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第1章 荷载与作用 1

1.1 荷载、作用及作用效应 1

1.1.1 作用的概念 1

1.1.2 荷载与作用的关系 1

1.1.3 作用效应的概念 2

1.2 作用的分类 2

1.2.1 按随时间的变异分类 2

1.2.2 按随空间位置的变异分类 3

1.2.3 按结构的反应特点分类 3

1.3 荷载代表值 4

本章小结 4

习题 5

第2章 重力 6

2.1 结构自重 6

2.2 土的自重应力 7

2.3 雪荷载 9

2.3.1 基本雪压 9

2.3.2 屋面雪压 10

2.4 车辆荷载 14

2.4.1 公路车辆荷载 15

2.4.2 城市桥梁汽车荷载 19

2.4.3 列车荷载 21

2.5 人群荷载 21

2.5.1 公路桥梁人群荷载 21

2.5.2 城市桥梁人群荷载 22

2.5.3 铁路桥人行道荷载 22

2.6 楼面及屋面荷载 23

2.6.1 民用建筑楼面活荷载 23

2.6.2 工业建筑楼面活荷载 28

2.6.3 屋面活荷载 31

2.6.4 屋面积灰荷载 32

2.6.5 施工和检修荷载及栏杆水平荷载 33

2.7 吊车荷载 35

2.7.1 吊车的工作制等级和工作级别 35

2.7.2 吊车竖向荷载和水平荷载 35

2.7.3 多台吊车组合 38

2.7.4 吊车荷载的动力系数 39

2.7.5 吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值 39

本章小结 40

习题 41

第3章 侧压力 43

3.1 土的侧压力 43

3.1.1 土的侧向压力分类 43

3.1.2 土压力的基本理论 45

3.1.3 土压力计算 47

3.1.4 工程中挡土墙土压力计算 53

3.2 静水压力及流水压力 57

3.2.1 静水压力 57

3.2.2 流水压力 58

3.3 波浪荷载 59

3.3.1 波浪特性 59

3.3.2 波浪作用力计算 62

3.4 冻胀力 66

3.4.1 冻土的概念和性质 66

3.4.2 土的冻胀原理及对结构物的作用 66

3.4.3 冻胀性类别及冻胀力分类 67

3.4.4 冻胀力计算 67

3.5 冰压力 69

3.5.1 冰堆整体推移的静压力 69

3.5.2 大面积冰层的静压力 69

3.5.3 冰覆盖层受到温度影响膨胀时产生的静压力 70

3.5.4 冰层因水位升降产生的竖向作用力 70

3.5.5 流冰冲击力 71

本章小结 72

习题 72

第4章 风荷载 73

4.1 风的基本知识 73

4.1.1 风的形成 73

4.1.2 两类性质的大风 73

4.1.3 风级 74

4.2 风压 76

4.2.1 风压与风速的关系 76

4.2.2 基本风压 78

4.2.3 非标准条件下的风速或风压的换算 80

4.2.4 山区的基本风压 82

4.2.5 远海海面和海岛基本风压 83

4.2.6 我国基本风压分布特点 84

4.3 顺风向结构风效应 84

4.3.1 风压高度变化系数 85

4.3.2 风荷载体型系数 86

4.3.3 顺风向风振 89

4.4 横风向结构风效应 102

4.4.1 横风向风振 102

4.4.2 锁定现象和共振区高度 104

4.4.3 横风向风振验算 105

4.5 桥梁风荷载 108

4.5.1 横桥向风荷载的计算 108

4.5.2 其他情况下风荷载的考虑 112

本章小结 113

习题 115

第5章 地震作用 117

5.1 地震基本知识 117

5.1.1 地震成因 117

5.1.2 地震的常用术语 118

5.1.3 地震波和地面运动 118

5.1.4 地震分布 118

5.2 地震基本概念 119

5.2.1 震级 119

5.2.2 烈度 120

5.2.3 震级与烈度的关系 122

5.3 工程抗震设防 122

5.3.1 抗震设防烈度及其区划 122

5.3.2 设计地震分组 122

5.3.3 工程抗震设防原则 123

5.3.4 地震反应谱理论简介 124

5.4 单质点体系水平地震作用 125

5.4.1 工程结构地震作用的计算方法 125

5.4.2 单质点体系水平地震运动方程 125

5.4.3 单质点体系水平地震作用的求解 127

5.4.4 地震影响系数α的设计反应谱 128

5.5 多质点体系水平地震作用 132

5.5.1 多质点体系计算简图 132

5.5.2 多自由度体系在水平地震作用下的运动方程 132

5.5.3 计算多质点体系水平地震作用的振型分解反应谱法 133

5.5.4 计算水平地震作用的底部剪力法 135

5.6 竖向地震作用 142

5.7 结构地震扭转效应 143

5.8 桥梁地震作用 144

5.8.1 梁桥桥墩的地震作用计算 144

5.8.2 梁桥桥台水平地震作用 148

5.8.3 地震动水压力 148

5.8.4 支座及构造连接处的抗震验算 149

本章小结 150

习题 152

第6章 其他作用 153

6.1 温度作用 153

6.1.1 温度作用的基本概念、原理及其对结构的影响 153

6.1.2 温度应力和变形的计算 154

6.1.3 温度变化的考虑 159

6.2 变形作用 159

6.2.1 地基变形的影响 159

6.2.2 混凝土收缩和徐变 162

6.3 爆炸作用 163

6.3.1 爆炸的基本概念 163

6.3.2 爆炸荷载的计算 165

6.4 浮力作用 169

6.5 行车等因素的动态作用 169

6.5.1 冲击力 169

6.5.2 撞击力 171

6.5.3 制动力 172

6.5.4 离心力 173

6.6 预加力 174

6.6.1 预加力的基本概念 174

6.6.2 施加预加力的方法 175

6.6.3 预应力混凝土结构的几个基本概念 177

本章小结 179

习题 180

第7章 荷载的统计分析 181

7.1 荷载的概率模型 181

7.1.1 荷载的随机过程模型 181

7.1.2 荷载的随机变量模型 183

7.2 荷载效应组合 185

7.2.1 基本概念 185

7.2.2 JCSS组合模型 186

7.2.3 J.C.Turkstra组合模型 187

7.3 荷载的代表值 188

7.3.1 荷载标准值 188

7.3.2 荷载频遇值 189

7.3.3 荷载准永久值 189

7.3.4 荷载组合值 190

本章小结 190

习题 190

第8章 结构构件抗力的统计分析 191

8.1 结构构件抗力不定性的主要因素及统计分析 191

8.1.1 结构构件材料性能的不定性 191

8.1.2 结构构件几何参数的不定性 193

8.1.3 结构构件计算模式的不定性 194

8.2 结构构件抗力R的统计参数及概率分布 197

8.2.1 单一材料构成的结构构件抗力R的统计参数 197

8.2.2 多种材料构成的结构构件抗力R的统计参数 197

8.2.3 结构构件抗力R的概率分布 199

本章小结 200

习题 200

第9章 结构可靠度设计方法 201

9.1 土木工程结构设计方法的历史发展概况 201

9.2 结构可靠度基本原理 202

9.2.1 结构功能要求和可靠度定义 202

9.2.2 结构的安全等级 203

9.2.3 设计基准期和设计使用年限 204

9.2.4 结构的极限状态 205

9.2.5 结构的功能函数 205

9.2.6 结构可靠度分析 206

9.2.7 结构目标可靠指标 208

9.2.8 可靠度分析方法简介 209

9.3 现行规范中可靠度设计表达式 210

9.3.1 现行规范中可靠度设计表达式 211

9.3.2 承载能力极限状态荷载效应组合 212

9.3.3 正常使用极限状态荷载效应组合 218

9.3.4 地基基础设计荷载效应组合 220

9.3.5 结构倾覆、滑移或漂浮验算 222

9.4 结构体系可靠度分析 223

9.4.1 结构构件的失效性质 223

9.4.2 基本体系 224

9.4.3 结构体系的失效模式 225

9.4.4 结构体系可靠度分析中的相关性 225

本章小结 226

习题 227

第10章 综合题 228

附录1 常用材料和构件的自重 236

附录2 全国各城市的50年一遇雪压和风压值 249

附录3 工业建筑楼面活荷载的标准值 270

附录4 风荷载体型系数 274

附录5 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 285

参考文献 299