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1荷载与作用1

1.1工程结构荷载与作用1

1.2作用分类1

1.2.1按随时间变化分类1

1.2.2按空间位置变异分类2

1.2.3按结构反应性质分类2

1.3荷载代表值2

本章小结3

思考题3

2重力作用4

2.1土重及土的侧压力4

2.1.1土的自重应力4

2.1.2土的侧向压力5

2.2结构自重12

2.3楼面及屋面活荷载12

2.3.1民用建筑楼面活荷载12

2.3.2工业建筑楼面活荷载15

2.3.3屋面活荷载18

2.3.4屋面积灰荷载19

2.3.5施工、检修荷载及栏杆水平荷载20

2.4厂房吊车荷载20

2.4.1吊车工作制等级与工作级别20

2.4.2吊车竖向荷载和水平荷载21

2.4.3多台吊车组合22

2.4.4吊车荷载的动力系数22

2.4.5吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值22

2.5汽车荷载23

2.5.1公路桥梁汽车荷载23

2.5.2城市桥梁汽车荷载25

2.6人群荷载26

2.6.1公路桥梁人群荷载26

2.6.2城市桥梁人群荷载26

2.7雪荷载27

2.7.1基本雪压27

2.7.2屋面积雪分布系数28

本章小结29

思考题30

3水作用31

3.1静水压力31

3.2流水压力31

3.2.1流体流动特征31

3.2.2桥墩流水压力计算32

3.3波浪作用力33

3.3.1波浪特性33

3.3.2波浪作用力的计算34

3.4冰压力40

3.4.1冰对桥墩产生的冰压力40

3.4.2桥墩有倾斜表面冰压力分解40

3.4.3大面积冰层的静压力41

3.4.4流冰冲击力41

3.5撞击力42

3.5.1撞击力的计算42

3.5.2漂流物撞击力43

3.6浮托力44

本章小结44

思考题45

4风荷载46

4.1基本风速和基本风压46

4.1.1基本风速46

4.1.2基本风压47

4.1.3风速或风压的换算47

4.1.4山区的基本风压48

4.1.5远海海面和海岛基本风压49

4.1.6我国基本风压分布特点49

4.2风压高度变化系数49

4.3风荷载体型系数52

4.3.1单体房屋和构筑物风荷载体型系数52

4.3.2群体风压体型系数54

4.3.3局部风压体型系数55

4.4顺风向风振55

4.4.1风振系数55

4.4.2脉动风荷载的共振分量因子56

4.4.3脉动风荷载的背景分量因子56

4.4.4脉动风荷载空间相关系数57

4.4.5结构振型系数57

4.4.6结构基本周期经验公式58

4.4.7阵风系数58

4.4.8顺风向风荷载标准值59

4.5横风向风振61

4.5.1涡激共振的产生61

4.5.2锁定现象及共振区高度62

4.5.3横风向风振验算63

4.6桥梁风荷载65

4.6.1风对桥梁结构的作用66

4.6.2风致静力失稳68

4.6.3静力风荷载计算68

本章小结74

思考题75

5地震作用76

5.1地震基础知识76

5.1.1地球构造与地震成因76

5.1.2地震活动与地震分布77

5.1.3地震强度度量79

5.2地震区划与地震作用83

5.2.1地震烈度区划83

5.2.2抗震设防准则与方法84

5.2.3建筑结构的分类与设防标准87

5.3单质点体系水平地震作用87

5.3.1地震作用的性质87

5.3.2地震作用确定方法87

5.3.3单质点体系计算简图88

5.3.4单自由度体系在地震作用下的运动方程88

5.3.5运动方程的解89

5.3.6水平地震作用基本公式91

5.3.7地震系数与动力系数91

5.3.8设计用反应谱93

5.4多质点体系水平地震作用95

5.4.1多质点体系计算简图95

5.4.2多自由度体系在地震作用下的运动方程96

5.4.3振型分解法97

5.4.4计算多质点体系水平地震作用的振型分解反应谱法100

5.4.5计算水平地震作用的底部剪力法103

5.5结构的扭转地震效应105

5.5.1刚心与质心106

5.5.2单层偏心结构的振动106

5.5.3多层偏心结构的振动108

5.5.4考虑扭转作用时的振型组合108

5.6竖向地震作用109

5.6.1高耸结构及高层建筑的竖向地震作用109

5.6.2大跨度结构的竖向地震作用110

5.6.3悬臂结构的竖向地震作用111

5.7地震作用及计算方法111

5.7.1地震作用的考虑111

5.7.2抗震计算方法112

5.7.3重力荷载代表值112

5.8公路桥梁地震作用112

5.8.1公路梁桥组成及受力特征113

5.8.2公路桥梁抗震设防要求113

5.8.3桥梁地震作用计算116

5.8.4桥台水平地震作用122

5.8.5支座水平地震作用123

本章小结124

思考题126

6其他荷载与作用128

6.1温度作用128

6.1.1温度应力的产生128

6.1.2温度应力的计算128

6.1.3温度变化的考虑131

6.2变形作用132

6.2.1地基变形的影响132

6.2.2混凝土收缩和徐变132

6.3冻胀力134

6.3.1土的冻胀原理及作用134

6.3.2冻胀性类别及冻胀力分类134

6.3.3冻胀力计算135

6.4爆炸作用137

6.4.1爆炸机理及类型137

6.4.2爆炸力学性质137

6.4.3爆炸对结构的影响及计算138

6.5行车动态作用139

6.5.1汽车冲击力139

6.5.2离心力140

6.5.3制动力140

6.6预加力142

本章小结143

思考题144

7工程结构荷载的统计分析146

7.1荷载的概率模型146

7.1.1平稳二项随机过程147

7.1.2滤过泊松过程149

7.2荷载的代表值150

7.2.1荷载标准值150

7.2.2荷载频遇值和准永久值151

7.2.3荷载组合值152

7.3荷载效应组合152

7.3.1荷载效应152

7.3.2荷载效应组合规则153

本章小结156

思考题156

8结构构件抗力的统计分析157

8.1抗力统计分析的一般概念157

8.2影响结构构件抗力的不定性157

8.2.1结构构件材料性能的不定性158

8.2.2结构构件几何参数的不定性159

8.2.3结构构件计算模式的不定性161

8.3结构构件抗力的统计特征162

8.3.1结构构件抗力的统计参数162

8.3.2结构构件抗力的概率分布164

本章小结164

思考题165

9结构概率可靠度设计法166

9.1土木工程结构设计方法的历史与变革166

9.1.1容许应力设计法166

9.1.2破损阶段设计法166

9.1.3多系数极限状态设计法167

9.1.4基于可靠性理论的概率极限状态设计法167

9.2结构可靠度基本原理168

9.2.1结构的功能要求168

9.2.2结构的设计基准期与设计使用年限168

9.2.3结构的安全等级169

9.2.4结构的极限状态169

9.2.5结构可靠性与可靠度170

9.2.6结构可靠指标171

9.2.7结构目标可靠指标172

9.3结构可靠度基本分析方法173

9.3.1中心点法173

9.3.2验算点法（JC法）175

9.4结构概率可靠度直接设计法179

9.5结构概率可靠度设计的实用表达式181

9.5.1单一系数设计表达式182

9.5.2分项系数设计表达式183

9.5.3现行规范设计表达式184

9.6结构体系可靠度分析188

9.6.1结构体系可靠度的基本概念188

9.6.2体系可靠度的界限估计法190

9.6.3PENT法（概率网络估计法）191

9.6.4蒙特卡洛模拟法192

本章小结192

思考题193

附录一 常用材料和构件的自重194

附录二 全国各城市的基本雪压、基本风压和基本气温205

附录三 屋面积雪分布系数220

附录四 风荷载体型系数222

附录五 封闭式矩形平面房屋的局部体型系数233

参考文献234