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力学篇 3

第1章 建筑力学 3

1.1 结构机动分析 3

1.1.1 概述 3

1.1.2 自由度和约束 4

1.1.3 几何组成分析 8

1.2 静定结构与超静定结构的区别 16

1.2.1 受力分析所需的条件不同 16

1.2.2 温度变化、制作误差、支座沉降等因素在静定结构中不会产生内力 20

1.2.3 温度变化、制造误差和支座位移等因素在超静定结构中可能会引起内力 21

1.2.4 工程结构应尽量采用超静定结构 23

1.3 静定结构的定性分析及计算 24

1.3.1 单跨梁内力的求解——由“取分离体”过渡到“不用取分离体” 24

1.3.2 弯矩图和剪力图的一般规律 26

1.3.3 桁架 33

1.3.4 静定刚架 39

1.3.5 三铰拱 46

1.4 超静定结构的定性分析及特定条件下的定量判别 49

1.4.1 结构变形的连续性 49

1.4.2 变形与内力图的关系·力法浅说 51

1.4.3 截面的几何特性 53

1.4.4 求解杆件变形的图形相乘法 60

1.4.5 超静定梁、柱的内力 65

1.4.6 连续梁可变荷载的不利布置 68

1.4.7 排架结构在水平荷载作用下，柱的剪力分配问题 70

1.4.8 框架结构在水平荷载作用下的定性分析 71

1.4.9 框架结构在竖向荷载作用下的定性分析 74

1.4.10 组合结构 76

1.4.11 可以按简支梁求解的超静定梁 77

1.4.12 温度变化、制造误差和地基变形在超静定结构产生内力时的内力图 78

1.5 应力分析 79

1.5.1 弯曲时的正应力 79

1.5.2 横力弯曲时的剪应力 82

1.5.3 拉弯或压弯构件的正应力 86

1.5.4 扭转应力简介 87

1.6 模拟试题和题解 88

结构篇 137

第2章 抗震设计的基本知识 137

2.1 地震常识 137

2.1.1 地震的种类 137

2.1.2 地震术语 137

2.1.3 地震震级与地震烈度 138

2.1.4 抗震设防烈度 142

2.1.5 必须进行抗震设计的起始抗震设防烈度 142

2.2 抗震设防的三水准目标 142

2.3 抗震设防分类 143

2.3.1 概述 143

2.3.2 防灾救灾建筑的抗震设防分类 145

2.3.3 公共建筑和居住建筑的抗震设防分类 146

2.4 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准 149

2.4.1 抗震设防标准 149

2.4.2 相关术语的解释 150

2.5 抗震设防三水准目标的实现：两阶段设计 152

2.5.1 第一阶段设计 152

2.5.2 第二阶段设计 154

2.6 场地的选择 155

2.6.1 《抗震规范》的规定 155

2.6.2 对抗震不利地段的难点——液化土 156

2.6.3 对抗震危险地段的难点——发震断裂带上可能发生地表位错的部位 160

2.7 建筑形体及其构件布置的规则性 161

2.7.1 规范的相关规定 161

2.7.2 防震缝 165

2.8 非结构构件 165

2.8.1 什么是非结构构件 165

2.8.2 非结构构件的抗震设计 166

2.9 地震作用计算及截面抗震验算简介 168

2.9.1 抗震设防烈度、设计基本地震加速度值的对应关系 169

2.9.2 设计特征周期——场地类别及设计地震分组 169

2.9.3 结构的自振周期——琴弦比喻 171

2.9.4 重力荷载代表值 174

2.9.5 水平地震影响系数、反应谱、计算水平地震作用的底部剪力法 174

2.9.6 竖向地震作用 182

2.9.7 截面抗震验算简介 183

2.10 隔震和消能减震设计 184

2.11 模拟试题和题解 186

第3章 建筑结构设计方法及荷载 199

3.1 设计方法 199

3.1.1 极限状态概述 199

3.1.2 极限状态设计表达式 204

3.2 荷载 208

3.2.1 荷载分类、设计基准期、荷载代表值（标准值、组合值、准永久值、频遇值）及设计值 208

3.2.2 荷载组合 212

3.2.3 风荷载 214

3.2.4 楼面和屋面活荷载 221

3.2.5 永久荷载 226

3.3 模拟试题和题解 228

第4章 混凝土结构 239

4.1 概述 239

4.2 材料 240

4.2.1 钢筋 240

4.2.2 混凝土 243

4.3 受弯构件承载力的定性分析及简单计算 248

4.3.1 正截面承载力 248

4.3.2 斜截面承载力及抗剪计算 254

4.3.3 抗扭承载力简介 257

4.4 轴心受力构件的承载力 258

4.4.1 轴心受拉构件的承载力 258

4.4.2 轴心受压构件的承载力 258

4.5 偏心受力构件的承载力 261

4.5.1 偏心受拉构件 262

4.5.2 偏心受压构件 263

4.6 混凝土构件的变形及裂缝控制 266

4.6.1 受弯构件的变形 266

4.6.2 裂缝控制 268

4.7 预应力混凝土结构 270

4.7.1 钢筋的张拉方法 270

4.7.2 预应力钢筋的张拉控制应力及对材料性能的要求 272

4.7.3 预应力对构件的承载力有没有影响 274

4.8 构造规定 275

4.8.1 伸缩缝 275

4.8.2 混凝土保护层 276

4.8.3 钢筋的锚固 276

4.8.4 钢筋的连接 278

4.9 楼盖结构 279

4.9.1 概述 279

4.9.2 四边支承矩形板的受力特点及设计方法 281

4.10 多层和高层建筑混凝土结构的抗震和非抗震设计 283

4.10.1 混凝土高层建筑的界定及主要结构形式 283

4.10.2 各类结构的最大适用高度和最大适用高宽比 284

4.10.3 结构的平面布置 286

4.10.4 抗震等级 288

4.10.5 框架结构（含“强柱弱梁”的道理） 290

4.10.6 剪力墙结构 296

4.10.7 框架－剪力墙结构（简称“框－剪结构”） 299

4.10.8 框架－核心筒结构 302

4.10.9 筒中筒结构 305

4.10.10 复杂的高层建筑结构 306

4.10.11 防震缝 307

4.10.12 抗震设计中的几个“强”与“弱”的问题 308

4.11 模拟试题和题解 309

第5章 钢结构 345

5.1 概述 345

5.2 钢材 346

5.2.1 钢结构对钢材力学性能的要求 346

5.2.2 影响钢材力学性能的因素 348

5.2.3 钢材的强度设计值 352

5.2.4 钢材产品的规格 353

5.3 连接 354

5.3.1 焊缝连接 354

5.3.2 紧固件连接 358

5.4 轴心受力构件 360

5.4.1 轴心受力构件的强度验算 360

5.4.2 轴心受压构件的整体稳定 361

5.4.3 轴心受压构件的局部稳定 364

5.4.4 构件的允许长细比［λ］ 365

5.5 受弯构件和压弯构件 366

5.5.1 受弯构件——梁的强度计算 366

5.5.2 受弯构件——梁的整体稳定 367

5.5.3 受弯构件——梁的局部稳定 370

5.5.4 吊车梁的疲劳问题 371

5.5.5 钢与混凝土组合梁 372

5.5.6 压弯构件简介 373

5.5.7 柱脚的防护 374

5.6 多层和高层钢结构的抗震和非抗震设计 374

5.6.1 各类钢结构多、高层建筑的适用高度 374

5.6.2 各类多、高层钢结构建筑的高宽比限制 376

5.6.3 2010版《建筑抗震设计规范》对多、高层钢结构的抗震等级的划分 377

5.6.4 防震缝 378

5.6.5 竖向支撑 378

5.6.6 水平支撑 380

5.6.7 柱截面形式 380

5.6.8 钢框架结构抗震构造措施 380

5.7 钢结构涂装工程 383

5.7.1 概述 383

5.7.2 钢材表面除锈 384

5.7.3 防腐蚀涂料涂装 385

5.7.4 防火涂料涂装 386

5.8 模拟试题和题解 387

第6章 砌体结构 401

6.1 概述 401

6.2 材料 401

6.2.1 块体 401

6.2.2 砌筑砂浆 403

6.2.3 砌体的力学性能及计算指标 404

6.3 受压构件 407

6.3.1 静力计算时的刚性方案、弹性方案和刚弹性方案 407

6.3.2 刚性方案多层房屋的外墙可以不考虑风荷载影响的情况 409

6.3.3 墙和柱的高厚比 410

6.3.4 无筋受压构件计算简介 413

6.4 一般构造要求 414

6.4.1 在潮湿环境中的砌体对材料的要求 415

6.4.2 墙体转角处和纵横墙交接处设拉结钢筋 415

6.4.3 承重的独立砖柱截面、毛石墙截面和毛料石柱截面的最小尺寸 416

6.4.4 防止局部受压破坏的措施 416

6.4.5 在砌体中留槽洞及埋设管道的规定 416

6.4.6 防止或减轻墙体开裂的主要措施 416

6.5 圈梁、过梁、墙梁及挑梁 419

6.5.1 圈梁 419

6.5.2 过梁 420

6.5.3 墙梁 421

6.5.4 挑梁 424

6.6 配筋砖砌体构件简介 425

6.6.1 网状配筋砖砌体构件 425

6.6.2 砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的组合砌体构件 426

6.6.3 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙 426

6.7 砌体结构构件抗震设计 427

6.7.1 多层房屋的总高度、层数和层高的限制 427

6.7.2 多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值限制 428

6.7.3 房屋抗震横墙的最大间距 429

6.7.4 砌体墙段的局部尺寸限值 431

6.7.5 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系 431

6.7.6 底部框架－抗震墙房屋的结构布置 432

6.7.7 多层砖砌体房屋抗震构造措施 433

6.7.8 底部框架－抗震墙房屋抗震构造措施 436

6.7.9 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋 436

6.7.10 生土房屋和石砌体房屋的层数和高度限制 439

6.8 砌体施工若干问题 440

6.8.1 砌体结构砌筑前预先浇水的问题 440

6.8.2 砖砌体的转角处和交接处不能同时砌筑时的处理方法 441

6.8.3 临时施工洞口和脚手眼的留置问题 443

6.9 模拟试题和题解 443

第7章 地基与基础 461

7.1 土的物理性质及工程分类 461

7.1.1 土的生成 461

7.1.2 土的结构 461

7.1.3 土的三相组成 462

7.1.4 土的物理性质指标 464

7.1.5 黏性土的缩限、塑限、液限、塑性指数和液性指数 466

7.1.6 岩土的分类 467

7.2 地基的强度与变形 469

7.2.1 概述 469

7.2.2 土体的抗剪强度 469

7.2.3 土的压缩系数α和压缩模量Es 471

7.2.4 地基变形的原因及计算深度 472

7.2.5 建筑物的地基变形控制 473

7.3 地基基础设计的基本规定 474

7.3.1 地基基础设计等级 474

7.3.2 与地基基础设计等级相应的设计要求 475

7.4 基础设计 476

7.4.1 基础的埋置深度 476

7.4.2 地基承载力验算 477

7.4.3 无筋扩展基础——刚性基础 481

7.4.4 扩展基础 482

7.4.5 柱下条形基础 484

7.4.6 高层建筑的筏形基础和箱形基础 485

7.4.7 桩基础 487

7.5 软弱地基 491

7.5.1 软弱地基的利用 491

7.5.2 软弱地基的处理 492

7.5.3 沉降缝 493

7.5.4 砌体承重结构房屋防止不均匀沉降的措施 494

7.5.5 大面积地面荷载 494

7.6 地基的冻胀性及应对措施 494

7.6.1 地基的冻胀性 494

7.6.2 防冻害措施 495

7.7 土压力和支挡结构 496

7.7.1 土压力 496

7.7.2 支挡结构概述 504

7.7.3 边坡重力式挡土墙 506

7.7.4 基坑工程 511

7.8 地基及基础可不进行抗震验算的情况 514

7.8.1 可不进行抗震验算的天然地基及基础 514

7.8.2 可不进行抗震验算的桩基 515

7.9 模拟试题和题解 515

第8章 其他结构体系及结构制图 534

8.1 木结构 534

8.1.1 木材 534

8.1.2 若干计算规定 537

8.1.3 构造要求 538

8.1.4 木结构防火 539

8.1.5 木结构的防潮通风措施 540

8.2 大跨度结构 541

8.2.1 平板网架结构 541

8.2.2 悬索结构 544

8.3 建筑结构制图 547

8.4 模拟试题和题解 554

第9章 综合模拟试题 561

参考文献 583