建築力學與結構

本書根據高職高專職業教育的要求，滿足工程造價、工程管理、項目管理等相關專業的培養目標及教學改革要求，將理論力學、材料力學、結構力學與建築結構相結合，按“必需、夠用”為度的原則編寫而成，書中採用了最新的建築結構荷載規範和混凝土結構設計規範。

本書共分兩篇12章，主要內容有靜力學的基本概念、平面力系、靜定結構的基本知識、靜定平面桁架、軸向拉伸和壓縮、受彎構件、壓桿穩定、鋼筋混凝土結構的基本原理、鋼筋混凝土受彎構件、鋼筋混凝土受壓構件、鋼筋混凝土樓蓋、砌體結構等。

本書在第一版的基礎上，廣泛地徵集了對第一版教材的使用意見，總結了多年的教學改革經驗，結合高職高專院校工程造價、工程管理等專業的“建築力學與結構”課程標準，以及現行國家標準《建築地基基礎設計規範》（GB 50007—2011）、《建築結構荷載規範》（GB 50009—2012)、《混凝土結構設計規範》（GB 50010—2010）、《砌體結構設計規範》（GB 50003—2011）、《高層建築混凝土結構技術規程》（JGJ 3—2010）及其他相關規範、標準修訂而成。

本次修訂主要對原第一篇（建築力學）中的符號表達、專業術語、圖形精確度、部分不實用的習題等進行了修改和刪除；對第二篇（鋼筋混凝土結構與砌體結構）的內容，根據最新的結構規範、荷載規範、砌體結構規範等進行了相應的修改，使之符合新規範、新標準的要求，使用時請注意與已頒布或將要修訂發布的其他相關規範、標準配合使用。

0緒論1

01本課程的研究對象及任務1

02建築結構的類型1

021鋼筋混凝土結構2

022砌體結構2

023鋼結構2

024木結構2

03本課程的內容及學習要求2

031靜力學部分2

032結構組成分析2

033桿件的內力和變形2

034壓桿穩定2

035鋼筋混凝土結構2

036砌體結構2

04建築力學與結構的學習方法3

第一篇 建築力學

1靜力學的基本知識7

11靜力學的基本概念7

111力的概念及要素7

112剛體和平衡8

12靜力學基本公理8

121靜力學公理9

122兩個推論10

13荷載11

131荷載的分類11

132荷載的計算12

14約束與約束反力12

141柔體約束13

142光滑接觸面約束13

143固定鉸鏈支座14

144活動鉸鏈支座14

145鏈桿15

146固定端支座15

15物體的受力分析和受力圖15

思考題18

習題18

2平面力系20

21平面匯交力系20

211力的合成與分解20

212平面匯交力系與平衡的幾何法22

213平面匯交力系合成與平衡

的解析法25

22力矩和力偶27

221力矩27

222力偶30

23平面一般力系32

231力的平移定理32

232平面一般力系的平衡條件33

24平面平行力系的平衡方程35

思考題37

習題38

3靜定結構的基本知識39

31概述39

311桿件結構39

312薄壁結構40

313實體結構40

32平面體系的幾何組成分析40

321幾何組成分析的目的40

322平面體系的自由度和

約束41

323幾何不變體系的簡單組成規律42

324瞬變體系的概念44

33靜定結構和超靜定結構45

331靜定結構45

332超靜定結構45

思考題46

習題46

4靜定平面桁架48

41桁架的概念及特點48

42結點法計算桁架桿件內力49

43截面法計算桁架桿件內力52

思考題54

習題54

5軸向拉伸和壓縮56

51概述56

511變形固體的概念56

512桿件及其變形的基本形式57

52軸向拉、壓的內力和應力計算57

521軸向拉、壓桿橫截面上的

內力57

522軸向拉、壓桿橫截面上的

應力59

53軸向拉、壓桿件的強度條件61

531容許應力與安全係數61

532軸向拉、壓桿件的強度條件62

54軸向拉、壓桿件的變形、虎克定律64

541縱向變形64

542橫向變形64

543虎克定律65

55材料拉(壓)時的力學性質66

551低碳鋼拉伸時的力學性質66

552低碳鋼壓縮時的力學性質68

553鑄鐵的力學性質68

554兩種材料力學性能的對比68

思考題69

習題69

6受彎構件71

61截面的幾何性質71

611靜矩和形心71

612截面的慣性矩73

613慣性矩的平行移軸公式74

614組合截面慣性矩的計算75

62受彎構件的內力75

621直梁彎曲的構件75

622梁的內力及計算77

623剪力圖和彎矩圖81

63受彎構件的應力及強度計算90

631梁的正應力及正應力強度計算90

632梁的剪應力及其強度條件96

633應力狀態98

64梁的變形101

641梁的變形101

642梁的剛度校核103

思考題104

習題105

7壓桿穩定107

71壓桿穩定的概念107

711物體的三種平衡狀態107

712壓桿失穩的概念107

72臨界力的計算108

721歐拉公式108

722臨界應力和長細比109

723歐拉公式的適用範圍109

73壓桿穩定的實用計算110

思考題112

習題112第二篇鋼筋混凝土結構與砌體結構

8鋼筋混凝土結構的基本原理115

81鋼筋混凝土材料的主要力學性質115

811混凝土的力學性質115

812鋼筋的力學性質119

82荷載分類及荷載代表值122

821荷載分類122

822荷載代表值122

83極限狀態設計方法123

831極限狀態123

832承載能力極限狀態計算124

833正常使用極限狀態計算125

834耐久性設計126

思考題128

9鋼筋混凝土受彎構件129

91梁、板的一般構造要求129

911板的基本規定130

912梁的構造132

913混凝土保護層134

92受彎構件正截面破壞過程134

921受彎構件正截面各階段的應力

狀態135

922受彎構件配筋率對正截面破壞性

質的影響136

93單筋矩形截面受彎構件正截面承載力

計算137

931基本假設138

932基本計算公式及適用條件139

933基本公式的應用140

94受彎構件斜截面承載力計算及構造

要求145

941斜截面的破壞形態145

942斜截面受剪承載力計算公式147

943基本計算公式的適用條件148

944斜截面抗剪承載力計算步驟149

95鋼筋混凝土受彎構件的變形和裂縫計

算要點151

951受彎構件變形的計算152

952鋼筋混凝土受彎構件裂縫寬度

驗算154

96預應力混凝土結構的基本知識155

961預應力混凝土的概念155

962預加應力的方法156

963預應力混凝土的材料157

964張拉控制應力157

965預應力損失及其組合157

思考題162

習題162

10鋼筋混凝土受壓構件164

101受壓構件的分類164

102受壓構件的構造165

1021材料165

1022截面形式和尺寸165

1023鋼筋165

103軸心受壓構件承載力計算167

1031破壞特徵167

1032基本計算公式168

思考題170

習題171

11鋼筋混凝土樓蓋172

111裝配式鋼筋混凝土樓蓋172

1111結構選型172

1112結構平面布置173

1113裝配式樓蓋的連接構造174

112現澆鋼筋混凝土樓蓋的結構型式175

1121單向板肋梁樓蓋175

1122雙向板肋梁樓蓋176

1123無樑樓蓋177

113單向板肋梁樓蓋177

1131單向板肋梁樓蓋的設計要點177

1132構造要求180

1133單向板肋梁樓蓋施工圖183

114雙向板的受力與構造特點183

思考題184

12砌體結構185

121砌體材料與砌體的力學性能185

1211砌體材料185

1212砌體的種類187

1213砌體強度188

1214砌體的彈性模量191

122砌體結構的承重體系與靜力計算

方案192

1221砌體結構的承重體系192

1222砌體結構房屋靜力計算方案192

123牆、柱的高厚比驗算和構造要求194

1231牆、柱的高度比驗算194

1232牆、柱的一般構造要求197

1233砌體結構構件抗震設計要求198

124無筋砌體構件的承載力計算199

1241受壓構件的計算199

1242局部受壓計算202

125過梁與圈樑207

1251過梁的形式與構造207

1252圈樑207

思考題208

習題209

附錄210

附錄Ⅰ型鋼表210

附表Ⅰ1熱軋等邊角鋼（GB/T 9787）210

附表Ⅰ2熱軋不等邊角鋼

(GB/T 9788)214

附表Ⅰ3熱軋工字鋼(GB/T 706)217

附表Ⅰ4熱軋槽鋼(GB/T 707)219

附錄Ⅱ220

附表Ⅱ1民用建築樓面均布荷載標準值

及其組合值、頻遇值和准永久

值係數220

附表Ⅱ2屋面均布活荷載標準值及其組合

值係數、頻遇值係數和准永久值

係數220

附表Ⅱ3活荷載按樓層的折減係數221

附表Ⅱ4建築結構的安全等級及結構重

要性係數γ0221

附錄Ⅲ221

附表Ⅲ1鋼筋的計算截面面積及理論

重量221

附表Ⅲ2鋼絞線公稱直徑、公稱截面面

積及理論重量221

附表Ⅲ3鋼絲公稱直徑、公稱截面面積

及理論重量222

附表Ⅲ4各種鋼筋間距每米板寬內的

鋼筋截面面積表222

附表Ⅲ5鋼筋組合截面面積表223

附表Ⅲ6混凝土保護層的最小厚度225

附表Ⅲ7受彎構件的撓度限值225

附表Ⅲ8冷拉控制應力及最大冷

拉率225

附表Ⅲ9測定冷拉率時鋼筋冷拉

應力 225

附表Ⅲ10 結構構件的裂縫寬度控制等

級及最大裂縫寬度限值226

習題參考答案227

參考文獻229