荷載與結構設計方法

前言

　　1998年國家教育部頒布新的本科專業(yè)目錄，將原建筑工程專業(yè)、交通土建專業(yè)等調整合并為土木工程專業(yè)。為了適應專業(yè)拓寬后教學需要，全國高等學校土木工程專業(yè)指導委員會制定了土木工程專業(yè)本科(四年制)培養(yǎng)方案。該方案著眼于培養(yǎng)厚基礎、寬口徑的土木工程人才，將“荷載與結構設計方法”列為土木工程專業(yè)平臺課程，認為工程結構荷載和可靠度設計原理應作為土木工程專業(yè)本科學生必備的基礎知識，一個結構工程師應當掌握各類工程結構荷載取值方法、荷載產生的背景、工程結構可靠度原理及設計方法。有鑒于此，我們編寫了這部教材。　　工程結構是指用建筑材料建造的房屋、道路、橋梁、隧道等工程設施，這些工程設施在建造和使用過程中受到各種環(huán)境作用，需要一個結實的骨架承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用。工程結構設計的第一步就是要確搴施加在結構上的荷載與作用，并要以最經濟的手段保證結構在預定的使用期限內有足夠的承載能力抵抗自然界各種作用力，將結構變形控制在滿足正常使用的范圍內。由于工程結構種類繁多，荷載產生的環(huán)境和背景各有所異，荷載作用的方式和大小亦不相同；再加上受條塊分割管理體制的影響，我國建筑工程、公路工程、鐵路工程等土木相關行業(yè)都有著各自的統(tǒng)一標準和設計規(guī)范，這些標準和規(guī)范中荷載取值方法和結構設計原理尚不完全統(tǒng)一，有些還存在較大差異。本書在著重介紹荷載取值計算和結構可靠度設計的基本原理的基礎上，主要涉及建筑結構和公路工程結構的相關標準和規(guī)范給出了荷載及設計方法。　　本書參照土木工程專業(yè)本科(四年)培養(yǎng)方案中《荷載與結構設計方法》教學大綱編寫，全書分為兩個部分，第一部分介紹了工程結構荷載，內容包括：荷載與作用分類；重力作用引起的土壓力、建筑結構恒載與活載、公路橋梁車輛及人群荷載、雪荷載；水作用引起的靜水和流水壓力、波浪壓力、冰壓力、撞擊力和浮托．力，’房屋及橋梁結構順風向平均風效應和脈動風效應、橫風向風振；建筑結構水平、豎向和扭轉地震作用確．定之法及考慮原則，梁橋橋墩、橋臺、支座水平地震作用和地震動水壓力計算方法；環(huán)境因素引起的溫度應力：孿脹力和變形產生的內力，爆炸產生機理和力學性質，行車動態(tài)作用等。第二部分介紹了工程結構可靠度設尊原理與方法，內容包括：工程結構荷載統(tǒng)計的概率模型，荷載代表值的定義和統(tǒng)計特征以及建筑結構和公璺工程承載能力與正常使用極限狀態(tài)作用效應組合；影響結構構件抗力的因素及結構構件抗力的統(tǒng)計特征’譬構可靠度的基本概念、結構功能函數(shù)、目標可靠度及結構概率可靠度設計的實用表達式。各章中均有提要、小結和思考題。　　本書由柳炳康教授擔任主編，黃慎江副教授擔任副主編。書中第1、2、3、4、5、6章由柳炳康編寫，第7、8、9章由黃慎江編寫。衛(wèi)軍教授對本書大綱的確定提出了建設性意見；碩士研究生朱維賢、王曉菡、劉海濤、歐國浩完成了部分繪圖和校對工作，在此一并致謝?！　∮捎诰幷咚接邢?，書中不妥和疏漏之處，敬請各位讀者批評指正。

內容概要

本書根據(jù)土木工程專業(yè)本科(四年)培養(yǎng)規(guī)格要求編寫，全書分為兩個部分：第一部分介紹了工程結構荷載及其確定方法，內容包括荷載與作用分類；土壓力及建筑結構和公路橋梁上的重力作用；流水壓力、波浪壓力、冰壓力、撞擊力等水作用力；工程結構風荷載；建筑和橋梁結構地震作用；環(huán)境因素等引起的其它作用。第二部分介紹了工程結構可靠度設計原理和方法，內容包括工程結構荷載統(tǒng)計分析；工程結構抗力統(tǒng)計分析；結構可靠度基本原理；結構概率可靠度設計方法。    本書可作為高等學校土木工程專業(yè)全日制本科生或土建類成人教育的教材，也可供土木工程技術人員閱讀參考。

作者簡介

柳炳康，1952年7月生，安徽鳳陽人。1982年1月畢業(yè)于合肥工業(yè)大學民建專業(yè)后留校任教，1988年6月研究生畢業(yè)于合肥工業(yè)大學結構工程專業(yè)獲碩士學位。1993年晉升為副教授，1996年聘任為教授?，F(xiàn)任合肥工業(yè)大學土建學院副院長，博士生導師，國家一級注冊結構工程師。兼任中國工程

書籍目錄

1 荷載與作用  1.1 工程結構荷載與作用  1.2 作用分類  1.3 荷載代表值  本章小結  思考題2 重力作用  2.1 土重及土的側壓力  2.2 結構自重  2.3 樓面及屋面活荷載  2.4 廠房吊車荷載  2.5 車輛荷載  2.6 人群荷載   2.7 雪荷載  本章小結  思考題3 水作用  3.1 靜水作用  3.2 流水作用  3.3 波浪作用力  3.4 冰壓力  3.5 撞擊力  3.6 浮托力  本章小結  思考題4 風荷載  4.1 基本風速和基本風壓  4.2 風壓高度變化系數(shù)  4.3 風荷載體型系數(shù)  4.4 順風向鳳振   4.5 橫風向鳳振  4.6 橋梁風荷載  本章小結  思考題5 地震作用  5.1 地震基礎知識   5.2 地震區(qū)劃與地震作用  5.3 單質點體系水平地震作用  5.4 多質點體系水平地震作用  5.5 結構的扭轉地震效應  5.6 豎向地震作用  5.7 地震作用及計算方法  5.8 橋梁地震作用  本章小結  思考題 6 其他荷載與作用  6.1 溫度作用  6.2 變形作用  6.3 凍脹力  6.4 爆炸作用  6.5 行車動態(tài)作用  6.6 預加力  本章小結  思考題7 工程結構荷載的統(tǒng)計分析  7.1 荷載的概率模型  7.2 荷載的代表值  7.3 荷載效應組合  本章小結  思考題8 結構構件抗力的統(tǒng)計分析  8.1 抗力統(tǒng)計分析的一般概念  8.2 影響結構構件抗力的不定性  8.3 結構構件抗力的統(tǒng)計特征  本章小結  思考題9 結構概率可靠度設計法  9.1 土木工程結構設計方法的歷史與變革  9.2 結構可靠度基本原理  9.3 結構可靠度基本分析方法  9.4 結構概率可靠度直接設計方法  9.5 結構概率可靠度設計的實用表達式  9.6 結構體系可靠度分析  本章小結  思考題附錄一  常用材料和構件的自重附錄二  全國各城市的雪壓和風壓值及全國基本雪壓和風壓分布圖附錄三  屋面積雪分布系數(shù)附錄四  風荷載體型系數(shù)附錄五  中國地震烈度表(1999)附錄六  我國主要城鎮(zhèn)抗震設防烈度、設計基本地震加速度和設計地震分組參考文獻

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