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第1章 内容归纳1

1.1 结构设计通论1

1.1.1 结构设计的对象、过程和内容1

1.1.2 结构的作用3

1.1.3 结构耐火设计4

1.1.4 结构设计一般要求4

1.1.5 结构抗震设计6

1.1.6 基本学习要求7

1.2 水平结构体系设计7

1.2.1 结构选型7

1.2.2 结构布置8

1.2.3 分析模型的选取9

1.2.4 内力分析10

1.2.5 截面计算11

2.6 连接与构造13

2.7 基本学习要求14

1.3 竖向结构体系设计15

3.1 结构选型15

1.3.2 结构布置16

1.3.3 分析模型的选取17

1.3.4 内力与变形计算19

1.3.5 截面计算23

1.3.6 连接与构造25

1.3.7 基本学习要求27

1.4 基础设计28

1.4.1 基础选型与布置28

1.4.2 分析模型的选取29

1.4.3 地基计算30

1.4.4 基础内力计算31

1.4.5 基础截面设计31

1.4.6 基本学习要求31

第2章 概念解释32

2.1 结构设计通论32

2.1.1 竖向结构体系32

2.1.2 水平结构体系32

2.1.3 结构分析理论33

2.1.4 结构布置33

2.1.5 设计基准期34

2.1.6 设计使用年限34

2.1.7 重现期34

2.1.8 平稳随机过程34

2.1.9 作用的种类35

2.1.10 荷载代表值35

2.1.11 荷载组合与内力组合36

2.1.12 风振效应36

2.1.13 梯度风高度37

2.1.14 吊车工作级别37

2.1.15 极限状态37

2.1.16 设计方法38

2.1.17 极限状态设计表达式38

2.2 水平结构体系设计40

2.2.1 单向板与双向板40

2.2.2 正交各向异性板40

2.2.3 计算单元40

2.2.4 荷载传递路线41

2.2.5 支座42

2.2.6 抗转刚度43

2.2.7 弹性支承刚度44

2.2.8 截面刚度44

2.2.9 计算跨度44

2.2.10 折算荷载44

2.2.11 塑性铰45

2.2.12 内力重分布45

2.2.13 弯矩调幅法45

2.2.14 抗剪连接件46

2.3 竖向结构体系设计46

2.3.1 剪力墙结构体系46

2.3.2 筒体结构体系46

2.3.3 框架结构体系46

2.3.4 整体弯矩与局部弯矩47

2.3.5 剪力墙的整体性系数47

2.3.6 抗侧刚度47

2.3.7 抗侧刚度中心48

2.3.8 整体扭矩与局部扭矩48

2.3.9 结构的抗扭刚度48

2.3.10 侧移曲线特性48

2.3.11 等效弯曲刚度49

2.3.12 等效剪切刚度49

2.3.13 框架-剪力墙结构的刚度特征值50

2.3.14 剪力分配50

2.3.15 反弯点50

2.3.16 修正反弯点法51

2.3.17 分层法52

2.3.18 计算长度系数53

2.3.19 结构规则性53

2.3.20 整体空间作用54

2.3.21 砌体房屋的静力计算方案55

2.3.22 二阶效应55

2.3.23 剪力滞后55

2.4 基础设计56

2.4.1 地基承载力特征值56

2.4.2 基础埋置深度56

2.4.3 地基变形56

2.4.4 软弱下卧层57

2.4.5 刚性基础57

2.4.6 土侧压力57

第3章 荷载与设计方法分析讨论58

3.1 设计基准期内最大荷载的概率分布58

3.1.1 任意时点概率分布函数58

3.1.2 时段内最大荷载的概率分布函数59

3.1.3 设计基准期内最大荷载的概率分布函数60

3.2 可变荷载标准值的超越概率61

3.2.1 办公室楼面可变荷载61

3.2.2 基本风压62

3.3 不同设计使用年限可变荷载标准值的调整系数63

3.3.1 楼面和屋面可变荷载64

3.3.2 风荷载和雪荷载65

3.4 不同设计方法的比较65

3.4.1 背景资料65

3.4.2 基于分项系数的设计方法66

3.4.3 基于可靠指标的设计方法66

3.4.4 基于可靠度的设计方法73

第4章 梁板结构分析与讨论78

4.1 支承构件刚度对梁内力的影响78

4.1.1 问题的由来78

4.1.2 主梁扭转刚度对次梁内力的影响79

4.1.3 主梁弯曲刚度对次梁内力的影响81

4.2 交叉梁系结构分析84

4.2.1 分析方法84

4.2.2 受力特点87

4.2.3 变形特点93

4.2.4 不同梁格布置方案的比较95

4.3 折梁和曲梁分析100

4.3.1 折梁101

4.3.2 曲梁103

4.4 支承构件刚度对双向板内力的影响105

4.4.1 基本方程105

4.4.2 支承构件弯曲刚度为0108

4.4.3 支承构件弯曲刚度无限大109

4.4.4 弯矩分布随支承构件弯曲刚度的变化程度110

4.4.5 柱支承板内力的近似计算方法112

4.5 混凝土受弯构件的弹塑性分析114

4.5.1 混凝土梁的截面弯矩-曲率关系114

4.5.2 悬臂梁挠度的弹塑性分析115

4.5.3 超静定梁内力和变形的弹塑性分析118

4.5.4 双向板的完全塑性分析方法122

第5章 网架结构分析方法124

5.1 网架结构种类124

5.2 静定网架结构分析的节点法125

5.3 超静定网架结构分析的力法127

5.4 网架结构分析的位移法129

5.5 网架结构分析的矩阵位移法133

5.5.1 局部坐标下的单元刚度矩阵133

5.5.2 整体坐标下的单元刚度矩阵135

5.5.3 整体结构刚度矩阵139

5.5.4 节点位移向量和荷载向量140

5.5.5 支座反力和杆端力141

第6章 水平结构体系受力性能的比较143

6.1 一维结构143

6.1.1 受力机理143

6.1.2 承载效率145

6.2 二维结构150

6.2.1 双向板受力机理150

6.2.2 梁板结构体系受力机理154

6.2.3 梁板结构体系承载效率的比较156

6.2.4 交叉梁结构受力机理158

6.2.5 交叉梁结构承载效率162

6.2.6 网架结构169

第7章 结构的二阶效应分析180

7.1 结构的二阶效应问题180

7.2 解析分析180

7.2.1 分析模型180

7.2.2 基本方程181

7.2.3 二阶效应程度183

7.3 位移分解186

7.3.1 组合表达式186

7.3.2 剪切型变形模式187

7.3.3 弯曲型变形模式188

7.3.4 其他变形模式189

7.3.5 组合系数191

7.4 矩阵分析193

7.4.1 节点位移的矩阵表达193

7.4.2 杆端弯矩的矩阵表达195

7.4.3 一般情况求解196

7.4.4 剪切型变形模式求解196

7.4.5 弯曲型变形模式求解197

7.5 结构二阶效应的简化计算201

7.5.1 剪切型结构的侧移二阶效应201

7.5.2 挠曲二阶效应203

7.5.3 弯曲型结构的二阶效应206

第8章 框架结构分析讨论209

8.1 D值法的精度分析209

8.1.1 分析模型209

8.1.2 抗侧刚度212

8.1.3 反弯点高度214

8.2 整体空间作用效应分析217

8.2.1 分析模型218

8.2.2 空间作用程度222

8.3 竖向扭转效应分析224

8.3.1 竖向扭转机理224

8.3.2 结构扭转不规则的判别标准226

8.4 结构抗侧刚度突变的不利影响233

8.4.1 刚度突变前地震作用下的层间位移233

8.4.2 刚度突变后地震作用下的层间位移236

8.4.3 刚度突变前后的比较238

第9章 竖向结构体系连续化分析方法讨论239

9.1 联肢剪力墙连续化方法的讨论239

9.1.1 离散模型的力法239

9.1.2 墙肢相同时的连续化误差243

9.1.3 墙肢不相同时离散模型分析方法252

9.1.4 墙肢不相同时的连续化误差258

9.2 框架-剪力墙铰接体系连续化方法的讨论264

9.2.1 离散分析模型264

9.2.2 内力分布266

9.2.3 位移270

9.3 竖向结构的等效刚度272

9.3.1 剪力墙结构的等效截面弯曲刚度272

9.3.2 等截面竖向桁架结构的等效截面弯曲刚度277

9.3.3 等截面刚架结构的等效截面剪切刚度279

9.3.4 等效扭转刚度281

第10章 竖向结构体系受力性能的比较286

10.1 抵抗倾覆力矩的机理286

10.1.1 受弯结构286

10.1.2 偏心受力结构287

10.1.3 轴力结构289

10.1.4 水平或斜向构件的作用289

10.2 抵抗倾覆力矩的效率290

10.2.1 受弯结构之间的比较290

10.2.2 偏心受力结构与受弯结构的比较291

10.2.3 轴力结构与受弯结构的比较293

10.3 抵抗侧移的效率295

10.3.1 弯曲型结构之间的比较295

10.3.2 剪切型结构与弯曲型结构的比较298

10.3.3 弯剪型结构与弯曲型结构、剪切型结构的比较301

10.4 提高结构抗侧移能力的途径304

10.4.1 提高竖向构件的截面弯曲刚度304

10.4.2 提高水平构件的刚度305

10.4.3 竖向构件外倾306

10.5 抵抗竖向扭转的性能307

10.5.1 抵抗扭矩的机理与抵抗倾覆力矩机理的对比307

10.5.2 抵抗扭转变形的效率309

10.5.3 提高结构扭转刚度的途径310

第11章 弹性基础的受力分析313

11.1 基础刚度对基底反力和基础内力的影响313

11.1.1 中点受集中荷载的弹性基础梁313

11.1.2 端部受集中荷载的弹性基础梁316

11.1.3 文克勒地基上的刚性圆板318

11.1.4 文克勒地基上的弹性圆板321

11.2 框架结构条形基础的整体分析321

11.2.1 分析模型321

11.2.2 柱轴力323

11.2.3 基底反力325

11.2.4 基础梁内力326

11.3 上部结构对地基变形的敏感性分析328

11.3.1 框架结构328

11.3.2 拱结构330

11.3.3 墙结构332

第12章 典型例题334

12.1 砌体混合房屋楼面改造334

12.1.1 设计资料334

12.1.2 改造方案335

12.1.3 方案Ⅰ钢梁设计336

12.1.4 方案Ⅱ楼盖设计337

12.1.5 方案Ⅲ木梁加固设计339

12.1.6 墙体复核341

12.1.7 基础复核344

12.2 厂房改作民用345

12.2.1 设计资料345

12.2.2 改造方案346

12.2.3 方案Ⅰ框架设计348

12.2.4 方案Ⅱ钢框架设计357

12.2.5 加层前后原排架柱内力的比较359

12.3 高层结构侧移计算364

12.3.1 背景资料364

12.3.2 刚度计算366

12.3.3 连接方案侧移计算368

12.3.4 脱开方案侧移计算371

12.3.5 侧移分析372

12.4 不同平面布置的扭转效应374

12.4.1 扭矩作用下结构受力均匀性374

12.4.2 结构的自振周期376

12.4.3 地震作用下的扭转效应379

12.4.4 风荷载作用下的扭转效应386

12.5 基础加固方案设计387

12.5.1 背景资料387

12.5.2 基础方案387

12.5.3 底板厚度估算388

12.5.4 原基础梁加固方案389

12.5.5 连接方案390

第13章 水平测试392

13.1 结构设计总论392

13.2 水平结构体系设计395

13.3 竖向结构体系设计403

13.4 基础设计418

参考文献421