力学与结构PDF电子书下载

1.1　建筑力学的研究对象和任务 1

1.1.1　建筑力学的研究对象 1

第1章　绪论和静力学基本知识 1

1.1.2　建筑力学的研究任务 2

1.2　静力学的基本概念和假设 2

1.2.1 刚体和变形固体的概念 2

1.2.2　建筑力学的基本假设 2

1.2.3　杆件变形的基本形式 3

1.2.4　荷载的分类 4

1.3.1 约束与约束反力 5

1.3　结构的计算简图 5

1.3.2　支座与支座反力 6

1.3.3　物体的受力分析与受力图 7

1.4　力、力矩和力偶理论 9

1.4.1　基本概念 9

1.4.2　静力学的基本原理 10

1.5　平面汇交力系 12

1.5.1　平面汇交力系合成与平衡的几何法 12

1.5.2　平面汇交力系合成与平衡的解析法 13

1.6　平面力偶系的合成与平衡 17

1.7　平面一般力系 18

1.7.1　平面一般力系的合成 19

1.7.2　平面一般力系的平衡 22

1.7.3　平面平行力系的平衡 24

1.7.4　物体系统的平衡 25

1.8　物体的重心 28

1.8.1　重心的概念 28

1.8.2　计算物体重心的一般方法 29

1.8.4　重心概念在建筑设计中的应用 30

1.8.3　规则物体的重心 30

1.9　习题 31

第2章　平面杆件体系的几何组成分析 34

2.1　平面杆件体系几何组成的分类 34

2.1.1　几何不变体系 34

2.1.2　几何可变体系 34

2.2　无多余约束的平面几何不变体系简单组成规则 35

2.2.1　二元体规则 35

2.2.2　两刚片规则 36

2.2.3　三刚片规则 36

2.3　平面杆系几何组成分析举例 37

2.4　习题 38

第3章　静定结构内力计算 40

3.1　杆件的内力 40

3.2　静定平面桁架的内力计算 40

3.2.1　概述 40

3.2.2 结点法 41

3.2.3　截面法 43

3.3　静定梁的内力和内力图 44

3.3.1　单跨静定梁 44

3.3.2　多跨静定梁 46

3.4　静定平面刚架的内力和内力图 47

3.5　三铰拱的内力 49

3.5.1　概述 49

3.5.2　三铰拱的内力和反力计算 50

3.6　组合结构 53

3.7　静定结构的特性 53

3.8　习题 54

第4章　杆件的应力、强度和刚度 59

4.1　截面的几何性质 59

4.1.1　静矩和形心 59

4.1.2　惯性矩、惯性积和惯性半径 61

4.2　轴向拉伸和压缩 66

4.2.1　轴向拉伸和压缩的概念 66

4.2.2　轴向受拉（压）杆的内力 66

4.2.3　轴向拉压杆的应力 69

4.2.4　轴向拉压杆的变形及虎克定律 70

4.2.5　材料在拉伸和压缩时的力学性质 75

4.2.6　轴向拉伸杆件的强度计算 78

4.3　杆件的剪切和扭转 82

4.3.1 剪切和挤压的概念 82

4.3.2　剪切和挤压的实用计算 83

4.3.3　扭矩和扭矩图 84

4.3.4　剪应力互等定理和剪切虎克定律 85

4.3.5 圆轴扭转的应力和强度条件 85

4.3.6　圆轴扭转的变形和刚度条件 88

4.4　梁的弯曲应力及强度计算 88

4.4.1　纯弯曲梁横截面上的正应力 89

4.4.2　横力弯曲梁横截面上的正应力 92

4.4.3　梁的弯曲剪应力 93

4.4.4　梁的弯曲强度计算 95

4.4.5　提高梁抗弯、抗剪能力的措施 98

4.5.1　组合变形的概念 100

4.5　杆件的组合变形 100

4.5.2　斜弯曲 101

4.5.3　偏心拉伸（压缩） 104

4.6 习题 108

第5章　静定结构的位移计算 113

5.1 计算结构位移的目的 113

5.2　计算结构位移的一般公式 113

5.2.1　虚功原理 113

5.2.2　计算结构位移的一般公式 114

5.2.3 静定结构由于荷载所引起的位移 115

5.2.4　用图乘法计算梁及刚架的位移 117

5.3 梁的刚度校核 119

5.4　静定结构在非荷载因素作用下的位移计算 119

5.4.1 由支座位移引起的位移 120

5.4.2　由于温度变化、制造误差等引起的位移 120

5.5　线弹性体系的互等定理 122

5.5.1　功的互等定理 122

5.5.2　位移互等定理 123

5.5.4　反力与位移互等定理 124

5.5.3 反力互等定理 124

5.6 习题 125

第6章　超静定结构的内力计算 127

6.1 力法 127

6.1.1　超静定结构 127

6.1.2　超静定次数的确定 128

6.1.3　力法的基本原理与力法的典型方程 129

6.1.4　简单超静定结构的力法计算 130

6.1.5　超静定结构在温度变化、支座移动时的内力计算 133

6.1.7　超静定结构的特性 134

6.1.6　超静定结构的位移计算 134

6.2　位移法 135

6.2.1 位移法的基本概念 135

6.2.2　等截面直杆的转角位移方程 136

6.2.3　位移法计算举例 139

6.3　力矩分配法 140

6.3.1 力矩分配法的基本概念 140

6.3.2　用力矩分配法计算连续梁和结点无线位移的刚架 142

6.4 习题 148

第7章　压杆稳定 151

7.1 压杆稳定的概念 151

7.2.1 临界荷载 152

7.2　临界荷载和临界应力 152

7.2.2　临界应力 153

7.2.3　欧拉公式的适用条件 154

7.2.4　临界应力总图 155

7.3　压杆稳定性的实用计算 157

7.4　提高压杆稳定性的措施 160

7.4.3　减小压杆的长度 161

7.4.4　选择合理的截面形状 161

7.4.2　改善杆端约束情况 161

7.4.1　改变材料特性 161

7.5 习题 162

第8章　影响线 164

8.1 影响线的概念 164

8.2　静力法绘制简支梁的影响线 165

8.3　影响线的应用 167

8.4　简支梁的内力包络图 170

8.5 习题 172

第9章　建筑力学的计算机软件简介 173

9.1 理论力学问题求解器简介 173

9.2　材料力学问题求解器简介 174

9.2.2　操作实例 175

9.2.1　模块功能简介 175

9.3　结构力学问题求解器 178

9.3.1 程序功能简介与计算步骤 178

9.3.2　SM Solver通用程序的命令文档编辑器简介 178

9.3.3　操作实例 179

第10章　建筑结构与设计基本原则 184

10.1 建筑结构类别及适用范围 184

10.1.1　按使用材料划分 184

10.1.2　按承重结构类型划分 185

10.2.1 结构的功能及两种极限状态 186

10.2　建筑结构设计的基本原则 186

10.2.2　荷载及材料强度 188

10.2.3　荷载效应、荷载效应组合与结构构件的抗力 191

10.2.4　以概率论为基础的极限状态设计法 193

10.3　习题 195

第11章　钢筋混凝土基本受力构件 196

11.1　钢筋及混凝土材料的物理力学性能 196

11.1.1　钢筋的物理力学性能 196

11.1.2　混凝土材料的物理力学性能 198

11.2　受弯构件正截面承载力计算 204

11.2.1 受弯构件的破坏形态 205

11.2.2　单筋矩形截面正截面承载力计算 208

11.2.3　双筋矩形截面正截面承载力计算 212

11.2.4　T形截面受弯构件正截面承载力计算 217

11.2.5　梁板结构的一般构造要求 220

11.3　受弯构件斜截面的承载力计算 222

11.3.1 影响斜截面承载力的主要因素 223

11.3.2　斜截面的三种主要破坏形态 224

11.3.3　斜截面受剪承载力的计算公式 226

11.3.4　构造要求 232

11.4　受压构件的截面承载力计算 236

11.4.1　轴心受力构件承载力计算 237

11.4.2　偏心受力构件承载力的计算公式 239

11.4.3　不对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算方法 243

11.4.4　对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力的计算方法 248

11.4.5　矩形截面偏心受压构件斜截面受剪承载力计算 251

11.4.6　受压构件的构造措施 251

11.5　钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度验算 253

11.5.1　裂缝宽度验算 253

11.5.2　钢筋混凝土受弯构件的挠度验算 257

11.6　预应力钢筋混凝土构件计算 259

11.6.1　预应力混凝土的基本概念 259

11.6.2　预应力混凝土的施工方法 261

11.6.3　预应力混凝土构件锚、夹具及材料要求 263

11.6.4　张拉控制应力与预应力损失 263

11.6.5　预应力混凝土轴心受拉构件的计算 268

11.6.6　预应力混凝土构件的构造要求 273

11.7 习题 275

11.8 附表 277

第12章　钢筋混凝土梁板结构 281

12.1　概述 281

12.2.1 楼盖的结构布置及构件截面初估 282

12.2　现浇单向板肋梁楼盖 282

12.2.2　计算简图 283

12.2.3　连续梁、板的弹性理论计算方法 286

12.2.4　连续梁、板的塑性理论计算方法 291

12.2.5　单向板的截面设计及构造 294

12.2.6　梁的截面设计及构造 296

12.3　整体式单向板肋梁楼盖设计实例 299

12.3.1　设计资料 299

12.3.2　结构平面布置及梁、板尺寸选择 299

12.3.3　板的设计（按内力塑性重分布理论） 300

12.3.4　次梁的设计（按内力塑性重分布理论） 302

12.3.5　主梁的设计（按弹性理论计算） 305

12.4　现浇双向板肋梁楼盖的设计 310

12.4.1　受力特点和内力计算方法 310

12.4.2　双向板截面设计及构造 311

12.4.3　双向板支承梁的设计 312

12.5　其他类型钢筋混凝土平面楼盖简介 313

12.5.1　井字楼盖 313

12.5.2　无梁楼盖 314

12.5.4　装配式楼盖 315

12.5.3　密肋楼盖 315

12.6　楼梯雨篷的设计 316

12.6.1　整体式楼梯的设计 316

12.6.2　整体式雨篷设计 320

12.7　习题 323

12.8　附表 325

第13章　砌体结构 327

13.1　砌体材料、砌体结构的布置 327

13.1.1　砌体材料和强度 327

13.1.2　砌体的种类 329

13.2.1　房屋的刚度 331

13.1.3　砌体结构的体系 331

13.2　砌体结构的静力计算方案 331

13.2.2　房屋静力计算方案 332

13.2.3　刚性方案的计算简图 333

13.3　墙、柱高厚比验算 333

13.3.1　一般墙、柱高厚比验算 334

13.3.2　带壁柱墙高厚比验算 335

13.4　无筋砌体承载力验算 337

13.4.1　无筋砌体受压特点 337

13.4.2　轴心受压及偏心受压承载力计算 339

13.4.3　局部受压破坏特点与计算 341

13.5　刚性方案砌体房屋计算 344

13.5.1 刚性房屋承重纵墙计算 344

13.5.2　多层刚性房屋承重横墙计算 347

13.6　砌体结构的构造要求和设计经验 351

13.6.1　一般构造要求 351

13.6.2　砌体结构抗震布置的一般规定和抗震构造要求 353

13.6.3　防止或减轻墙体开裂的主要构造措施 356

13.7　习题 359

14.1.1　钢结构的特点 360

14.1.2　钢结构的破坏形式 360

14.1　钢结构材料 360

第14章　钢木结构 360

14.1.3　钢材的基本力学性能 361

14.1.4　影响钢材性能的主要因素 362

14.1.5　结构常用钢材类别及选用 363

14.2　钢结构的基本构件 366

14.2.1　轴心受力构件 366

14.2.2　受弯构件 368

14.3.2　焊接方法和焊缝主要形式 372

14.3.1 钢结构常用的几种连接方法 372

14.3　钢结构的连接 372

14.3.3　对接焊缝的构造与计算 375

14.3.4　直角焊缝的构造与计算 377

14.3.5　螺栓连接 380

14.4　钢屋盖 383

14.4.1　钢屋盖的组成与种类 383

14.4.2　屋盖支撑体系 384

14.4.3　普通钢屋架 385

14.4.4　钢网架 386

14.5　轻钢结构概述 387

14.6　高层钢结构 388

14.6.1 高层钢结构的特点 389

14.6.2　高层钢结构的结构体系及平面布置 389

14.6.3　高层钢结构的计算要点 391

14.7　木屋盖 391

14.8　习题 392

第15章　单层工业厂房 393

15.1　单层工业厂房的结构组成 393

15.1.1　单层工业厂房的特点 393

15.1.2　单层工业厂房的类型 393

15.1.3　钢筋混凝土单层厂房的结构型式 393

15.1.4　单层厂房的组成和荷载 394

15.2　单层工业厂房平面、剖面尺寸的确定 397

15.2.1 柱网布置 397

15.2.2　变形缝 398

15.2.3　承重构件与定位轴线的关系 399

15.2.4　厂房标高的确定 403

15.3　习题 404

第16章　混凝土多高层建筑结构 405

16.1 多高层建筑结构的特点和结构类型 405

16.1.1 多高层建筑结构的特点 407

16.1.2　多高层建筑结构的结构类型 407

16.2　多高层建筑结构体系的总体布置原则 411

16.3 多高层建筑结构的荷载 414

16.3.1 风荷载 415

16.3.2　地震作用 418

16.4　框架结构的内力和位移计算 427

16.4.1 基本假定和计算简图 427

16.4.2 多层多跨框架在竖向荷载作用下的近似计算——分层计算法 428

16.4.3 多层多跨框架在水平荷载作用下的近似计算——反弯点法 428

16.4.4　框架在水平荷载作用下的侧移近似计算 431

16.5.1 多层和高层钢筋混凝土房屋抗震设计的计算要点 433

16.5　多高层建筑结构抗震设计要点 433

16.5.2 多层和高层钢筋混凝土房屋抗震的构造措施 435

16.5.3　高层建筑的发展趋势 438

第17章　地基与基础 439

17.1　土的工程性质及分类 440

17.1.1　土的三相组成、物理性质指标 440

17.1.2　地基土（岩）的工程分类 444

17.1.3　土的工程特性指标 447

17.2　土中应力及地基计算 448

17.2.1　土中应力计算 448

17.2.2　基础埋置深度 452

17.2.3　地基承载力计算 453

17.2.4　地基变形计算 455

17.2.5　地基稳定性验算 458

17.3　基础的类型及选用 458

17.4　柱下钢筋混凝土独立基础设计 463

17.5　桩基础设计 467

17.5.1　桩的类型 467

17.5.2　单桩承载力特征值 469

17.5.3　桩基础设计 471

17.6　习题 474

第18章　结构设计的计算机软件简介 476

18.1.1　PKPM系列CAD软件简介 477

18.1　PKPM系列CAD软件整体介绍 477

18.2　PMCAD简介 478

18.2.1　功能介绍 478

18.2.2　主要结构建模步骤 478

18.2.3　操作实例 479

18.3　GJ简介 485

18.3.1　功能介绍 485

18.3.2　操作实例 485

18.4　PK简介 489

参考文献 497