概述 308

7.9.2　拉弯构件和压弯构件的强度计算 310

7.9.3　实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 312

7.9.4　实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳定计算 315

7.9.5　实腹式双向压弯构件的稳定计算 317

7.9.6　实腹式压弯构件的局部稳定 320

7.9.7　格构式压弯构件 322

复习思考题 324

8　混凝土柱设计原理 328

8.1　截面形式及破坏类型 328

8.1.1　轴向受力构件 328

8.1.2　截面形式 328

8.1.3　破坏类型 329

8.2　轴心受压柱的承载力计算 330

8.2.1　配有普通箍筋柱正截面承载力计算 330

8.2.2　配有螺旋箍筋柱正截面承载力计算 335

8.3　偏心受压构件计算的基本原则 339

8.4　矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计 341

8.4.1　基本计算公式 341

8.4.2 Nu-Mu相关曲线及其规律 345

8.4.3　不对称配筋构件正截面承载力计算方法 347

8.4.4　对称配筋构件正截面承载力计算方法 357

8.5　工字形及T形截面偏心受压构件正截面承载力计算 360

8.5.1　基本计算公式 360

8.5.2　计算方法 362

8.6　受拉构件正截面承载力计算 366

8.6.1　轴心受拉构件正截面承载力计算 366

8.6.2　偏心受拉构件正截面承载力计算 366

8.7　斜截面受剪承载力计算 370

8.7.1　受压构件斜截面受剪承载力计算 370

8.7.2　受拉构件斜截面受剪承载力计算 370

复习思考题 371

9　砌体构件承载力计算原理 373

9.1　无筋砌体受压构件 373

9.1.1　受力特性 373

9.1.2　受压承载力计算公式 376

9.2　无筋砌体局部受压 380

9.2.1　局部均匀受压 380

9.2.2　梁端局部受压 381

9.3　无筋砌体的其他构件 385

9.3.1　剪压共同作用下的砌体抗剪性能 385

9.3.2　受剪构件的承载力计算公式 387

9.3.3　轴心受拉和受弯构件的承载力计算公式 388

9.4　配筋砖砌体构件简介 388

9.4.1　网状配筋砖砌体构件 388

9.4.2　组合砖砌体构件 389

复习思考题 389

10　组合构件设计原理 391

10.1　概述 391

10.1.1　组合构件的分类 391

10.1.2　组合构件的特点 392

10.2　组合楼板 395

10.2.1　组合楼板的破坏模式 395

10.2.2　组合楼板的计算方法及原则 396

10.2.3　组合楼板的承载力计算 398

10.2.4　组合楼板的挠度和裂缝宽度的计算 402

10.2.5　组合楼板的构造要求 404

10.3　组合梁设计 411

10.3.1　组合梁的受力原理、过程及破坏模式 411

10.3.2　组合梁的计算方法及原则 414

10.3.3　简支组合梁的承载力计算 416

10.3.4　连续组合梁的承载力计算 418

10.3.5　组合梁的抗剪连接件设计 419

10.3.6　组合梁的挠度计算 422

10.3.7　组合梁的构造要求 425

10.4　钢管混凝土柱设计 434

10.4.1　钢管混凝土柱的受力性能及破坏形态 434

10.4.2　钢管混凝土柱的计算方法 434

10.4.3　钢管混凝土柱截面设计 434

10.4.4　钢管混凝土柱构造要求 439

复习思考题 439

11　预应力混凝土构件设计原理 442

11.1　预应力混凝土结构的基本原理 442

11.1.1　预应力混凝土的基本概念 442

11.1.2　预加应力的效果 443

11.1.3　预加应力的方法 444

11.1.4　预应力混凝土分类 446

11.1.5　预应力混凝土材料及锚夹具 447

11.1.6　预应力损失 449

11.1.7　预应力的传递和局部承压 456

11.1.8　等效荷载 460

11.1.9　预应力技术的发展 460

11.2　预应力混凝土轴心受拉构件 461

11.2.1　承载力计算 461

11.2.2　使用阶段抗裂度及裂缝宽度验算 461

11.2.3　施工阶段的验算 462

11.3　预应力混凝土受弯构件 465

11.3.1　应力分析 465

11.3.2　正截面受弯承载力计算 466

11.3.3　使用阶段正截面抗裂度、裂缝宽度及变形验算 468

11.3.4　斜截面承载力计算 470

11.3.5　斜截面抗裂度验算 472

11.3.6　施工阶段的验算 473

复习思考题 474

12　板的设计原理 476

12.1　板的类型 476

12.2　板的受力性能 477

12.2.1　弹性薄板的基本方程 477

12.2.2　四边支承矩形板 478

12.2.3　周边支承圆板 480

12.2.4　单向板与双向板 481

12.2.5　柱支承板 482

12.2.6　弹性地基板 482

12.2.7　正交各向异性板 483

12.3　板的弹性设计方法 483

12.3.1　单向板 483

12.3.2　边支承双向板 484

12.4　板的塑性设计方法 485

12.4.1　超静定结构的塑性内力重分布 486

12.4.2　连续单向板按调幅法的内力计算 488

12.4.3　双向板按塑性铰线法的内力计算 489

复习思考题 493

附录1　材料规格、性能及截面特性 494

附录2　钢构件的强度与稳定 524

附表3　钢筋的计算截面面积及理论重量 531

附表4　钢绞线公称直径、公称截面面积及理论重量 531

附表5　钢丝公称直径、公称截面面积及理论重量 531

附表6　钢筋混凝土矩形和T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算系数表 532

附表7　受弯构件的挠度限值 533

附表8　结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 533

参考文献 534