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荷載與結構設計方法(第3版)

包郵 荷載與結構設計方法(第3版)

出版社:北京大學出版社出版時間:2023-06-01
開本: 16開 頁數: 240
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荷載與結構設計方法(第3版) 版權信息

荷載與結構設計方法(第3版) 本書特色

本書參照高等學校土木工程專業教學指導分委員會對土木工程專業學生的基本要求和審定的教學大綱而編寫.教材編寫內容力求做到符合國家現行結構設計規范、規程和標準要求,反映工程結構荷載取值和結構設計方法在理論和實踐上的新進展.

荷載與結構設計方法(第3版) 內容簡介

本書參照全國高等學校土木工程專業指導委員會對土木工程專業學生的基本要求和審定的教學大綱而編寫。本書主要介紹重力荷載、風荷載、地震作用、側壓力、其他荷載與作用、荷載的統計分析、結構構件抗力的統計分析、結構可靠度分析與計算、概率極限狀態設計法等。各章除附有思考題和習題外,還附有教學提示和教學要求,便于教學使用。 本書可作為高等學校土木工程及相關專業的教學用書,也可用做繼續教育的教材或土建設計和工程技術人員的參考用書

荷載與結構設計方法(第3版) 目錄

第1章 緒論 …………………………………………………………………………………… 1 1.1 結構上的作用及作用效應 ………………………………………………………………… 2 1.1.1 結構上的作用 ………………………………………………………………………… 2 1.1.2 作用效應……………………………………………………………………………… 3 1.2 工程結構設計理論演變簡況 ……………………………………………………………… 3 1.2.1 容許應力設計法 ……………………………………………………………………… 4 1.2.2 破損階段設計法 ……………………………………………………………………… 4 1.2.3 多系數極限狀態設計法 ……………………………………………………………… 5 1.2.4 概率極限狀態設計法 ………………………………………………………………… 5 本章小結 ……………………………………………………………………………………… 6 思考題 ………………………………………………………………………………………… 6 習題 …………………………………………………………………………………………… 6 第2章 重力荷載 ……………………………………………………………………………… 7 2.1 結構自重 ………………………………………………………………………………… 8 2.2 土體自重應力……………………………………………………………………………… 8 2.3 雪荷載 …………………………………………………………………………………… 10 2.3.1 基本雪壓 …………………………………………………………………………… 10 2.3.2 雪荷載標準值、組合值系數、頻遇值系數及準永久值系數 …………………………… 15 2.3.3 屋面積雪分布系數 …………………………………………………………………… 15 2.4 汽車荷載 ………………………………………………………………………………… 17 2.5 人群荷載 ………………………………………………………………………………… 20 2.6 吊車荷載 ………………………………………………………………………………… 21 2.6.1 吊車工作制等級與工作級別 ………………………………………………………… 21 2.6.2 吊車豎向荷載和水平荷載 …………………………………………………………… 25 2.7 樓面和屋面活荷載 ……………………………………………………………………… 27 2.7.1 樓面活荷載的取值原則 ……………………………………………………………… 27 2.7.2 民用建筑樓面均布活荷載 …………………………………………………………… 29 2.7.3 工業建筑樓面活荷載 ………………………………………………………………… 33 2.7.4 屋面均布活荷載和屋面積灰荷載……………………………………………………… 36 2.7.5 施工、檢修集中荷載及欄桿頂部的活荷載 …………………………………………… 38 本章小結 ……………………………………………………………………………………… 39 思考題 ………………………………………………………………………………………… 40 習題 …………………………………………………………………………………………… 40 第3章 風荷載 ……………………………………………………………………………… 41 3.1 風的有關知識 …………………………………………………………………………… 42 3.1.1 風的形成 …………………………………………………………………………… 42 3.1.2 兩類性質的風 ……………………………………………………………………… 42 3.1.3 我國的風區 ………………………………………………………………………… 43 3.1.4 風力等級 …………………………………………………………………………… 43 3.2 風壓……………………………………………………………………………………… 45 3.2.1 風速與風壓的關系 …………………………………………………………………… 45 3.2.2 基本風壓 …………………………………………………………………………… 45 3.2.3 非標準條件下的風速或風壓的換算 …………………………………………………… 46 3.3 風壓高度變化系數 ……………………………………………………………………… 48 3.4 風荷載體型系數 ………………………………………………………………………… 51 3.4.1 單體風荷載體型系數 ………………………………………………………………… 51 3.4.2 群體風荷載體型系數 ………………………………………………………………… 54 3.4.3 局部風荷載體型系數 ………………………………………………………………… 55 3.5 結構抗風計算的幾個重要概念 …………………………………………………………… 55 3.5.1 結構的風力與風效應 ………………………………………………………………… 55 3.5.2 順風向的平均風與脈動風 …………………………………………………………… 56 3.5.3 橫風向風振 ………………………………………………………………………… 56 3.6 順風向結構風效應 ……………………………………………………………………… 58 3.6.1 風振系數 …………………………………………………………………………… 58 3.6.2 脈動風荷載 ………………………………………………………………………… 59 3.6.3 結構基本自振周期經驗公式 ………………………………………………………… 60 3.6.4 陣風系數 …………………………………………………………………………… 61 3.6.5 順風向風荷載標準值 ………………………………………………………………… 62 3.7 橫風向結構風效應 ……………………………………………………………………… 62 3.7.1 鎖定現象 …………………………………………………………………………… 62 3.7.2 共振區高度 ………………………………………………………………………… 63 3.7.3 橫風向風振驗算……………………………………………………………………… 63 3.8 結構總風效應 …………………………………………………………………………… 64 本章小結 ……………………………………………………………………………………… 64 思考題 ………………………………………………………………………………………… 65 習題 …………………………………………………………………………………………… 65 第4章 地震作用 …………………………………………………………………………… 66 4.1 地震的有關知識 ………………………………………………………………………… 69 4.1.1 地震的類型 ………………………………………………………………………… 69 4.1.2 地震成因 …………………………………………………………………………… 69 4.1.3 地震分布 …………………………………………………………………………… 71 4.1.4 地震波、震級及地震烈度 …………………………………………………………… 71 4.2 地震作用及其計算方法 …………………………………………………………………… 78 4.2.1 地震烈度區劃與基本烈度 …………………………………………………………… 78 4.2.2 單質點體系地震作用 ………………………………………………………………… 79 4.3 多質點體系地震作用……………………………………………………………………… 89 4.3.1 計算簡圖 …………………………………………………………………………… 89 4.3.2 運動方程 …………………………………………………………………………… 90 4.3.3 自由振動 …………………………………………………………………………… 91 4.3.4 方程解耦 …………………………………………………………………………… 93 4.3.5 方程求解 …………………………………………………………………………… 93 4.3.6 多質點體系的地震作用計算方法……………………………………………………… 94 4.3.7 底部剪力法計算地震作用 …………………………………………………………… 98 本章小結……………………………………………………………………………………… 101 思考題 ……………………………………………………………………………………… 102 習題 ………………………………………………………………………………………… 102 第5章 側向壓力 …………………………………………………………………………… 104 5.1 土壓力 ………………………………………………………………………………… 105 5.1.1 土壓力分類………………………………………………………………………… 105 5.1.2 基本原理…………………………………………………………………………… 106 5.1.3 工程中擋土墻土壓力計算 ………………………………………………………… 115 5.1.4 動土壓力…………………………………………………………………………… 125 5.1.5 板樁墻及支撐板上的土壓力………………………………………………………… 127 5.1.6 涵洞上的土壓力 …………………………………………………………………… 130 5.2 靜水壓力及流水壓力 …………………………………………………………………… 133 5.2.1 靜水壓力…………………………………………………………………………… 133 5.2.2 流水壓力…………………………………………………………………………… 134 5.3 波浪荷載 ……………………………………………………………………………… 135 5.3.1 波浪特性…………………………………………………………………………… 135 5.3.2 波浪荷載的計算 …………………………………………………………………… 137 5.4 冰荷載 ………………………………………………………………………………… 142 5.4.1 冰堆整體推移的靜壓力 …………………………………………………………… 142 5.4.2 大面積冰層的靜壓力 ……………………………………………………………… 142 5.4.3 冰層受溫度影響膨脹時產生的靜壓力 ……………………………………………… 143 5.4.4 冰層因水位升降產生的上拔力 ……………………………………………………… 144 5.4.5 動冰壓力 (流冰沖擊力) ………………………………………………………… 144 本章小結 …………………………………………………………………………………… 145 思考題 ……………………………………………………………………………………… 145 習題 ………………………………………………………………………………………… 146 第6章 其他荷載與作用 …………………………………………………………………… 147 6.1 溫度作用 ……………………………………………………………………………… 148 6.1.1 溫度作用的概念 …………………………………………………………………… 148 6.1.2 溫度應力的計算 …………………………………………………………………… 149 6.2 變形作用 ……………………………………………………………………………… 151 6.3 爆炸作用 ……………………………………………………………………………… 151 6.3.1 爆炸的概念及類型 ………………………………………………………………… 151 6.3.2 爆炸對結構的影響及荷載計算 ……………………………………………………… 152 6.4 浮力 …………………………………………………………………………………… 154 6.5 制動力 ………………………………………………………………………………… 155 6.5.1 汽車制動力………………………………………………………………………… 155 6.5.2 吊車制動力………………………………………………………………………… 155 6.5.3 汽車豎向沖擊力 …………………………………………………………………… 156 6.5.4 汽車水平撞擊力 …………………………………………………………………… 157 6.6 離心力 ………………………………………………………………………………… 157 6.7 預應力 ………………………………………………………………………………… 158 6.7.1 預應力的概念 ……………………………………………………………………… 158 6.7.2 預應力混凝土的分類 ……………………………………………………………… 159 本章小結 …………………………………………………………………………………… 162 思考題 ……………………………………………………………………………………… 162 習題 ………………………………………………………………………………………… 163 第7章 荷載的統計分析 …………………………………………………………………… 164 7.1 荷載的概率模型 ………………………………………………………………………… 165 7.1.1 平穩二項隨機過程模型 …………………………………………………………… 165 7.1.2 荷載統計參數分析 ………………………………………………………………… 166 7.2 荷載效應組合規則 ……………………………………………………………………… 167 7.3 常遇荷載的統計分析 …………………………………………………………………… 169 7.3.1 永久荷載…………………………………………………………………………… 169 7.3.2 民用建筑樓面活荷載 ……………………………………………………………… 170 7.3.3 辦公樓樓面活荷載的統計參數 ……………………………………………………… 172 7.3.4 住宅樓樓面活荷載的統計參數 ……………………………………………………… 172 7.4 荷載代表值 …………………………………………………………………………… 172 7.4.1 荷載標準值………………………………………………………………………… 172 7.4.2 荷載準永久值 ……………………………………………………………………… 173 7.4.3 荷載組合值………………………………………………………………………… 173 7.4.4 荷載頻遇值………………………………………………………………………… 173 本章小結 …………………………………………………………………………………… 174 思考題 ……………………………………………………………………………………… 174 習題 ………………………………………………………………………………………… 174 第8章 結構構件抗力的統計分析 ………………………………………………………… 175 8.1 結構構件抗力的不定性 ………………………………………………………………… 176 8.1.1 結構構件材料性能的不定性………………………………………………………… 176 8.1.2 結構構件幾何參數的不定性………………………………………………………… 178 8.1.3 結構構件計算模式的不定性………………………………………………………… 179 8.2 結構構件抗力的統計特征 ……………………………………………………………… 180 8.2.1 結構構件抗力的統計參數 ………………………………………………………… 180 8.2.2 結構構件抗力的分布類型 ………………………………………………………… 181 8.3 材料強度的標準值和設計值 …………………………………………………………… 181 本章小結 …………………………………………………………………………………… 181 思考題 ……………………………………………………………………………………… 182 習題 ………………………………………………………………………………………… 182 第9章 結構可靠度分析與計算 …………………………………………………………… 184 9.1 結構可靠度的基本概念 ………………………………………………………………… 185 9.1.1 結構的功能要求和極限狀態………………………………………………………… 185 9.1.2 結構抗力…………………………………………………………………………… 187 9.1.3 結構功能函數 ……………………………………………………………………… 187 9.1.4 結構可靠度和可靠指標 …………………………………………………………… 188 9.2 結構可靠度計算 ………………………………………………………………………… 190 9.2.1 均值一次二階矩法 ………………………………………………………………… 190 9.2.2 改進的一次二階矩法 ……………………………………………………………… 191 9.2.3 JC法 ……………………………………………………………………………… 194 9.3 相關隨機變量的結構可靠度計算 ………………………………………………………… 197 9.3.1 變量相關的概念 …………………………………………………………………… 197 9.3.2 相關變量的變換 …………………………………………………………………… 198 9.3.3 相關變量可靠指標的計算 ………………………………………………………… 200 9.4 結構體系的可靠度計算 ………………………………………………………………… 201 9.4.1 結構體系可靠度 …………………………………………………………………… 201 9.4.2 結構系統的基本模型 ……………………………………………………………… 202 9.4.3 結構系統中功能函數的相關性 ……………………………………………………… 203 9.4.4 結構體系可靠度計算方法 ………………………………………………………… 205 本章小結 …………………………………………………………………………………… 210 思考題 ……………………………………………………………………………………… 211 習題 ………………………………………………………………………………………… 211 第10章 概率極限狀態設計法 …………………………………………………………… 213 10.1 結構設計的目標與原則 ………………………………………………………………… 214 10.1.1 建筑結構安全等級與可靠度 ……………………………………………………… 214 10.1.2 耐久性和設計使用年限 …………………………………………………………… 215 10.1.3 設計狀況與極限狀態設計 ………………………………………………………… 216 10.1.4 目標可靠指標 …………………………………………………………………… 216 10.2 直接概率設計法 ……………………………………………………………………… 218 10.2.1 一般概念 ………………………………………………………………………… 218 10.2.2 直接概率法的基本方法 …………………………………………………………… 218 10.3 概率極限狀態的實用設計表達式 ……………………………………………………… 220 10.3.1 承載能力極限狀態設計表達式 …………………………………………………… 220 10.3.2 正常使用極限狀態設計表達式 …………………………………………………… 223 10.3.3 結構抗震設計表達式 ……………………………………………………………… 225 本章小結 …………………………………………………………………………………… 228 思考題 ……………………………………………………………………………………… 228 習題 ………………………………………………………………………………………… 228 參考文獻 ……………………………………………………………………………………… 230
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荷載與結構設計方法(第3版) 作者簡介

許成祥
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許成祥,武漢科技大學城市建設學院,院長,教授。湖北省有突出貢獻中青年專家,武漢科技大設計研究院院長,城鄉建設與環境發展省級重點實驗教學示范中心主任。先后主持國家自然科學基金項目4項,湖北省自然科學基金項目2項(其中,創新群體項目1項),建設部科學技術項目1項,湖北省教育廳科學研究計劃項目2項(其中,創新團隊計劃項目1項);參與國家自然科學基金項目1項,獲批科學技技進步一等獎1項,湖北省科技進步二等獎2項 何培玲
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何培玲,南京工程學院建筑工程學院院長,教授,從事建筑結構及地下工程結構研究。江蘇省、南京市評標專家,江蘇省巖土力學與工程學會理事,中國土木工程學會、江蘇省土木建筑學會工程管理專業委員會委員。

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