《普通高等学校土木工程专业新编系列教材:荷载与结构设计方法(第2版)》根据土木工程专业本科(四年)培养规格要求编写,全书分为两个部分:第一部分介绍了工程结构荷载及方法,内容包括荷载与作用分类;土压力及建筑结构和公路桥梁上的重力作用;流水压力、波浪作用力、冰压力、撞击力;工程结构风荷载;建筑和桥梁结构地震作用;环境因素等引起的其他作用。第二部分介绍了工程结构可靠度设计方法,内容包括工程结构荷载的统计分析;工程结构抗力的统计分析;结构可靠度基本原理;结构概率可靠度设计。
《普通高等学校土木工程专业新编系列教材:荷载与结构设计方法(第2版)》可作为高等学校土木丁程专业全日制本科生或土建类成人教育的教材,也可供土木工程技术人员阅读参考。
1 荷载与作用
1.1 工程结构荷载与作用
1.2 作用分类
1.2.1 按随时间变化分类
1.2.2 按空间位置变异分类
1.2.3 按结构反应性质分类
1.3 荷载代表值
本章小结
思考题
2 重力作用
2.1 土重及土的侧压力
2.1.1 土的自重应力
2.1.2 土的侧向压力
2.2 结构自重
2.3 楼面及屋面活荷载
2.3.1 民用建筑楼面活荷载
2.3.2 工业建筑楼面活荷载
2.3.3 屋面活荷载
2.3.4 屋面积灰荷载
2.3.5 施工、检修荷载及栏杆水平荷载
2.4 厂房吊车荷载
2.4.1 吊车工作制等级与工作级别
2.4.2 吊车竖向荷载和水平荷载
2.4.3 多台吊车组合
2.4.4 吊车荷载的动力系数
2.4.5 吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值
2.5 汽车荷载
2.5.1 公路桥梁汽车荷载
2.5.2 城市桥梁汽车荷载
2.6 人群荷载
2.6.1 公路桥梁人群荷载
2.6.2 城市桥梁人群荷载
2.7 雪荷载
2.7.1 基本雪压
2.7.2 屋面积雪分布系数
本章小结
思考题
3 水作用
3.1 静水压力
3.2 流水压力
3.2.1 流体流动特征
3.2.2 桥墩流水压力计算
3.3 波浪作用力
3.3.1 波浪特性
3.3.2 波浪作用力的计算
3.4 冰压力
3.4.1 冰对桥墩产生的冰压力
3.4.2 桥墩有倾斜表面冰压力分解
3.4.3 大面积冰层的静压力
3.4.4 流冰冲击力
3.5 撞击力
3.5.1 撞击力的计算
3.5.2 漂流物撞击力
3.6 浮托力
本章小结
思考题
4 风荷藏
4.1 基本风速和基本风压
4.1.1 基本风速
4.1.2 基本风压
4.1.3 风速或风压的换算
4.1.4 山区的基本风压
4.1.5 远海海面和海岛基本风压
4.1.6 我国基本风压分布特点
4.2 风压高度变化系数
4.3 风荷载体型系数
4.3.1 单体房屋和构筑物风荷载体型系数
4.3.2 群体风压体型系数
4.3.3 局部风压体型系数
4.4 顺风向风振
4.4.1 风振系数
4.4.2 脉动风荷我的共振分量因子
4.4.3 脉动风荷我的背景分量因子
4.4.4 脉动风荷载空间相关系数
4.4.5 结构振型系数
4.4.6 结构基本周期经验公式
4.4.7 阵风系数
4.4.8 顺风向风荷载标准值
4.5 横风向风振
4.5.1 涡激共振的产生
4.5.2 锁定现象及共振区高度
4.5.3 横风向风振验算
4.6 桥梁风荷载
4.6.1 风对桥梁结构的作用
4.6.2 风致静力失稳
……
5 地震作用
6 其他荷载与作用
7 工程结构荷载的统计分析
8 结构构件抗力的统计分析
9 结构概率可靠度设计法
附录一 常用材料和构件的自重
附录二 全国各城市的基本雪压、基本风压和基本气温
附录三 屋面积雪分布系数
附录四 风荷载体型系数
附录五 封闭式矩形平面房屋的局部体型系数
附录六 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
参考文献
1 荷载与作用
本章提要
本章叙述了工程结构上的荷载与作用,介绍了结构上的作用按随时间变化、空间位置变异和结构反应性质分类的方法,给出了荷载代表值的定义。
1.1 工程结构荷载与作用
工程结构是指用建筑材料建造的房屋、道路、桥梁、隧道、堤坝、塔架等工程设施。工程结构首先应满足自身功能要求,服务于社会,例如,建造房屋遮风避雨形成人类活动空间,架桥铺路为人群和车辆提供通道。其次,工程结构需要形成一个坚实的骨架承受使用过程中可能出现的各种环境作用,例如,房屋结构要承受自身重量、人群和家具重量、风压力和雪重承等作用,道路桥梁要承受车辆重量、车辆制动力和冲击力、水脏力和土压力等作用,在地震区的下程结构还要承受地震作用。结构在各种环境因素作用下产生效应(应力、位移、成变、裂缝等),工程结构设计的目的就足要保证结构具有足够的承载能力抵抗自然界各种作用力,并将结构变形控制在满足正常使用的范围内。为使结构物在规定的使用年限内具有足够的可靠度,结构设计的第一步就是要确定结构—上的作用。
结构上的作用足指能使结构产生效成的各种原因的总称。引起结构产生作用效应的原因有两种,一种是施加于结构上的集巾力和分布力,例如结构自重,作用于楼丽的人群、家具、设备,作用于桥面的车辆、人群,施加于结构物上的风压力、水压力、土压力等。它们都是直接施加于结构,使其产生内力发生变形,可用“荷载”一词来表达。另一种是施加于结构上的外加变形和约束变形,例如,基础沉降导致结构外加变形引起的内力效应,材料收缩和徐变或温度变化引起结构约束变形产生的内力效应,由于地震造成地面运动致使结构产生惯性力引起的作用效应等。它们都是间接作用于结构,作用效应常与结构本身特征和所处环境有关。
在工程结构中,常见的能使结构产乍效应的原因多数可归结为直接作用在结构—卜的外力,长期以来,习惯上将所有引起结构反成的原因统称为“荷载”。按照国际通行做法和现行国家标准,“作用”泛指使结构产生内力、变形的所有原因,包括直接作用和间接作用;而“荷载”仪等同于施加于结构上的直接作用。
……