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《建筑力学与结构设计基础》 内容简介 本书旨在为建筑工程专业的学生、初级工程师以及对建筑结构安全与设计原理感兴趣的读者，提供一套系统、全面且易于理解的建筑力学与结构设计基础知识。内容涵盖了从材料力学基本概念到钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构等主要结构形式的设计方法，以及相关的施工技术要点，力求在理论与实践之间架起一座坚实的桥梁。 第一章：建筑材料的力学性能 本章将深入探讨在建筑工程中常用的主要结构材料——混凝土、钢材、砖、木材等的力学性能。我们将从原子结构和微观层面出发，解析这些材料在受力时的宏观表现。 混凝土： 详细阐述混凝土的抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等关键力学参数。分析影响混凝土强度的主要因素，如水灰比、骨料种类与级配、外加剂等。介绍不同强度等级混凝土的性能特点及其适用范围。探讨混凝土的徐变和收缩现象，以及它们对结构长期性能的影响。 钢材： 详述钢材的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、伸长率等力学指标。区分不同牌号钢筋的性能差异，重点介绍用于钢筋混凝土结构的常用钢材（如HRB400、HRB500等）。分析钢材在不同温度下的力学性能变化，以及其焊接性能。 砖和砌块： 介绍砖、混凝土砌块、加气混凝土砌块等砌体材料的强度、吸水率、抗冻性等性能。分析不同类型砌体材料的适用性，以及它们在砌体结构中的受力特点。 木材： 简要介绍木材作为结构材料的优势与局限性。阐述木材的抗压、抗拉、抗弯强度，以及其湿胀干缩的特性。 第二章：结构荷载与作用 理解结构所承受的各种荷载及其作用是进行结构设计的前提。本章将详细介绍结构工程设计中需要考虑的各类荷载。 恒荷载： 定义恒荷载，并列举其主要组成部分，如结构自重（混凝土、钢材、砖石等）、围护结构自重（墙体、楼板、屋面等）。介绍计算恒荷载的常用方法。 活荷载： 解释活荷载的变动性，并根据《建筑结构荷载规范》介绍不同用途建筑物的地板活荷载标准值，如住宅、办公、商业、工业厂房等。强调活荷载的时变性和空间分布的不确定性。 风荷载： 阐述风荷载的产生机理，介绍风压的计算方法，包括基本风压、阵风系数、地形修正系数、高度修正系数等。分析风荷载对高层建筑和轻型结构的影响。 雪荷载： 介绍雪荷载的计算方法，考虑雪的密度、堆积厚度、屋面坡度等因素。 地震作用： 简要介绍地震作用的产生原因，以及在结构设计中进行地震响应分析的基本原则。介绍地震区的划分以及不同地震设防烈度的要求。 其他作用： 提及其他可能需要考虑的作用，如温度作用、地基沉降差异、施工荷载等，并说明在何种情况下需要进行考虑。 第三章：结构力学基本概念 本章将介绍结构力学中的核心概念和基本原理，为后续结构构件的设计打下坚实的理论基础。 内力与外力： 区分外力（荷载）和内力（轴力、剪力、弯矩、扭矩）。介绍内力的概念及其在构件中的分布。 应力与应变： 定义应力，解释其物理意义（单位面积上的内力）。介绍应力分类：正应力（拉应力、压应力）和剪应力。定义应变，解释其物理意义（单位长度的变形）。 胡克定律： 阐述线弹性范围内，材料的应力与应变成正比的关系。介绍弹性模量（E）和剪切弹性模量（G）的概念。 截面法： 介绍通过截面法求解梁、柱等构件内部的轴力、剪力和弯矩。 静定结构与超静定结构： 区分静定结构和超静定结构。介绍超静定结构分析的基本方法，如荷载法、位移法等。 材料的强度理论： 简要介绍常用的材料强度理论，如最大应力理论、最大应变理论、剪应力组合强度理论等，以及它们在材料失效判别中的应用。 第四章：钢筋混凝土结构设计原理 本章聚焦于目前应用最为广泛的钢筋混凝土结构，详细阐述其设计方法和构造要点。 钢筋混凝土轴心受力构件设计： 受压构件（柱）： 介绍轴心受压构件的破坏模式，阐述其承载能力计算原理。详细讲解钢筋混凝土柱的配筋构造要求，包括纵向钢筋的直径、根数、锚固、搭接等。强调混凝土强度等级和钢筋屈服强度对承载力的影响。 受拉构件（拉杆）： 介绍轴心受拉构件的承载能力计算，以及其在结构中的应用（如斜拉杆）。 钢筋混凝土偏心受力构件设计： 梁（受弯构件）： 详细讲解梁的受力分析，区分受压区、受拉区和混凝土受压区。介绍单筋矩形截面梁、双筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式。重点阐述配筋构造要求，包括受拉钢筋、受压钢筋（如有）、箍筋的配置、锚固、搭接等。分析梁的抗剪设计，介绍箍筋的作用和计算。 柱（受弯、偏压构件）： 介绍偏心受压构件的受力特点，以及其承载能力计算的简化方法（如等效矩形受压区）。详细阐述柱的配筋构造，强调纵向钢筋和箍筋的配置对抵抗弯矩和剪力的重要性。 板： 介绍单向板和双向板的受力特点和计算方法。阐述板的配筋构造，包括受力钢筋、分布钢筋的布置、锚固和搭接。 构造措施： 强调在钢筋混凝土结构设计中，除了承载能力计算，还需要关注构件的整体性和耐久性，对钢筋的保护层厚度、锚固长度、搭接长度、箍筋间距、梁柱节点构造等进行详细阐述。 第五章：钢结构设计基础 本章介绍钢结构的基本设计原理和常用构件的设计方法。 钢材的连接： 重点介绍螺栓连接和焊接连接的设计要点。分析不同连接方式的受力性能和适用范围。 钢梁设计： 介绍工字形截面钢梁、槽形截面钢梁等常用钢梁的承载能力计算，包括抗弯、抗剪能力。阐述钢梁的稳定性设计，如整体稳定和局部稳定。 钢柱设计： 介绍轴心受压和偏心受压钢柱的设计。重点关注钢柱的整体稳定性（压杆稳定性）的计算和构造要求。 钢桁架： 简要介绍钢桁架的受力特点和设计方法。 第六章：砌体结构设计简介 本章简要介绍砌体结构的设计原理和常用构造。 砖砌体构件： 介绍砖砌体承重墙、砖柱、砖梁、砖拱的受力特点。 承载力计算： 简述砖砌体承重墙的轴心受压、偏心受压承载力计算的基本方法。 构造要求： 强调砌体结构的构造要求，如砂浆的强度、砌体的组砌形式、圈梁和构造柱的作用等。 第七章：结构施工技术要点 本章将结合结构设计，介绍一些重要的施工技术要点，帮助读者理解设计意图在施工中的实现。 模板工程： 介绍模板的作用、分类及其在混凝土结构施工中的重要性。 钢筋工程： 详细介绍钢筋的加工、绑扎、焊接、保护层厚度控制等施工工艺。 混凝土工程： 介绍混凝土的搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等关键环节，以及对混凝土质量的影响。 钢结构安装： 介绍钢结构的测量放线、构件吊装、连接等施工技术。 质量控制与安全管理： 强调结构工程施工中的质量检验和安全管理的重要性。 本书特点： 理论与实践相结合： 本书在讲解理论知识的同时，大量穿插实际工程中的应用案例和构造要求，力求让读者能够将所学知识应用于实际工作中。 体系完整： 涵盖了建筑结构设计的主要方面，从材料性能到不同结构形式的设计，再到施工技术，构成了一个相对完整的知识体系。 语言通俗易懂： 采用清晰、简洁的语言，避免过多的专业术语，并配以必要的图示，帮助读者理解抽象的概念。 强调安全与经济： 在介绍设计方法时，始终贯穿着安全第一、经济适用的原则，引导读者进行合理的设计。 通过学习本书，读者将能够对建筑结构的受力特性、设计原理、常用材料性能以及关键施工技术有一个全面而深入的认识，为从事建筑工程相关的设计、施工、监理等工作打下坚实的基础。
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