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第一篇 建筑结构特点及其计算原理1

1 总论1

1.1 建筑结构的分类1

1.2 各种建筑结构材料的特点及应用情况2

思考题及习题4

2 建筑结构基本计算原理5

2.1 结构设计的基本要求和极限状态5

2.1.1 结构的功能要求5

2.1.2 结构的极限状态5

2.1.3 建筑结构设计方法6

2.2 结构上的作用、作用效应和结构抗力6

2.2.1 结构上的作用6

2.2.2 作用效应与结构抗力9

2.3 概率极限状态设计法10

2.3.1 功能函数与极限状态方程10

2.3.2 结构可靠度与失效概率11

2.3.3 结构构件的可靠指标β11

2.3.4 目标可靠指标及安全等级12

2.4 极限状态实用设计表达式12

2.4.1 承载能力极限状态设计表达式12

2.4.2 正常使用极限状态设计表达式14

2.5 耐久性的规定15

习题16

第二篇 混凝土结构17

3 钢筋和混凝土材料的力学性能17

3.1 混凝土的强度17

3.1.1 立方体抗压强度fcu,k17

3.1.2 轴心抗压强度fc18

3.1.3 轴心抗拉强度ft18

3.1.4 复合应力状态下混凝土的强度20

3.2 混凝土的变形21

3.2.1 混凝土在一次短期荷载下的变形21

3.2.2 混凝土在多次重复荷载作用下的变形23

3.2.3 混凝土的弹性模量、变形模量24

3.2.4 混凝土的徐变25

3.2.5 混凝土的收缩与膨胀26

3.3 钢筋27

3.3.1 钢筋的品种与级别27

3.3.2 钢筋的力学性能27

3.4 钢筋与混凝土的粘结31

3.4.1 粘结的作用及产生原因31

3.4.2 粘结强度及影响因素32

3.4.3 保证钢筋和混凝土间粘结的措施33

思考题36

4 受弯构件正截面承载力计算37

4.1 截面配筋的基本构造要求37

4.1.1 截面形式和尺寸38

4.1.2 受弯构件的钢筋39

4.1.3 钢筋的保护层厚度40

4.1.4 钢筋的间距41

4.1.5 截面的有效高度41

4.2 梁正截面受弯性能的试验分析42

4.2.1 适筋梁的工作阶段42

4.2.2 适筋梁正截面各阶段应力状态43

4.2.3 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式44

4.2.4 适筋梁与超筋梁、少筋梁的界限46

4.3 单筋矩形截面的承载力计算49

4.3.1 基本假定49

4.3.2 基本公式及其适用条件50

4.3.3 截面设计51

4.3.4 强度复核57

4.4.1 基本计算公式及其适用条件59

4.4.2 截面设计60

4.4.3 强度复核65

4.5 单筋T形截面的承载力计算65

4.5.1 基本公式及其适用条件66

4.5.2 截面设计70

4.5.3 强度复核72

习题74

5 受弯构件斜截面承载力计算77

5.1 无腹筋梁的受剪性能77

5.1.1 斜裂缝引起梁的受力状态变化77

5.1.2 斜截面的破坏形态78

5.1.3 影响无腹筋梁受剪承载力的因素79

5.1.4 无腹筋梁斜截面受剪承载力计算79

5.2 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算80

5.2.1 腹筋的作用80

5.2.2 有腹筋梁的破坏形态81

5.2.3 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式81

5.2.4 有腹筋梁斜截面受剪承载力计算方法和步骤85

5.3 保证斜截面受弯承载力的构造要求92

5.3.1 抵抗弯矩图93

5.3.2 弯起钢筋的弯起点94

5.3.3 纵向受拉钢筋截断时的延伸长度95

5.3.4 纵向钢筋在支座处的锚固96

5.3.5 箍筋及弯起钢筋的构造97

习题99

6 受扭构件承载力计算101

6.1 纯扭构件的承载力计算101

6.1.1 无腹筋受扭构件的开裂扭矩101

6.1.2 矩形截面纯扭构件配筋计算103

6.1.3 T形、I形截面纯扭构件107

6.2 弯剪扭构件的承载力计算107

6.2.1 扭矩对受弯、受剪构件承载力的影响107

6.2.2 矩形截面弯剪扭构件承载力计算108

6.2.3 弯剪扭构件简化计算109

习题111

7 受压构件承载力计算112

7.1 轴心受压构件承载力计算113

7.1.1 纵向钢筋及普通箍筋柱113

7.2 偏心受压构件正截面承载力计算118

7.2.1 偏心受压构件的破坏特征118

7.2.2 附加偏心距119

7.2.3 偏心距增大系数119

7.2.4 矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算121

7.2.5 I形截面偏心受压构件正截面承载力计算136

7.2.6 截面承载力N与M的相关曲线139

习题140

8 受拉构件承载力计算141

8.1 轴心受拉构件承载力计算141

8.2 偏心受拉构件正截面承载力计算141

8.2.1 计算公式141

8.2.2 截面设计142

习题146

9 钢筋混凝土受弯构件变形和裂缝宽度验算147

9.1 概述147

9.2 受弯构件的挠度验算147

9.2.1 基本概念147

9.2.2 荷载效应标准组合下受弯构件的短期刚度Bs148

9.2.4 受弯构件挠度验算151

9.3 裂缝宽度验算152

9.3.1 裂缝间距152

9.3.2 平均裂缝宽度wm155

9.3.3 最大裂缝宽度w155

习题157

10 预应力混凝土的基本知识158

10.1 预应力混凝土的基本概念158

10.1.1 概述158

10.1.2 预应力混凝土的基本概念158

10.1.3 预应力混凝土结构的优缺点158

10.1.4 全预应力和部分预应力混凝土159

10.1.5 预应力混凝土结构的应用160

10.2 施加预应力的方法160

10.2.1 先张法160

10.2.2 后张法161

10.3 预应力混凝土材料162

10.3.1 预应力钢筋162

10.3.2 混凝土163

10.4 张拉控制应力和预应力损失163

10.4.1 张拉控制应力σ163

10.4.2 预应力损失164

10.4.3 预应力损失值组合167

10.5 预应力混凝土轴心受拉构件168

10.5.1 轴心受拉构件应力分析168

10.5.2 预应力混凝土轴心受拉构件的计算172

10.5.3 设计例题174

习题175

11 梁板结构177

11.1 概述177

11.2 现浇单向板肋梁楼盖178

11.2.1 单向板与双向板的划分178

11.2.2 楼盖的结构布置179

11.2.3 单向板楼盖的计算简图180

11.2.4 单向板楼盖的内力计算——弹性计算法182

11.2.5 单向板楼盖的内力计算——塑性计算法187

11.2.6 连续板的截面计算与构造189

11.2.7 次梁计算与构造要求191

11.2.8 主梁的计算与构造要求193

11.2.9 单向板肋形楼盖设计例题195

11.3 双向板肋梁楼盖200

11.3.1 双向板计算200

11.3.2 双向板的配筋构造204

习题207

第三篇 砌体结构209

12 砌体材料及力学性能209

12.1 砌体材料209

12.1.1 块材209

12.1.2 砂浆211

12.1.3 块材和砂浆的选用211

12.2 砌体的力学性能212

12.2.1 砌体的受压性能212

12.2.2 砌体的轴心受拉、受弯和受剪性能218

12.3 砌体的受压弹性模量221

思考题223

13 无筋砌体构件承载力计算224

13.1 受压构件224

13.1.1 受压构件的应力状态224

13.1.2 受压构件承载力计算224

13.2 局部受压234

13.2.1 砌体截面局部均匀受压承载力计算234

13.2.2 梁端支承处砌体的局部受压236

13.2.3 梁端设有垫块时砌体局部受压承载力计算237

13.2.4 梁端下设有垫梁时砌体局部受压承载力计算240

13.3 轴心受拉、受弯、受剪构件240

13.3.1 轴心受拉构件240

13.3.2 受弯构件241

13.3.3 受剪构件241

思考题与习题242

14 混合结构房屋墙、柱设计244

14.1 混合结构房屋的结构布置方案244

14.1.1 横墙承重方案244

14.1.2 纵墙承重方案245

14.1.3 纵、横墙承重方案245

14.1.4 内框架承重方案245

14.2 房屋的空间刚度及静力计算方案246

14.2.1 房屋的空间刚度246

14.2.2 混合结构房屋的静力计算方案247

14.3 墙、柱高厚比248

14.3.1 墙（不带壁柱）、柱的高厚比验算248

14.4 墙、柱的构造要求254

14.4.1 一般构造要求254

14.4.2 防止或减轻墙体开裂的主要措施256

14.5 刚性方案房屋墙、柱设计257

14.5.1 计算单元257

14.5.2 竖向荷载作用下的墙体计算257

14.6 弹性与刚弹性方案房屋墙、柱计算262

14.6.1 单层弹性方案房屋262

14.6.2 单层刚弹性方案房屋263

14.6.3 多层刚弹性方案房屋265

思考题与习题267

15 过梁、圈梁268

15.1 过梁268

15.1.1 概述268

15.1.2 过梁上的荷载268

15.1.3 过梁的计算268

15.1.4 过梁的构造要求270

15.2 圈梁271

15.2.1 圈梁的设置271

15.2.2 圈梁的构造要求271

思考题与习题272

第四篇 钢结构273

16 建筑钢材273

16.1 建筑钢材的主要机械性能273

16.1.1 强度和塑性273

16.1.2 冷弯试验275

16.1.3 韧性275

16.1.4 可焊性276

16.2 建筑钢材的两种破坏形式276

16.3 影响钢材性能的主要因素277

16.3.1 化学成分的影响277

16.3.2 钢材的冷作硬化与时效硬化278

16.3.3 复杂应力和应力集中的影响279

16.3.4 温度的影响280

16.3.5 钢材的疲劳280

16.4 建筑钢材的种类及规格280

思考题及习题283

17 钢结构的连接284

17.1 钢结构连接的种类及其特点284

17.2 焊缝连接285

17.2.1 焊接方法285

17.2.2 焊缝连接的形式286

17.2.3 焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别287

17.2.4 焊缝符号及标注方法289

17.3 对接焊缝连接292

17.4 角焊缝连接294

17.4.1 角焊缝的形式与构造294

17.4.2 角焊缝的强度296

17.4.3 角焊缝连接的计算297

17.5 焊接残余变形和残余应力302

17.6 普通螺栓连接304

17.6.1 普通螺栓连接的构造304

17.6.2 普通螺栓连接的受力性能和计算307

17.7 高强度螺栓连接312

17.7.1 概述312

17.7.2 高强度螺栓摩擦型连接的计算314

习题317

18 轴心受力构件318

18.1 概述318

18.2 轴心受力构件的强度及刚度319

18.2.1 轴心受力构件的强度319

18.2.2 轴心受力构件的刚度320

18.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定320

18.3.1 关于稳定问题的概述321

18.3.2 理想轴心受压构件的受力性能322

18.3.3 实际轴心受压构件的计算方法323

18.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定328

18.5 实腹式轴心受压构件的截面设计330

18.6 梁与柱的连接形式和构造331

18.6.1 柱顶支承梁的构造331

18.6.2 柱侧支承梁的构造332

18.7 柱脚的形式和构造333

习题334

19 梁335

19.1 梁及梁格布置335

19.2 梁的强度和刚度337

19.2.1 梁的强度337

19.2.2 梁的刚度340

19.3 梁的整体稳定341

19.4 型钢梁设计345

19.5 组合梁的局部稳定和腹板加劲肋的布置和构造348

19.5.1 支承加劲肋的构造和计算350

19.6 梁的拼接和连接351

19.6.1 梁的拼接351

19.6.2 次梁与主梁的连接352

习题354

20 拉弯构件和压弯构件355

20.1 概述355

20.2 拉弯构件和压弯构件的强度和刚度356

20.2.1 拉弯构件和压弯构件的强度356

20.2.2 拉弯构件和压弯构件的刚度357

20.3 实腹式压弯构件的整体稳定358

20.3.1 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性358

20.3.2 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性361

20.4 实腹式压弯构件的局部稳定362

20.5 实腹式压弯构件的截面设计363

20.6 框架中梁与柱的连接365

20.7 框架柱的柱脚367

习题368

21 门式刚架轻型钢结构简介369

21.1 门式刚架轻型钢结构的组成及布置369

21.1.1 结构组成369

21.1.2 结构布置370

21.2 门式刚架的计算简图371

21.3 门式刚架的荷载计算372

21.3.1 永久荷载372

21.3.2 可变荷载372

21.3.3 地震作用373

21.4 门式刚架的内力计算及荷载组合374

21.4.1 刚架的内力计算374

21.4.2 控制截面及最不利内力组合374

21.4.3 刚架的荷载组合374

21.5 门式刚架梁、柱截面验算375

21.6 门式刚架的变形计算375

21.7 连接和节点设计379

21.7.1 焊缝连接379

21.7.3 柱脚节点设计382

附录383

附表1 均布荷载和集中荷载作用下等跨连续梁的内力系统383

附表2 按弹性理论计算矩形双向板在均布荷载作用下的弯矩系数表389

附表3 钢材和连接的强度设计值392

附表4 轴心受压构件的稳定系数395

附表5 热轧等边角钢的规格及截面特性397

附表6 热轧不等边角钢401

附表7 热轧普通工字钢的规格及截面特性（按GB706—88计算）408

附表8 热轧普通槽钢的规格及截面特性（按GB 707—88计算）410

附表9 热轧H型钢和剖分T型钢的规格及截面特性（按GB 11263—89计算）412

附表10 螺栓的有效面积414

参考文献415