水工设计手册 第3卷 结构计算PDF电子书下载

第十一章 钢筋混凝土结构 1

第一节 总则 1

第二节 设计基本数据 1

一、混凝土的设计强度、标准强度和弹性模数 1

二、混凝土抗渗标号和抗冻标号的最小允许值 2

三、混凝土的各项物理特性 2

四、钢筋与钢丝的设计强度、标准强度和弹性模数 4

七、钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度的允许值 5

六、钢筋混凝土及预应力混凝土受弯构件的允许挠度 5

五、强度安全系数和抗裂安全系数 5

八、钢筋计算截面面积及理论重量 8

第三节 混凝土结构构件的强度计算 8

一、混凝土受压构件 8

二、混凝土受弯构件 10

三、混凝土的局部承压 10

四、混凝土结构构造钢筋 12

第四节 钢筋混凝土结构构件的强度计算 12

一、轴心受压构件 12

二、受弯构件正截面 13

三、受弯构件斜截面 23

四、偏心受压构件 26

五、轴心受拉构件 32

六、偏心受拉构件 32

七、受扭构件 33

八、局部承压 33

九、冲切计算 34

二、裂缝宽度验算 35

一、抗裂度验算 35

第五节 钢筋混凝土结构抗裂度、裂缝宽度和变形验算 35

三、变形验算 36

第六节 预应力混凝土结构构件计算 38

一、一般规定 38

二、强度计算 40

三、抗裂度和变形验算 45

四、施工阶段验算 48

第七节 构造和构件的规定 48

一、构造的一般规定 48

二、板的构造 50

三、梁的构造 52

四、柱的构造 54

五、刚架节点的构造 56

六、预应力混凝土的构造 56

七、埋设件和吊环 57

第八节 结构构件计算要点 58

一、连续梁板 58

二、牛腿 59

三、柱下单基础 60

四、预应力混凝土锚固筋计算 63

第九节 设计中的一些专门问题 64

一、少筋混凝土结构 64

二、按应力图形配置钢筋的方法 65

主要参考文献 66

第二节 砖石材料和砌体种类 69

一、砖石材料 69

二、砂浆 69

第十二章 砖石结构 69

第一节 总则 69

三、砖石砌体 70

第三节 砖石砌体的容许应力 70

第四节 砖石砌体的弹性模量及其它物理值 73

第五节 砖石结构构件的计算 74

一、轴心受压构件 74

二、砌体的局部承压计算 74

三、偏心受压构件 75

四、砌体受剪计算 77

一、砌体强度值和安全系数 78

第六节 工业民用房屋砖砌体的截面强度计算 78

二、强度计算公式 79

三、配筋砌体 81

主要参考文献 83

第十三章 钢木结构 87

第一节 钢结构 87

一、材料及容许应力 87

(一)结构材料 87

(二)连接材料 87

(一)对接焊缝连接 88

(三)钢材和连接的容许应力 88

二、钢结构的连接 88

(二)贴角焊缝连接 91

(三)焊缝布置与钢材的工厂拼接 92

(四)普通螺栓连接 92

(五)高强螺栓连接 95

三、受弯构件(梁)的设计 97

(一)钢梁的验算公式 97

(二)组合梁的截面选择 98

(四)组合梁的翼缘焊缝 100

(三)组合梁截面沿跨度的改变 100

(五)组合梁的局部稳定性和腹板加劲肋的配置 101

(六)梁的支座 103

四、轴心受力和偏心受力构件的设计 103

(一)轴心受力构件的验算公式 103

(二)实腹式轴心压杆(或柱)的设计 104

(三)格构式轴心压杆(或柱)的设计 105

(四)实腹式偏心受力构件的验算公式 107

(五)实腹式偏心压杆(或柱)的设计 108

(六)格构式偏心压杆的计算 109

(八)轴心受压柱脚的设计 110

(七)梁与柱的连接 110

五、普通型平面桁架的设计 111

(一)桁架的型式和尺寸 111

(二)桁架的支撑和桁架杆件的计算长度 112

(三)桁架的杆件设计 113

(四)桁架的节点设计 115

(一)木材的含水率 117

(二)选材要求 117

一、木材的含水率和选材要求 117

第二节 木结构 117

二、计算的基本规定 118

(一)木材的容许应力和弹性模量 118

(二)有关钢材计算的规定 118

三、木结构构件的计算 119

(一)轴心受拉构件 119

(二)轴心受压构件 120

(五)偏心受压构件 121

(三)受弯构件(梁) 121

(四)偏心受拉构件 121

四、木结构的联结 122

(一)齿联结 122

(二)螺栓联结和钉联结 123

(三)钢件的连接计算 125

五、桁架 125

(一)钢木桁架 125

(二)钢木桁架梁 129

附录 130

附图1 轴心受压工字形实腹截面计算图线 131

附图2 圆木偏心受压构件截面选用图线 133

附图3 方木偏心受压构件截面选用图线 135

附表1 3号钢和2号钢轴心受压构件的稳定系数φ 136

附表2 16锰钢和16锰桥钢轴心受压顶多件的稳定系数φ 136

附表3 普通工字钢简支梁的φ？值 137

附表4 非弹性阶段的φ？值 137

附表5 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内的稳定系数φp 138

附表6 3号钢和2号钢偏心受压构件在弯矩作用平面外的稳定系数φ1 139

附表7 16锰钢和16锰桥钢偏心受压构件在弯矩作用平面外的稳定系数φ1 141

附表8 一边、两边及四边削深为h时割圆截面几何特征系数表 142

附表9 弓形截面面积及弦长表 143

附表10 方木轴心受压构件的容许压力N(公斤) 144

附表11 圆木轴心受压构件的容许压力N(公斤) 146

附表12 方木桁架支座节点齿联结下弦容许拉力N及保险螺栓选用表(应力等级A-3) 146

附表13 圆木桁架支座节点齿联结下弦容许拉力N及保险螺栓选用表(应力等级A-4) 148

附表15 桁架下弦端节点抵承板选用表 149

附表14 圆钢拉杆、拉力螺栓的容许拉力及钢垫板尺寸表 149

主要参考文献 150

第十四章 沉降计算 153

第一节 概述 153

第二节 基本资料与要求 153

一、基本资料 153

二、计算点位置 154

三、沉降计算一般步骤 154

第三节 天然地基的沉降量计算 154

一、计算方法 154

二、瞬时沉降量计算 155

三、单向压缩分层总和法(按e-p曲线计算) 156

四、单向压缩分层总和法(按e-logp曲线计算) 160

五、我国规范建议的方法 161

六、斯肯普顿-贝伦方法 162

七、黄文熙方法 165

第四节 天然地基的沉降过程计算 166

一、单向固结沉降过程计算 166

二、固结的有限差分法计算 170

第五节 湿陷性黄土地基的沉降量计算 178

一、湿陷性黄土地基的变形特征 178

二、变形指标的测定 179

三、沉降量计算 179

第六节 预压地基和砂井地基的沉隆量计算 179

一、预压地基的沉隆量估算 179

二、砂井地基的沉隆量计算 180

一、坝体沉降量计算 183

二、坝基沉降量计算 183

第七节 土坝的沉降量计算 183

三、沉降过程计算 184

第八节 桩基础的沉降量计算 185

一、我国规范建议的方法 185

二、英国桩工经验 185

主要参考文献 189

一、渗流计算的任务 193

二、达西定律与土的渗透性 193

第一节 概述 193

第十五章 渗流计算 193

三、渗流的基本方程式 194

四、各向异性土和非均质土的渗流 195

第二节 沿简单地下轮廓线渗流的解析解 195

一、无限深透水地基平底板下的渗流 195

二、无限深透水地基绕一道板桩的渗流 196

三、无限深透水地基平底板下有一道板桩的渗流 196

四、有限深透水地基平底板下的渗流 197

五、有限深透水地基绕一道板桩的渗流 198

六、有限深透水地基有一道板桩的平底板下的渗流 199

八、承压水地基或排水地基绕一道板桩的渗流 202

七、承压水地基或排水地基平底板下的渗流 202

九、承压水地基或排水地基有一道板桩的平底板下的渗流 203

第三节 复杂地下轮廓线的渗流近似计算 203

一、柯斯拉独立变数法 203

二、改进阻力系数法 206

三、闸坝底板具有排水设备的渗流计算 209

第四节 土坝和岸堤中的渗流计算 211

一、不透水地基上矩形断面均质土坝的渗流 211

二、不透水地基上均质土坝的渗流 212

三、不透水地基上斜墙土坝的渗流 213

四、不透水地基上心墙土坝的渗流 214

五、透水地基上均质土坝的渗流 214

六、透水地基上有铺盖的土坝渗流 216

七、透水地基上有截水墙的土坝渗流 220

八、库水位下降时土坝浸润线的计算 222

九、岸堤护坡开冒水孔的减压计算 223

十、土坝下游设排水减压沟井的计算 224

第五节 减压井和排渗沟的渗流计算 224

一、开挖基坑群井抽水的渗流计算 224

二、排水减压井的渗流计算 226

三、排水减压沟的渗流计算 236

第六节 侧岸绕渗 239

一、基本概念及计算说明 239

二、直线渗源或排渗的侧面渗流 240

三、不考虑岸地下水时的水平不透水层上的绕渗 241

四、考虑河岸地下水补给时的水平不透水层上的绕渗 241

五、复杂边墩岸墙接头的绕渗近似计算 242

六、土坝三向绕渗影响 244

第七节 有限单元法的渗流计算 245

一、支配方程与定解条件 245

八、三向绕渗危害的防止 245

七、闸基三向绕渗影响 245

二、有限单元分析与计算公式 246

第八节 流网图绘法及其应用 248

一、流网的绘制 248

二、流网的范例 249

三、根据流网确定各水力要素 249

四、应用流网确定绕坝端的无压渗流 253

三、流土和管涌的临界坡降计算 254

二、流土和管涌的判别方法 254

第九节 土的渗透变形 254

一、渗透变形的类型 254

四、反滤层选择 256

五、闸坝地下轮廓的渗径长度设计 257

主要参考文献 258

(三)地震波和震级 263

(二)震中和震中距 263

(一)震源和震源深度 263

二、地震的主要参数及影响场 263

(二)地震序列 263

(一)地震的分类 263

一、地震的分类和序列 263

第一节 工程地震的基本概念 263

第十六章 抗震设计 263

(四)地震影响场 264

三、地震烈度 264

(一)烈度表 264

(二)烈度的定量标准 264

(二)地形 266

(一)地质构造 266

(三)基本烈度 266

四、局部场地条件的影响 266

(三)场地地质 267

五、水工建筑物的设计地震动 268

(一)设计地震加速度值 268

(二)设计加速度反应谱 270

(三)设计地震加速度波形 272

第二节 抗震计算方法和步骤 274

一、静态和动态设计的应用范围 274

二、静态(包括拟静态)设计 274

(一)我国的有关规定 274

(二)日本的有关规定 277

(三)美国的有关规定 277

三、动态设计 278

(一)运动方程 278

(二)振型分析法 279

(三)直接逐步积分法(时程法) 280

(四)结构和水体的相互作用 281

(五)结构和地基的相互作用 282

(六)苏联1972年水工建筑物抗震设计规范的规定 283

第三节 水工建筑物的动力特性参数 284

一、自振频率f?(或周期Tf)和振型X？ 284

(一)土石坝 284

(二)重力坝 284

(三)大头坝(顺河向振动) 295

(四)拱坝 300

(五)闸墩和挡土墙 301

(六)井水塔 301

(七)压力钢管 301

第四节 地震动水压力和动土压力 303

一、动水压力 303

(一)重力坝(包括水闸等) 303

(二)拱坝 309

(三)进水塔 309

(五)库水共振周期 310

(四)水下建筑物 310

二、动土压力 313

第五节 土石坝的抗震设计 314

一、土石坝抗震设计注意事项和工程措施 314

二、土石坝的抗震稳定分析 317

(一)拟静力法中土石坝地震荷载计算 317

(二)拟静力法中土石材料地震抗剪强度指标选择 317

(三)稳定分析条件(即荷载组合) 318

(四)圆弧滑动分析 318

(六)无粘性土坡面滑动分析 319

(五)折线滑动分析 319

第六节 混凝土坝和水闸等的抗震工程结构措施 320

一、混凝土坝 320

二、水闸和其它建筑物 321

附录 关于地基中地震时可能发生“液化”土层的评价方法 322

(一)土类范围 322

(二)饱和无粘性土的判别指标 322

(三)饱和少粘性土的判别指标 327

主要参考文献 327