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第1篇　引导性概念3

第1章　结构：总览3

1.1 概述3

目录3

1.2 结构的一般类型4

1.2.1 基本分类4

1.2.2 主要结构构件9

1.2.3 基本结构单元及其集合12

1.3.1 基本的结构现象14

1.3 分析和设计结构时的基本问题14

1.3.2　结构的稳定性15

1.3.3 构件的受拉、受压、受弯、受剪、受扭和承压：概述18

1.4 索状结构：拱、缆索及其相关型式19

1.4.1 基本特征19

1.4.2 结构性能22

1.5 其他分类25

习题27

2.2.1 分析的目标和过程28

2.2 力和力矩28

第2章　力学原理28

2.1 引言28

2.2.2 力30

2.2.3　纯量和矢量30

2.2.4 力的平行四边形31

2.2.5 力的分解和合成33

2.2.6　静力等效系统35

2.2.7 力矩36

2.3 平衡39

2.3.1 质点的平衡39

2.3.2 刚体的平衡40

2.3.3 作用力和反作用力42

2.3.4 完整的静力分析58

2.4 内力和内力矩60

2.4.1 轴力（拉伸和压缩）60

2.4.2 剪力和弯矩61

2.4.3 剪力和弯矩的分布62

2.4.4 结构中荷载、剪力和弯矩之间的关系79

2.5 关于应力的概述81

2.5.1 拉应力和压应力81

2.5.2 受拉构件的强度82

2.5.3 容许应力83

2.6 材料的力学性能84

2.6.1 引言84

2.6.2 材料的一般应力-应变特性84

2.6.3 弹性85

2.6.4 强度88

2.6.5 材料的其他性能89

2.7 受拉和受压构件的变形90

习题92

第3章　结构分析和设计概述96

3.1 分析和设计准则96

3.2 结构上的荷载97

3.2.1 引言97

3.2.2 静力荷载98

3.2.3 风荷载102

3.2.4 地震力105

3.2.5　荷载组合110

3.3 一般结构分析过程111

3.3.1 基本步骤111

3.3.2　模拟结构112

3.3.3　模拟外荷载116

习题131

4.1 引言135

第2篇　结构构件的分析和设计135

第4章　桁架135

4.2 一般原理136

4.2.1 三角形136

4.2.2 杆件中的力：定性分析137

4.3 桁架分析140

4.3.1 稳定性140

4.3.2　构件受力：概述142

4.3.3 节点平衡144

4.3.4 截面平衡153

4.3.5 桁架中的剪力和弯矩158

4.3.6　超静定桁架160

4.3.7 特殊受拉构件的使用：缆索161

4.3.8 空间桁架162

4.3.9 节点刚度164

4.3.10 计算机辅助分析方法164

4.4.2 结构外形166

4.4.1 目标166

4.4 桁架设计166

4.4.3 桁架高度175

4.4.4　杆件的设计问题176

4.4.5 平面桁架与三维桁架的比较181

习题181

第5章　索结构：缆索和拱183

5.1 引言183

5.2 索形的一般原理183

5.3.1 引言186

5.3 缆索结构的分析和设计186

5.3.2 悬索结构：集中荷载188

5.3.3 悬索结构：均布荷载193

5.3.4 一般的索方程式197

5.3.5 缆索的长度198

5.3.6 风效应198

5.4 缆索结构的设计200

5.4.1 简单悬索200

5.4.2 双层缆索系统204

5.4.3 斜拉结构205

5.5　拱的分析和设计208

5.5.1 砌体拱208

5.5.2 抛物线形的刚性拱：均布荷载210

5.5.3 索形拱：集中荷载211

5.5.4　拱结构的设计212

5.5.5 三铰拱215

5.5.6 两铰拱、固定端拱和三铰拱的比较226

习题228

第6章　受弯构件：简支梁229

6.1 引言229

6.2 一般原理230

6.2.1　建筑物中的梁230

6.2.2 基本的应力分布232

6.3 梁的分析237

6.3.1 弯曲应力237

6.3.2 梁的侧向压屈250

6.3.3 剪应力252

6.3.4　支承应力257

6.3.5 扭转258

6.3.6　剪力中心260

6.3.7 挠度261

6.3.8 主应力264

6.3.9 有限元分析266

6.4 梁的设计267

6.4.1 一般设计原理267

6.4.2　木梁的设计274

6.4.3 钢梁的设计278

6.4.4 钢筋混凝土梁：一般性原理283

6.4.5 钢筋混凝土梁：设计和分析原理285

6.4.6 钢筋混凝土梁：U．S．详细设计过程287

6.4.7 先张和后张预应力294

习题298

7.1 引言300

7.2 一般原理300

第7章　受压构件：柱300

7.3 受压构件分析303

7.3.1 短柱303

7.3.2　长柱305

7.4 受压构件的设计315

7.4.1　一般设计原理315

7.4.2　柱的尺寸321

7.4.3　木柱设计321

7.4.4　钢柱设计322

7.4.5 钢筋混凝土柱设计324

习题325

第8章　连续结构：梁326

8.1 引言326

8.2 一般原理327

8.2.1 刚度328

8.2.2　力的分布328

8.3.1 近似和精确分析方法之间的比较329

8.3.2　近似分析方法329

8.3　超静定梁的分析329

8.3.3 构件刚度变化的影响330

8.3.4 支座沉降的影响335

8.3.5 部分加载条件的影响336

8.4 超静定梁的设计338

8.4.1 引言338

8.4.2 设计弯矩339

8.4.3 设计连续梁的形状340

8.4.4 铰结点的应用342

8.4.5 控制弯矩的分布344

8.4.6 钢筋混凝土连续梁346

习题347

第9章　连续结构：刚架348

9.1 引言348

9.2 一般原理348

9.3 刚架的计算351

9.3.1 计算方法351

9.3.2 梁和柱相对刚度的重要性358

9.3.3 侧倾361

9.3.4 支座沉降362

9.3.5 部分加载条件的影响363

9.3.6 多层刚架363

9.3.7 空腹桁架365

9.4 刚架的设计367

9.4.1 引言367

9.4.2 刚架类型的选择368

9.4.3 设计弯矩370

9.4.4 刚架的形状372

9.4.5 构件和连接件的设计374

9.4.6 一般性考虑374

习题375

第10章 网格结构和平板结构376

10.1 引言376

10.2 网格结构377

10.3 平板结构379

10.3.1 单向平板结构379

10.3.2　双向平板结构382

10.4 双向体系设计：平板、网格和空间构架的一般目标389

10.5 钢筋混凝土板的设计391

10.6 空间构架结构399

10.7 折板结构402

习题406

第11章　膜结构和索网结构407

11.1 引言407

11.2.1 背景408

11.2　充气结构408

11.2.2 气承式结构411

11.2.3　充气结构415

11.2.4　其他考虑416

11.3 索膜结构的分析和设计417

11.3.1 曲率417

11.3.2　支承条件418

11.3.3 找形419

11.3.4 材料420

习题421

第12章　壳体结构422

12.1 引言422

12.2 球壳结构424

12.2.1 引言424

12.2.2 壳面的薄膜作用426

12.2.3 球壳中的内力类型426

12.2.4 球壳内的经向力428

12.2.5 球壳内的环向力429

12.2.6 内力的分布431

12.2.7 集中力432

12.2.8 支承条件：受拉环梁和受压环梁432

12.2.9 其他考虑435

12.3 圆柱形壳体436

12.4 双曲抛物面壳体438

习题440

第3篇　结构设计原理443

第13章　结构网格和模式：一般性规划和设计443

13.1 引言443

13.2 普通网格443

13.3 结构层次的一般性特征447

13.3.1 单向体系447

13.3.2　双向体系449

13.3.3 与屋顶形状的关系452

13.3.4 结构类型与跨度的关系453

13.3.5 荷载类型与结构类型的关系457

13.3.7 强制性约束：防火安全要求458

13.3.6 集中的结构与分布的结构458

13.4 设计问题459

13.4.1 结构与功能空间的关系459

13.4.2 空间构成的特征463

13.4.3 单向体系与双向体系：网格几何形状和尺寸的影响465

13.4.4 局部几何条件的影响467

13.4.5 改变支承位置470

13.4.6 不均匀的网格471

13.4.7 大空间的处理472

13.4.8　特殊情况的处理473

13.4.9 结构网格的交汇478

第14章　结构体系：抵抗侧向荷载的设计481

14.1 侧向力对结构设计的影响481

14.1.1 基本设计问题：低矮结构和中等高度结构481

14.1.2 高层结构489

14.2 抗震设计的考虑493

14.2.1 基本原理493

14.2.2 总体设计和平面考虑495

14.2.3 抗震结构的主要特征499

14.2.4 材料501

14.2.5 刚度因素501

14.2.6 非结构单元503

14.2.7 新方法：基础隔离体系和其他技术504

习题504

第15章　结构体系：构造方法506

15.1 引言506

15.2 木结构507

15.3 钢筋混凝土结构512

15.4 钢结构518

15.5 基础和挡土墙521

习题524

第16章　结构连接525

16.1 引言525

16.2　连接接头的基本几何形状525

16.3　连接件的基本类型527

16.3.1 螺栓和铆钉529

16.3.2 焊接接头532

习题533

附录534

A　单位转换534

B 非汇交力系534

C 形心535

D 惯性矩536

E 梁中的弯曲应力540

F 梁中的剪切应力542

G 弯矩-曲率关系543

H 挠度545

I 力矩-面积定理：倾角和挠度546

J 超静定结构的其他分析方法549

K 受压构件的临界压屈荷载551

L　基于计算机的分析方法：力法和矩阵位移法553

M　有限元法559

N 特性561

O　典型材料性质563

名词术语中英文对照565