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《建筑结构荷载与结构设计原理》 内容提要 本书系统阐述了土木工程领域中至关重要的建筑结构荷载确定方法、结构材料的力学性能以及结构设计的基本原理。全书内容涵盖了从荷载的分类、标准值与设计值取定，到结构构件的内力分析、变形验算，再到整体结构稳定性的考察。尤其侧重于不同荷载组合作用下的结构响应分析，以及基于极限状态设计理论的结构设计流程与方法。 第一章 绪论与结构基本概念 本章首先界定建筑结构的范畴、研究对象及其在现代工程中的重要地位。随后，深入探讨结构的系统性、多功能性与可靠性要求。介绍结构设计的基本原则，包括适度安全、保证使用功能、经济合理性以及耐久性等核心理念。重点讲解结构设计的发展脉络，从早期的经验设计过渡到现今的基于性能的理性设计方法。 第二章 结构荷载的确定与作用 本章是全书的基础部分。详细介绍了作用在建筑结构上的各种荷载类型，主要分为恒荷载（包括结构自重、设备荷载等）、活荷载（楼面、屋面活荷载等）、以及环境荷载（风荷载、雪荷载、地震作用等）。 恒荷载的确定： 阐述了如何根据建筑平面、材料密度和构造层次准确计算结构构件和围护结构的恒载。 活荷载的取值与分布： 依据国家现行规范，详细说明了不同使用性质的楼层、走廊、屋面活荷载标准值及折减方法，并讨论了活荷载的空间和时间变化特性。 风荷载分析： 深入讲解风压的形成机理，介绍风压高度变化规律，并详细阐述如何根据建筑高度、地理位置、地面粗糙度计算风压系数和风荷载标准值。 雪荷载与温度作用： 阐述了不同地区和屋面形式下的雪荷载取值，以及温度变化对结构产生的应力和位移效应。 地震作用基础： 概述了地震的基本概念、地震波的特性，并介绍了场地类别、基本水平地震加速度系数等对地震作用计算的影响因素。 第三章 结构材料的力学性能与本构关系 本章聚焦于结构设计中常用材料的力学行为。 钢材： 介绍钢材的强度、刚度、延展性等力学指标，重点分析屈服点、抗拉强度与应力-应变曲线的特性。讨论钢材在不同受力状态下的性能表现。 混凝土： 详细描述混凝土的强度等级划分、龄期效应、抗压与抗拉强度特性。引入混凝土的非线性本构关系，包括应力松弛与徐变现象。 钢筋： 阐述钢筋的力学性能，特别是其高强度和良好的延展性，以及受力后应力应变的关系。 组合结构材料： 初步介绍钢-混凝土组合体在协同工作下的力学特性。 第四章 结构内力分析基础 本章是结构力学与结构设计方法的衔接点，主要关注如何计算外部荷载在结构构件中产生的内力（轴力、剪力、弯矩和扭矩）。 结构分析模型： 讲解如何将实际结构简化为合适的计算模型（如梁、板、框架、桁架），并明确结构支座与连接的理想化处理。 静力平衡与超静定结构： 复习静定结构的内力求解方法，并引入超静定结构的概念，介绍位移法（挠度变形法）和力法（变形协调法）的基本原理，用于求解超静定结构的冗余约束反力与内力。 矩阵分析导论： 简要介绍基于整体刚度法的矩阵求解思想，为后续使用计算机进行复杂结构分析奠定基础。 线弹性与几何刚度： 讨论在荷载作用下结构变形与内力之间的线性关系，并引入几何非线性对二阶效应（如P-Δ效应）的影响。 第五章 结构极限状态设计理论 本章是现代结构设计的理论基石。详细阐述基于概率论和可靠性理论的极限状态设计方法。 可靠性指标与分项系数： 解释荷载分项系数（$gamma_Q, gamma_G$）和材料分部系数（$gamma_R$）的取值依据，体现了设计对不确定性的控制。 极限状态分类： 明确区分承载能力极限状态（强度、稳定性）和正常使用极限状态（刚度、裂缝、振动）。 设计内力和设计强度： 阐述如何通过荷载分项系数和材料分部系数，从标准值转化为设计内力与设计抗力。 第六章 承载能力极限状态设计 本章将理论分析与具体构件设计相结合。 梁的抗弯设计： 针对钢筋混凝土和钢结构梁，分别阐述其受弯构件的强度验算和截面尺寸确定，关注开裂、屈服与最终破坏模式。 梁的抗剪设计： 探讨剪力对梁的影响，讲解如何通过配置抗剪钢筋（箍筋）来保证梁体抵抗剪切破坏的能力。 轴心受压构件的稳定性： 重点分析细长杆件的失稳问题，引入欧拉临界压力公式，并结合规范要求设计承重柱，考虑弯矩产生的二阶效应。 构件的受拉与受扭设计： 概述拉杆和扭转构件的基本强度要求与设计要点。 第七章 正常使用极限状态验算 本章关注结构投入使用后的服务性能，主要涉及刚度控制和使用舒适性。 变形验算： 详细介绍如何计算梁、板在长期荷载和短期荷载作用下的挠度，并将其与允许值进行比较，确保结构不产生过大的下垂影响使用。 裂缝控制： 针对钢筋混凝土结构，分析裂缝产生的原因和扩展机理，介绍通过配筋率和钢筋间距控制裂缝宽度的方法。 振动与舒适性： 初步探讨结构动力特性，针对人群活动或设备运行可能引起的楼板或悬挑构件的振动，进行满足使用舒适性的验算。 第八章 结构整体稳定性与连接 本章将视野从单个构件扩展到整个结构体系的安全性。 框架整体稳定性： 讨论多层、高层结构在水平荷载（风荷载、地震作用）作用下，侧向刚度不足导致的整体失稳风险，介绍整体稳定系数的确定。 连接设计： 阐述结构节点（梁柱连接、板墙连接）作为内力传递的关键环节，必须进行强度和刚度校核，确保结构整体性。 基础设计概述： 简要介绍结构荷载向地基传递的原理，包括基础的类型选择、地基承载力的校核，以及地基变形控制的要求。 附录 常用结构材料性能参数表 荷载规范取值参考表 结构分析常用公式与系数表
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