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第一篇 建筑结构基本特点和设计方法1

1建筑结构基本特点与结构选型1

1.1建筑结构的基本任务与功能1

1.2建筑结构的分类和结构选型2

1.2.1建筑物的分类2

1.2.2建筑结构选型4

1.3建筑结构中的材料及其基本性能31

1.3.1常用结构材料的基本力学性能32

1.3.2常用结构材料的耐久性能33

1.3.3常用钢材、混凝土、木材、砌体基本知识34

1.4建筑结构的变形缝38

1.4.1伸缩缝38

1.4.2沉降缝39

1.4.3抗震缝40

2建筑结构荷载与设计方法41

2.1设计基准期和设计使用年限41

2.1.1设计基准期41

2.1.2设计使用年限41

2.2荷载、作用、效应与抗力及结构的功能要求41

2.2.1荷载与作用41

2.2.2作用效应与结构抗力42

2.2.3结构的功能要求与可靠度43

2.3作用的分类43

2.3.1按时间变异分类43

2.3.2按空间位置变异分类44

2.3.3按结构反应分类44

2.4荷载的代表值与材料强度的代表值44

2.4.1荷载的代表值44

2.4.2结构构件的材料强度46

2.5建筑结构的设计方法46

2.5.1结构设计方法的演变过程46

2.5.2结构的极限状态47

2.5.3功能函数与极限状态方程48

2.5.4结构可靠度与失效概率49

2.5.5结构构件的可靠指标49

2.5.6目标可靠指标及安全等级50

2.5.7承载能力极限状态设计表达式50

2.5.8正常使用极限状态设计表达式53

思考题54

练习题54

第二篇 钢筋混凝土结构56

3钢筋混凝土材料的力学性能56

3.1概述56

3.2混凝土56

3.2.1混凝土的强度56

3.2.2混凝土的变形58

3.3钢筋61

3.3.1钢筋的类型61

3.3.2钢筋的成分、性能、品种和级别61

3.3.3钢筋的强度和变形62

3.3.4钢筋的冷加工63

3.4钢筋和混凝土的粘结力63

3.4.1粘结的作用63

3.4.2影响粘结力的主要因素65

3.5钢筋的锚固和连接66

3.5.1钢筋的锚固66

3.5.2钢筋的连接67

思考题68

练习题69

4钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算70

4.1概述70

4.1.1受弯构件的截面形状70

4.1.2梁的构造要求70

4.1.3板的构造要求72

4.2受弯构件正截面的受力特性73

4.2.1配筋率对构件破坏特征的影响73

4.2.2适筋受弯构件截面受力的几个阶段74

4.3受弯构件正截面承载力计算的基本假定和方法76

4.3.1基本假定76

4.3.2适筋梁破坏时截面上的应力分析77

4.4单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算77

4.4.1基本公式77

4.4.2适用条件78

4.4.3承载力计算79

4.5双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算83

4.5.1双筋截面受弯构件的适用情况83

4.5.2基本公式及适用条件84

4.5.3承载力计算84

4.6单筋T形截面梁87

4.6.1概述87

4.6.2基本计算公式及适用条件88

4.6.3基本公式的应用90

思考题91

练习题91

5钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算93

5.1概述93

5.2斜截面破坏的主要形态94

5.2.1剪跨比94

5.2.2无腹筋梁斜截面破坏的主要形态94

5.2.3有腹筋梁斜截面破坏的主要形态95

5.3影响斜截面受剪承载力的主要因素96

5.4斜截面受剪承载力计算公式及适用范围97

5.4.1计算公式97

5.4.2适用范围98

5.5斜截面受剪承载力的计算步骤和方法99

5.5.1斜截面受剪承载力的计算位置99

5.5.2受弯构件斜截面受剪承载力计算步骤和方法100

5.6箍筋的构造要求103

5.6.1箍筋的形式和肢数103

5.6.2箍筋设置的要求103

思考题104

练习题104

6钢筋混凝土轴向受力构件承载力计算106

6.1概述106

6.2轴心受压构件106

6.2.1轴心受压构件的构造要求106

6.2.2轴心受压构件的破坏形态108

6.2.3配有普通箍筋和纵筋的轴心受压柱的承载力计算108

6.2.4配有螺旋箍筋和纵筋的轴心受压柱的承载力计算111

6.3偏心受压构件113

6.3.1偏心受压构件的构造要求113

6.3.2偏心受压构件的破坏形态114

6.3.3矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算115

6.3.4偏心受压构件斜截面受剪承载力计算120

6.4受拉构件121

6.4.1轴心受拉构件正截面承载力计算121

6.4.2偏心受拉构件正截面承载力计算122

6.4.3偏心受拉构件斜截面承载力计算123

思考题124

练习题124

7钢筋混凝土受扭构件承载力计算126

7.1概述126

7.2受扭构件的开裂扭矩126

7.2.1开裂前的应力状态126

7.2.2矩形截面的开裂扭矩127

7.3纯扭构件的承载力计算128

7.3.1纯扭构件的试验研究结果128

7.3.2矩形截面纯扭构件承载力的计算129

7.4弯剪扭构件的承载力计算130

7.4.1在弯、扭作用下的承载力计算130

7.4.2在剪、扭作用下的承载力计算130

7.4.3在弯、剪、扭共同作用下的承载力计算131

7.4.4配筋构造要求132

思考题134

练习题134

8钢筋混凝土受弯构件变形与裂缝宽度计算136

8.1概述136

8.2受弯构件的变形验算136

8.2.1钢筋混凝土受弯构件挠度计算的特点136

8.2.2 短期刚度Bs的计算137

8.2.3长期刚度Bl的计算138

8.2.4钢筋混凝土受弯构件挠度的计算139

8.3裂缝宽度计算140

8.3.1概述140

8.3.2裂缝产生的机理141

思考题143

练习题143

9预应力混凝土构件144

9.1概述144

9.1.1预应力混凝土的基本原理144

9.1.2预应力混凝土的分类145

9.1.3预应力混凝土的材料145

9.1.4预应力混凝土构件的施工方法146

9.2预应力混凝土构件计算中的几个基本概念147

9.2.1张拉控制应力147

9.2.2预应力损失148

9.2.3预应力损失的组合及减少预应力损失的措施148

9.3预应力混凝土的轴心受拉构件的计算149

9.3.1应力分析150

9.3.2预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算152

思考题154

练习题154

10钢筋混凝土的梁板结构156

10.1概述156

10.2整体现浇式单向板肋型楼盖156

10.2.1单向板肋形楼盖156

10.2.2.单向板肋形楼盖的计算158

10.2.3截面配筋的计算特点与构造要求164

10.3钢筋混凝土现浇双向板肋形楼盖177

10.3.1双向板的受力特点和试验研究177

10.3.2双向板按弹性理论的计算177

10.3.3双向板按塑性理论的计算179

10.3.4双向板肋形楼盖中支承梁的计算181

10.3.5双向板截面的计算特点与构造要求182

10.4钢筋混凝土楼梯的计算190

10.4.1楼梯的类型190

10.4.2现浇板式楼梯的计算与构造190

10.4.3现浇梁式楼梯的计算和构造193

10.4.4三折式楼梯的设计要点194

10.4.5算例195

思考题203

练习题204

11混凝土框架结构205

11.1概述205

11.1.1框架结构的分类205

11.1.2框架结构布置205

11.1.3框架结构的承重方式206

11.2截面尺寸和计算简图207

11.2.1截面尺寸估计及惯性矩取值207

11.2.2计算简图的确定207

11.3荷载计算208

11.3.1楼（屋）面活荷载的折减208

11.3.2风荷载208

11.4框架结构内力计算的方法209

11.4.1力矩分配法209

11.4.2分层法213

11.4.3反弯点法214

11.4.4改进反弯点法（D值法）217

11.5水平荷载下侧移的近似计算218

11.6框架的内力组合219

11.6.1控制截面219

11.6.2活荷载的最不利布置220

11.6.3内力组合221

11.6.4弯矩调幅221

11.7框架梁、柱的截面配筋及构造要求221

11.7.1框架横梁221

11.7.2框架柱221

11.7.3一般构造要求221

11.7.4连接构造配筋222

11.8钢筋混凝土框架的抗震设计225

11.8.1框架抗震设计的一般规定225

11.8.2框架抗震设计的一般原则226

11.8.3地震作用计算227

11.8.4框架截面抗震验算227

11.8.5钢筋混凝土框架结构构造要求229

11.9钢筋混凝土施工图的平面整体表示方法233

11.9.1概述233

11.9.2柱平法施工图234

11.9.3梁平法施工图237

思考题239

第三篇 砌体结构242

12砌体材料的物理力学性能242

12.1概述242

12.2砌体结构材料242

12.2.1块体材料242

12.2.2砂浆245

12.2.3混凝土小型砌块砌筑砂浆及灌孔混凝土246

12.3砌体的分类247

12.3.1无筋砌体247

12.3.2配筋砌体247

12.4砌体的受压性能248

12.4.1.砌体受压破的特征249

12.4.2单砖在砌体中受力状态分析249

12.4.3影响砌体抗压强度的主要因素250

12.4.4各类砌体抗压强度平均值251

12.4.5各类砌体抗压强度设计值252

12.4.6抗压强度设计值的调整255

12.5砌体的抗拉、抗弯、抗剪性能255

12.5.1砌体的轴心抗拉性能255

12.5.2砌体的弯曲抗拉性能257

12.5.3砌体的抗剪性能257

12.5.4砌体轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度设计值258

12.6砌体的变形性能259

12.6.1短期一次加载下的应力-应变关系259

12.6.2砌体在长期荷载作用下的变形259

12.6.3砌体的变形模量259

12.6.4砌体的线膨胀系数和收缩率261

12.6.5砌体摩擦系数261

思考题262

练习题262

13砌体构件的承载力计算264

13.1概述264

13.2受压构件264

13.2.1受压短柱的承载力分析264

13.2.2轴心受压长柱的受力分析266

13.2.3偏心受压长柱的受力分析266

13.2.4受压构件承载力计算267

13.3局部受压270

13.3.1砌体局部受压破坏形态270

13.3.2砌体局部均匀受压271

13.3.3梁端支承处局部受压（非均匀受压）272

13.3.4梁端下设刚性垫块时砌体的局部受压273

13.3.5梁端下设柔性垫块时砌体的局部受压275

13.4砌体的轴心受拉、受弯、受剪承载力计算276

13.4.1受拉计算276

13.4.2受弯计算276

13.4.3受剪计算277

13.5网状配筋砖砌体构件简介278

13.5.1网状配筋砖砌体的承载力计算278

13.5.2网状配筋砖砌体的构造279

思考题279

练习题279

14混合结构房屋构件设计281

14.1概述281

14.2房屋的静力计算方案283

14.2.1房屋的空间受力性能283

14.2.2房屋静力计算方案284

14.2.3刚性和刚弹性方案房屋的横墙286

14.3混合结构房屋的构造措施287

14.3.1墙、柱高厚比要求287

14.3.2墙、柱的一般构造要求291

14.3.3防止或减轻墙体开裂的主要措施293

14.4刚性方案房屋墙、柱计算295

14.4.1刚性方案房屋承重纵墙计算295

14.4.2刚性方案房屋承重横墙计算297

14.5弹性方案房屋墙、柱计算297

14.6刚弹性方案房屋墙、柱计算298

14.6.1单层刚弹性方案房屋墙、柱的计算298

14.6.2多层刚弹性方案房屋墙、柱的计算299

14.7上柔下刚多层房屋墙、柱的计算300

14.8混合结构房屋其他构件301

14.8.1圈梁301

14.8.2过梁302

14.9挑梁305

14.9.1挑梁的抗倾覆验算305

14.9.2挑梁下砌体局部受压承载力验算306

14.9.3挑梁的承载力计算306

14.9.4构造规定306

思考题307

练习题307

第四篇 钢结构309

15钢结构309

15.1概述309

15.2钢结构的连接310

15.2.1连接的种类及特点310

15.2.2对接焊缝连接311

15.2.3角焊缝的构造和计算314

15.2.4螺栓连接321

15.3受弯钢结构构件——钢梁323

15.3.1梁的种类323

15.3.2组合梁截面沿长度的改变323

15.3.3梁的强度和刚度324

15.3.4梁的整体稳定327

15.3.5梁的拼接和连接328

15.4轴心受力构件332

15.4.1概述332

15.4.2轴心受力构件的强度334

15.4.3实腹式轴心受压构件的整体稳定335

15.4.4实际轴心受压构件的计算方法338

15.4.5实腹式轴心受压构件的局部稳定344

15.4.6柱脚的连接形式和构造344

15.5拉弯构件和压弯构件345

15.5.1概述345

15.5.2拉弯构件和压弯构件的强度和刚度346

15.5.3实腹式压弯构件的整体稳定347

15.5.4实腹式压弯构件的局部稳定351

15.5.5实腹式压弯构件的截面设计353

15.5.6框架中梁与柱的连接355

15.5.7框架柱的柱脚356

思考题357

练习题357

第五篇 地基基础与结构抗震360

16建筑地基基础360

16.1概述360

16.2基本规定360

16.2.1地基基础设计等级360

16.2.2地基基础的设计规定361

16.2.3工程地质勘察361

16.2.4地基基础设计的荷载效应组合362

16.3地基土的工程性质及分类362

16.3.1地基土的工程性质362

16.3.2土的工程分类367

16.4基础设计370

16.4.1浅基础的设计370

16.4.2桩基础的设计384

思考题392

练习题393

17建筑结构抗震394

17.1地震的成因与分布394

17.1.1地震的成因394

17.1.2地震的分布395

17.2地震波、震级与地震烈度396

17.2.1地震波396

17.2.2震级396

17.2.3地震烈度397

17.3地震灾害399

17.3.1地表破坏399

17.3.2建筑结构的破坏400

17.3.3次生灾害401

17.4抗震设防401

17.4.1抗震设防烈度401

17.4.2抗震设防的目标402

17.5建筑抗震设计的基本要求403

17.5.1场地、地基和基础的要求403

17.5.2建筑平面、立面和竖向剖面的设计要求404

17.5.3选择技术和经济合理的结构体系405

17.5.4非结构构件的要求405

17.5.5结构材料与施工的要求406

17.6建筑场地407

17.6.1场地土的划分407

17.6.2场地类别的确定408

17.7地震作用的计算和抗震验算409

17.7.1地震作用的概念409

17.7.2单质点体系的地震作用409

17.7.3多质点弹性体系的地震作用414

17.7.4结构的自振周期419

17.7.5结构的抗震验算420

附录424

参考文献442