工程结构荷载与可靠性设计原理

本书主要阐述工程结构荷载与可靠性设计基本原理和方法。依据新版《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》与行业近期新标准和规范（2015～2021年），如《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018，对建筑结构、公路桥梁等工程结构上各种作用特性、作用的组合方法、可靠性设计等进行了系统叙述，阐明了重力作用、水作用、撞击作用、风作用、变形作用、温度作用、冲击作用、爆炸作用等各种作用的特点、取值和计算方法，详细说明了荷载组合的基本原理与实用设计方法，系统阐述了结构可靠性设计内容、原理、现行标准和规范给出的设计方法。本书纳入了可持续发展、整体稳固性设计等工程设计新要求和理念，每章配有思考题和练习题，引导读者自主思考与训练。同时，本书最后辅以项目式教学说明，训练学生实际工程问题分析能力。本书可作为土木工程专业本科生教材，也可供从事各类工程结构设计与施工的工程技术人员参考。

第1章荷载与代表值
1.1荷载的概念
1.2荷载分类特征
1.3荷载标准值
思考题
第2章重力作用
2.1结构自重
2.2土的自重作用
2.2.1土的自重压力
2.2.2土侧压力
2.3楼面活荷载
2.3.1楼面活荷载
2.3.2屋面活荷载与积灰荷载
2.4施工、检修荷载和栏杆水平荷载
2.4.1施工和检修荷载标准值
2.4.2栏杆水平荷载标准值
2.5雪荷载
2.5.1基本雪压
2.5.2我国基本雪压的分布特点
2.5.3屋面的雪压
2.6桥梁车辆与人群荷载
2.6.1公路桥梁车辆与人群荷载
2.6.2城市桥梁汽车与人群荷载
思考与练习题
第3章水作用与撞击力
3.1静水压力与流水压力
3.1.1静水压力
3.1.2流水压力
3.2波浪作用
3.2.1波浪及性质
3.2.2波浪作用力
3.3冰压力
3.3.1冰堆整体推移对桥墩产生的冰压力
3.3.2桥墩有倾斜表面时冰压力的分解
3.3.3大面积冰层的静压力
3.3.4冰覆盖层受到温度影响膨胀时产生的静压力
3.3.5冰层因水位升降产生的竖向作用力
3.4浮托力与冻胀力
3.4.1浮托力
3.4.2冻胀力
3.5撞击荷载
3.5.1桥梁结构撞击荷载
3.5.2建筑结构撞击荷载
思考与练习题
第4章风荷载
4.1风压力与风荷载标准值
4.1.1风压力
4.1.2建筑结构风荷载标准值
4.2风的特征与基本风速
4.2.1风的形成与特征
4.2.2风的特征与基本风速
4.2.3我国风气候分布特征
4.3基本风压
4.3.1基本风压的取值
4.3.2非标准条件下的风速或风压的换算
4.4风压高度变化系数
4.4.1梯度风
4.4.2风压高度变化系数与地貌分类
4.5风荷载体型系数
4.5.1单体结构物的风荷载体型系数
4.5.2房屋围护构件的风荷载体型系数
4.6顺风向风振和风振系数
4.6.1脉动风与风振系数
4.6.2共振分量因子
4.6.3脉动风荷载的背景分量因子
4.6.4振型系数
4.6.5结构基本自振周期计算公式
4.6.6阵风系数
4.7横风向风振
4.7.1涡激共振与横风向风振校核
4.7.2锁定现象与共振区高度
4.8桥梁风作用
4.8.1桥梁风作用效应与基本风速
4.8.2横桥向等效静阵风荷载
4.8.3顺桥向风荷载
思考与练习题
第5章地震作用
5.1地震基本知识
5.1.1地震灾害
5.1.2地震的成因和类型
5.1.3地震分布
5.1.4地震基本术语
5.1.5震级和烈度
5.1.6地震波
5.2单质点体系地震作用
5.2.1单质点体系在地震作用下的运动方程与响应
5.2.2单自由度弹性体系的水平地震作用
5.3多质点体系水平地震作用
5.3.1多质点体系计算简图
5.3.2运动方程
5.3.3运动方程求解
5.3.4振型分解反应谱法
5.3.5底部剪力法
5.4扭转地震作用
5.5建筑结构的竖向地震作用
5.6公路桥梁地震作用
5.6.1公路桥梁的抗震设防
5.6.2公路桥梁地震作用的一般规定
5.6.3公路桥梁设计加速度反应谱
5.6.4设计地震动时程
5.6.5规则桥梁地震作用计算
思考与练习题
第6章其他荷载作用
6.1温度作用
6.1.1温度作用特征与原理
6.1.2基本气温
6.1.3温度应力的计算
6.2变形作用
6.3爆炸作用
6.3.1爆炸的基本概念
6.3.2爆炸荷载的计算
6.4制动力与冲击力
6.4.1汽车制动力
6.4.2吊车制动力
6.4.3汽车冲击力
6.5离心力
6.6预加力
思考与练习题
第7章荷载统计分析与荷载效应组合设计
7.1荷载统计分析的概率模型
7.1.1荷载随机过程模型
7.1.2荷载统计的平稳二项随机过程
7.1.3荷载统计的滤过泊松过程
7.2荷载的代表值
7.2.1荷载标准值取值
7.2.2荷载频遇值和准较为值
7.2.3荷载组合值
7.3荷载效应组合
7.3.1荷载效应的概念与统计分析
7.3.2荷载效应组合规则
7.3.3我国荷载效应组合的设计状况
思考与练习题
第8章结构构件抗力的统计特征
8.1抗力的概念与随机特征
8.2结构构件抗力不定性的影响因素
8.2.1结构构件材料性能的不定性
8.2.2结构构件几何参数的不定性
8.2.3结构构件计算模式的不定性
8.3结构构件抗力的统计特征
8.3.1结构构件抗力的统计参数
8.3.2结构构件抗力的概率分布
思考与练习题
第9章结构可靠性与分析方法
9.1土木工程结构设计方法的历史与发展
9.1.1容许应力设计法
9.1.2破损阶段设计法
9.1.3多系数极限状态设计法
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