荷载与结构设计方法PDF电子书下载

1荷载与作用 1

1.1工程结构荷载与作用 1

1.2作用分类 1

1.2.1按随时间变化分类 1

1.2.2按空间位置变异分类 2

1.2.3按结构反应性质分类 2

1.3荷载代表值 2

本章小结 3

思考题 3

2重力作用 4

2.1土重及土的侧压力 4

2.1.1土的自重应力 4

2.1.2土的侧向压力 5

2.2结构自重 12

2.3楼面及屋面活荷载 12

2.3.1民用建筑楼面活荷载 12

2.3.2工业建筑楼面活荷载 15

2.3.3屋面活荷载 18

2.3.4屋面积灰荷载 19

2.3.5施工、检修荷载及栏杆水平荷载 20

2.4厂房吊车荷载 20

2.4.1吊车工作制等级与工作级别 20

2.4.2吊车竖向荷载和水平荷载 21

2.4.3多台吊车组合 22

2.4.4吊车荷载的动力系数 22

2.4.5吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值 22

2.5汽车荷载 23

2.5.1公路桥梁汽车荷载 23

2.5.2城市桥梁汽车荷载 25

2.6人群荷载 26

2.6.1公路桥梁人群荷载 26

2.6.2城市桥梁人群荷载 26

2.7雪荷载 27

2.7.1基本雪压 27

2.7.2屋面积雪分布系数 28

本章小结 29

思考题 30

3水作用 32

3.1静水压力 32

3.2流水压力 32

3.2.1流体流动特征 32

3.2.2桥墩流水压力计算 33

3.3波浪作用力 34

3.3.1波浪特性 34

3.3.2波浪作用力的计算 35

3.4冰压力 38

3.4.1冰对桥墩产生的冰压力 38

3.4.2桥墩有倾斜表面冰压力分解 39

3.4.3大面积冰层的静压力 39

3.4.4流冰冲击力 39

3.5撞击力 40

3.5.1撞击力的计算 40

3.5.2漂流物撞击力 42

3.6浮托力 42

本章小结 42

思考题 43

4风荷载 44

4.1基本风速和基本风压 44

4.1.1基本风速 44

4.1.2基本风压 45

4.1.3风速或风压的换算 45

4.1.4山区的基本风压 46

4.1.5远海海面和海岛基本风压 47

4.1.6我国基本风压分布特点 47

4.2风压高度变化系数 47

4.3风荷载体型系数 49

4.3.1单体房屋和构筑物风荷载体型系数 49

4.3.2群体风压体型系数 52

4.3.3局部风压体型系数 52

4.4顺风向风振 53

4.4.1风振系数 53

4.4.2脉动风荷载的共振分量因子 54

4.4.3脉动风荷载的背景分量因子 54

4.4.4脉动风荷载空间相关系数 54

4.4.5结构振型系数 55

4.4.6结构基本周期经验公式 56

4.4.7阵风系数 56

4.4.8顺风向风荷载标准值 57

4.5横风向风振 59

4.5.1涡激共振的产生 59

4.5.2锁定现象及共振区高度 60

4.5.3横风向风振验算 61

4.6桥梁风荷载 63

4.6.1风对桥梁结构的作用 64

4.6.2风致静力失稳 66

4.6.3静力风荷载计算 66

本章小结 70

思考题 71

5地震作用 72

5.1地震基础知识 72

5.1.1地球构造与地震成因 72

5.1.2地震活动与地震分布 73

5.1.3地震强度度量 75

5.2地震区划与地震作用 79

5.2.1地震烈度区划 79

5.2.2抗震设防准则与方法 80

5.2.3建筑结构的分类与设防标准 82

5.3单质点体系水平地震作用 82

5.3.1地震作用的性质 82

5.3.2地震作用确定方法 83

5.3.3单质点体系计算简图 83

5.3.4单自由度体系在地震作用下的运动方程 84

5.3.5运动方程的解 84

5.3.6水平地震作用基本公式 86

5.3.7地震系数与动力系数 87

5.3.8设计用反应谱 88

5.4多质点体系水平地震作用 91

5.4.1多质点体系计算简图 91

5.4.2多自由度体系在地震作用下的运动方程 91

5.4.3振型分解法 92

5.4.4计算多质点体系水平地震作用的振型分解反应谱法 96

5.4.5计算水平地震作用的底部剪力法 98

5.5结构的扭转地震效应 101

5.5.1刚心与质心 101

5.5.2单层偏心结构的振动 102

5.5.3多层偏心结构的振动 103

5.5.4考虑扭转作用时的振型组合 104

5.6竖向地震作用 104

5.6.1高耸结构及高层建筑的竖向地震作用 105

5.6.2大跨度结构的竖向地震作用 106

5.6.3悬臂结构的竖向地震作用 107

5.7地震作用及计算方法 107

5.7.1地震作用的考虑 107

5.7.2抗震计算方法 107

5.7.3重力荷载代表值 108

5.8公路桥梁地震作用 108

5.8.1公路梁桥组成及受力特征 108

5.8.2公路桥梁抗震设防要求 109

5.8.3桥梁地震作用计算 112

5.8.4桥台水平地震作用 118

5.8.5支座水平地震作用 119

本章小结 120

思考题 122

6其他荷载与作用 123

6.1温度作用 123

6.1.1 温度应力的产生 123

6.1.2 温度应力的计算 123

6.1.3温度变化的考虑 126

6.2变形作用 127

6.2.1地基变形的影响 127

6.2.2混凝土收缩和徐变 127

6.3冻胀力 129

6.3.1土的冻胀原理及作用 129

6.3.2冻胀性类别及冻胀力分类 129

6.3.3冻胀力计算 130

6.4爆炸作用 132

6.4.1爆炸机理及类型 132

6.4.2爆炸力学性质 132

6.4.3爆炸对结构的影响及计算 133

6.5行车动态作用 134

6.5.1汽车冲击力 134

6.5.2离心力 135

6.5.3制动力 135

6.6预加力 137

本章小结 138

思考题 139

7工程结构荷载的统计分析 141

7.1荷载的概率模型 141

7.1.1平稳二项随机过程 142

7.1.2滤过泊松过程 144

7.2荷载的代表值 145

7.2.1荷载标准值 145

7.2.2荷载频遇值和准永久值 146

7.2.3荷载组合值 147

7.3荷载效应组合 147

7.3.1荷载效应 147

7.3.2荷载效应组合规则 148

本章小结 151

思考题 151

8结构构件抗力的统计分析 152

8.1抗力统计分析的一般概念 152

8.2影响结构构件抗力的不定性 152

8.2.1结构构件材料性能的不定性 153

8.2.2结构构件几何参数的不定性 154

8.2.3结构构件计算模式的不定性 156

8.3结构构件抗力的统计特征 157

8.3.1结构构件抗力的统计参数 157

8.3.2结构构件抗力的概率分布 159

本章小结 159

思考题 160

9结构概率可靠度设计法 161

9.1土木工程结构设计方法的历史与变革 161

9.1.1容许应力设计法 161

9.1.2破损阶段设计法 161

9.1.3多系数极限状态设计法 162

9.1.4基于可靠性理论的概率极限状态设计法 162

9.2结构可靠度基本原理 163

9.2.1结构的功能要求 163

9.2.2结构的设计基准期与设计使用年限 163

9.2.3结构的安全等级 164

9.2.4结构的极限状态 164

9.2.5结构可靠性与可靠度 165

9.2.6结构可靠指标 166

9.2.7结构目标可靠指标 167

9.3结构可靠度基本分析方法 168

9.3.1中心点法 168

9.3.2验算点法（JC法） 170

9.4结构概率可靠度直接设计法 174

9.5结构概率可靠度设计的实用表达式 176

9.5.1单一系数设计表达式 177

9.5.2分项系数设计表达式 178

9.5.3现行规范设计表达式 179

9.6结构体系可靠度分析 180

9.6.1结构体系可靠度的基本概念 180

9.6.2体系可靠度的界限估计法 182

9.6.3 PENT法（概率网络估计法） 183

9.6.4蒙特卡洛模拟法 184

本章小结 184

思考题 185

附录一 常用材料和构件的自重 186

附录二 全国各城市的基本雪压、基本风压和基本气温 197

附录三 屋面积雪分布系数 212

附录四 风荷载体型系数 214

附录五 封闭式矩形平面房屋的局部体型系数 225

附录六 我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组 226

参考文献 238