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力 学 篇3

第1章 建筑力学3

1.1结构机动分析3

1.1.1概述3

1.1.2自由度和约束4

1.1.3几何组成分析8

1.2静定结构与超静定结构的区别15

1.2.1受力分析所需的条件不同15

1.2.2温度变化、制作误差、支座沉降等因素在静定结构中不会产生内力18

1.2.3温度变化、制造误差和支座位移等因素在超静定结构中可能会引起内力19

1.2.4工程结构应尽量采用超静定结构22

1.3静定结构的定性分析及计算23

1.3.1单跨梁内力的求解——由“取分离体”过渡到“不用取分离体”23

1.3.2弯矩图和剪力图的一般规律25

1.3.3桁架32

1.3.4静定刚架38

1.3.5三铰拱45

1.4超静定结构的定性分析及特定条件下的定量判别48

1.4.1结构变形的连续性48

1.4.2变形与内力图的关系50

1.4.3截面的几何特性52

1.4.4求解杆件变形的图形相乘法59

1.4.5超静定梁、柱的内力64

1.4.6连续梁可变荷载的不利布置67

1.4.7排架结构在水平荷载作用下，柱的剪力分配问题69

1.4.8框架结构在水平荷载作用下的定性分析70

1.4.9框架结构在竖向荷载作用下的定性分析73

1.4.10组合结构75

1.4.11可以按简支梁求解的超静定梁76

1.4.12温度变化、制造误差和地基变形在超静定结构产生内力时的内力图77

1.5应力分析78

1.5.1弯曲时的正应力78

1.5.2横力弯曲时的剪应力81

1.5.3拉弯或压弯构件的正应力85

1.5.4扭转应力简介86

1.6模拟试题和题解87

1.6.1题目部分87

1.6.2题解部分104

结 构 篇137

第2章 抗震设计的基本知识137

2.1地震常识137

2.1.1地震的种类137

2.1.2地震术语137

2.1.3地震震级与地震烈度138

2.1.4抗震设防烈度142

2.1.5必须进行抗震设计的起始抗震设防烈度142

2.2抗震设防的三水准目标142

2.3抗震设防分类143

2.3.1概述143

2.3.2防灾救灾建筑的抗震设防分类145

2.3.3公共建筑和居住建筑的抗震设防分类146

2.4各抗震设防类别建筑的抗震设防标准149

2.4.1抗震设防标准149

2.4.2相关术语的解释150

2.5抗震设防三水准目标的实现：两阶段设计152

2.5.1第一阶段设计152

2.5.2第二阶段设计154

2.6场地的选择155

2.6.1《抗震规范》的规定155

2.6.2对抗震不利地段的难点——液化土156

2.6.3对抗震危险地段的难点——发震断裂带上可能发生地表位错的部位160

2.7建筑形体及其构件布置的规则性161

2.7.1规范的相关规定161

2.7.2防震缝165

2.8非结构构件165

2.8.1什么是非结构构件165

2.8.2非结构构件的抗震设计166

2.9地震作用计算及截面抗震验算简介168

2.9.1抗震设防烈度、设计基本地震加速度值的对应关系169

2.9.2设计特征周期——场地类别及设计地震分组169

2.9.3结构的自振周期——琴弦比喻171

2.9.4重力荷载代表值174

2.9.5水平地震影响系数、反应谱、计算水平地震作用的底部剪力法174

2.9.6竖向地震作用182

2.9.7截面抗震验算简介183

2.10隔震和消能减震设计184

2.11模拟试题和题解186

2.11.1题目部分186

2.11.2题解部分193

第3章 建筑结构设计方法及荷载199

3.1设计方法199

3.1.1极限状态概述199

3.1.2极限状态设计表达式204

3.2荷载208

3.2.1荷载分类、设计基准期、荷载代表值（标准值、组合值、准永久值、频遇值）及设计值208

3.2.2荷载组合213

3.2.3风荷载215

3.2.4楼面和屋面活荷载223

3.2.5永久荷载227

3.3模拟试题和题解229

3.3.1题目部分229

3.3.2题解部分236

第4章 混凝土结构241

4.1概述241

4.2材料242

4.2.1钢筋242

4.2.2混凝土245

4.3受弯构件承载力的定性分析及简单计算249

4.3.1正截面承载力249

4.3.2斜截面承载力及抗剪计算255

4.3.3抗扭承载力简介257

4.4轴心受力构件的承载力259

4.4.1轴心受拉构件的承载力259

4.4.2轴心受压构件的承载力259

4.5偏心受力构件的承载力262

4.5.1偏心受拉构件262

4.5.2偏心受压构件263

4.6混凝土构件的变形及裂缝控制265

4.6.1受弯构件的变形265

4.6.2裂缝控制267

4.7预应力混凝土结构269

4.7.1钢筋的张拉方法269

4.7.2预应力钢筋的张拉控制应力及对材料性能的要求272

4.7.3预应力对构件的承载力有没有影响？274

4.8构造规定275

4.8.1伸缩缝275

4.8.2混凝土保护层275

4.8.3钢筋的锚固276

4.8.4钢筋的连接277

4.9楼盖结构279

4.9.1概述279

4.9.2四边支承矩形板的受力特点及设计方法281

4.10多层和高层建筑混凝土结构的抗震和非抗震设计283

4.10.1混凝土高层建筑的界定及主要结构形式283

4.10.2各类结构的最大适用高度和最大适用高宽比283

4.10.3结构的平面布置286

4.10.4抗震等级289

4.105框架结构291

4.10.6剪力墙结构297

4.10.7框架-剪力墙结构300

4.10.8框架-核心筒结构303

4.10.9筒中筒结构305

4.10.10复杂的高层建筑结构306

4.10.11防震缝308

4.11模拟试题和题解309

4.11.1题目部分309

4.11.2题解部分332

第5章 钢结构347

5.1概述347

5.2钢材348

5.2.1钢结构对钢材力学性能的要求348

5.2.2影响钢材力学性能的因素350

5.2.3钢材的强度设计值354

5.2.4钢材产品的规格355

5.3连接356

5.3.1焊缝连接356

5.3.2紧固件连接360

5.4轴心受力构件362

5.4.1轴心受力构件的强度验算362

5.4.2轴心受压构件的整体稳定363

5.4.3轴心受压构件的局部稳定366

5.4.4构件的允许长细比[λ]367

5.5受弯构件和压弯构件368

5.5.1受弯构件——梁的强度计算368

5.5.2受弯构件——梁的整体稳定369

5.5.3受弯构件——梁的局部稳定372

5.5.4吊车梁的疲劳问题373

5.5.5钢与混凝土组合梁374

5.5.6压弯构件简介375

5.5.7柱脚的防护376

5.6多层和高层钢结构的抗震和非抗震设计376

5.6.1各类钢结构多、高层建筑的适用高度376

5.6.2各类多、高层钢结构建筑的高宽比限制378

5.6.3 2010版《建筑抗震设计规范》对多、高层钢结构的抗震等级的划分379

5.6.4防震缝380

5.6.5竖向支撑380

5.6.6水平支撑382

5.6.7柱截面形式382

5.6.8钢框架结构抗震构造措施382

5.7模拟试题和题解385

5.7.1题目部分385

5.7.2题解部分394

第6章 砌体结构399

6.1概述399

6.2材料399

6.2.1块体和砂浆的强度等级399

6.2.2砌体的力学性能及计算指标400

6.3受压构件404

6.3.1静力计算时的刚性方案、弹性方案和刚弹性方案404

6.3.2刚性方案多层房屋的外墙可以不考虑风荷载影响的情况405

6.3.3墙和柱的高厚比406

6.3.4无筋受压构件计算简介409

6.4一般构造要求410

6.4.1对材料的要求410

6.4.2承重的独立砖柱截面、毛石墙截面和毛料石柱截面的最小尺寸411

6.4.3防止局部受压破坏的措施411

6.4.4在砌体中留槽洞及埋设管道的规定412

6.4.5防止或减轻墙体开裂的主要措施412

6.5圈梁、过梁、墙梁及挑梁415

6.5.1圈梁415

6.5.2过梁415

6.5.3墙梁416

6.5.4挑梁420

6.6配筋砖砌体构件简介421

6.6.1网状配筋砖砌体构件421

6.6.2砖砌体和钢筋混凝土面层或钢筋砂浆面层的组合砌体构件421

6.6.3砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙422

6.7砌体结构构件抗震设计422

6.7.1多层房屋的总高度、层数和层高的限制422

6.7.2多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值限制424

6.7.3房屋抗震横墙的最大间距424

6.7.4砌体墙段的局部尺寸限值426

6.7.5多层砌体房屋的建筑布置和结构体系426

6.7.6底部框架-抗震墙房屋的结构布置427

6.7.7多层砖砌体房屋抗震构造措施428

6.7.8底部框架-抗震墙房屋抗震构造措施430

6.7.9配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋431

6.7.10生土房屋和石砌体房屋的层数和高度限制434

6.8模拟试题和题解434

6.8.1题目部分434

6.8.2题解部分444

第7章 地基与基础450

7.1土的物理性质及工程分类450

7.1.1土的生成450

7.1.2土的结构450

7.1.3土的三相组成451

7.1.4土的物理性质指标453

7.1.5黏性土的缩限、塑限、液限、塑性指数和液性指数455

7.1.6岩土的分类456

7.2地基的强度与变形458

7.2.1概述458

7.2.2土体的抗剪强度458

7.2.3土的压缩系数a和压缩模量E460

7.2.4地基变形的原因及计算深度461

7.2.5建筑物的地基变形控制462

7.3地基基础设计的基本规定463

7.3.1地基基础设计等级463

7.3.2与地基基础设计等级相应的设计要求464

7.4基础设计465

7.4.1基础的埋置深度465

7.4.2地基承载力验算466

7.4.3无筋扩展基础469

7.4.4扩展基础471

7.4.5柱下条形基础473

7.4.6高层建筑的筏形基础和箱形基础474

7.4.7桩基础476

7.5软弱地基480

7.5.1软弱地基的利用480

7.5.2软弱地基的处理481

7.5.3沉降缝482

7.5.4砌体承重结构房屋防止不均匀沉降的措施483

7.5.5大面积地面荷载483

7.6地基的冻胀性及应对措施483

7.6.1地基的冻胀性483

7.6.2防冻害措施484

7.7土压力、挡土墙和基坑工程484

7.7.1土压力484

7.7.2重力式挡土墙486

7.7.3基坑工程486

7.8地基及基础可不进行抗震验算的情况489

7.8.1可不进行抗震验算的天然地基及基础489

7.8.2可不进行抗震验算的桩基489

7.9模拟试题和题解489

7.9.1题目部分489

7.9.2题解部分500

第8章 其他结构体系及结构制图505

8.1木结构505

8.1.1木材505

8.1.2若干计算规定508

8.1.3构造要求509

8.1.4木结构防火510

8.1.5木结构的防潮通风措施511

8.2大跨度结构512

8.2.1平板网架结构512

8.2.2悬索结构515

8.3建筑结构制图518

8.4模拟试题和题解525

8.4.1题目部分525

8.4.2题解部分530

参考文献533