荷载与结构设计方法（第3版）

　　本书参照全国高等学校土木工程专业指导委员会对土木工程专业学生的基本要求和审定的教学大纲而编写。本书主要介绍重力荷载、风荷载、地震作用、侧压力、其他荷载与作用、荷载的统计分析、结构构件抗力的统计分析、结构可靠度分析与计算、概率极限状态设计法等。各章除附有思考题和习题外，还附有教学提示和教学要求，便于教学使用。本书可作为高等学校土木工程及相关专业的教学用书，也可用做继续教育的教材或土建设计和工程技术人员的参考用书

　　许成祥：：：：：：：许成祥，武汉科技大学城市建设学院，院长，教授。湖北省有突出贡献中青年专家，武汉科技大设计研究院院长，城乡建设与环境发展省级重点实验教学示范中心主任。先后主持国家自然科学基金项目4项，湖北省自然科学基金项目2项（其中，创新群体项目1项），建设部科学技术项目1项，湖北省教育厅科学研究计划项目2项（其中，创新团队计划项目1项）；参与国家自然科学基金项目1项，获批科学技技进步一等奖1项，湖北省科技进步二等奖2项何培玲：：：：：：：何培玲，南京工程学院建筑工程学院院长，教授，从事建筑结构及地下工程结构研究。江苏省、南京市评标专家，江苏省岩土力学与工程学会理事，中国土木工程学会、江苏省土木建筑学会工程管理专业委员会委员。

第１章　绪论 …………………………………………………………………………………… １
　１.１　结构上的作用及作用效应 ………………………………………………………………… ２
　　１.１.１　结构上的作用 ………………………………………………………………………… ２
　　１.１.２　作用效应……………………………………………………………………………… ３
　１.２　工程结构设计理论演变简况 ……………………………………………………………… ３
　　１.２.１　容许应力设计法 ……………………………………………………………………… ４
　　１.２.２　破损阶段设计法 ……………………………………………………………………… ４
　　１.２.３　多系数极限状态设计法 ……………………………………………………………… ５
　　１.２.４　概率极限状态设计法 ………………………………………………………………… ５
　本章小结 ……………………………………………………………………………………… ６
　思考题 ………………………………………………………………………………………… ６
　习题 …………………………………………………………………………………………… ６
第２章　重力荷载 ……………………………………………………………………………… ７
　２.１　结构自重 ………………………………………………………………………………… ８
　２.２　土体自重应力……………………………………………………………………………… ８
　２.３　雪荷载 …………………………………………………………………………………… １０
　　２.３.１　基本雪压 …………………………………………………………………………… １０
　　２.３.２　雪荷载标准值、组合值系数、频遇值系数及准永久值系数 …………………………… １５
　　２.３.３　屋面积雪分布系数 …………………………………………………………………… １５
　２.４　汽车荷载 ………………………………………………………………………………… １７
　２.５　人群荷载 ………………………………………………………………………………… ２０
　２.６　吊车荷载 ………………………………………………………………………………… ２１
　　２.６.１　吊车工作制等级与工作级别 ………………………………………………………… ２１
　　２.６.２　吊车竖向荷载和水平荷载 …………………………………………………………… ２５
　２.７　楼面和屋面活荷载 ……………………………………………………………………… ２７
　　２.７.１　楼面活荷载的取值原则 ……………………………………………………………… ２７
　　２.７.２　民用建筑楼面均布活荷载 …………………………………………………………… ２９
　　２.７.３　工业建筑楼面活荷载 ………………………………………………………………… ３３
　　２.７.４　屋面均布活荷载和屋面积灰荷载……………………………………………………… ３６
　　２.７.５　施工、检修集中荷载及栏杆顶部的活荷载 …………………………………………… ３８
　本章小结 ……………………………………………………………………………………… ３９
　思考题 ………………………………………………………………………………………… ４０
　习题 …………………………………………………………………………………………… ４０
第３章　风荷载 ……………………………………………………………………………… ４１
　３.１　风的有关知识 …………………………………………………………………………… ４２
　　３.１.１　风的形成 …………………………………………………………………………… ４２
　　３.１.２　两类性质的风 ……………………………………………………………………… ４２
　　３.１.３　我国的风区 ………………………………………………………………………… ４３
　　３.１.４　风力等级 …………………………………………………………………………… ４３
　３.２　风压……………………………………………………………………………………… ４５
　　３.２.１　风速与风压的关系 …………………………………………………………………… ４５
　　３.２.２　基本风压 …………………………………………………………………………… ４５
　　３.２.３　非标准条件下的风速或风压的换算 …………………………………………………… ４６
　３.３　风压高度变化系数 ……………………………………………………………………… ４８
　３.４　风荷载体型系数 ………………………………………………………………………… ５１
　　３.４.１　单体风荷载体型系数 ………………………………………………………………… ５１
　　３.４.２　群体风荷载体型系数 ………………………………………………………………… ５４
　　３.４.３　局部风荷载体型系数 ………………………………………………………………… ５５
　３.５　结构抗风计算的几个重要概念 …………………………………………………………… ５５
　　３.５.１　结构的风力与风效应 ………………………………………………………………… ５５
　　３.５.２　顺风向的平均风与脉动风 …………………………………………………………… ５６
　　３.５.３　横风向风振 ………………………………………………………………………… ５６
　３.６　顺风向结构风效应 ……………………………………………………………………… ５８
　　３.６.１　风振系数 …………………………………………………………………………… ５８
　　３.６.２　脉动风荷载 ………………………………………………………………………… ５９
　　３.６.３　结构基本自振周期经验公式 ………………………………………………………… ６０
　　３.６.４　阵风系数 …………………………………………………………………………… ６１
　　３.６.５　顺风向风荷载标准值 ………………………………………………………………… ６２
　３.７　横风向结构风效应 ……………………………………………………………………… ６２
　　３.７.１　锁定现象 …………………………………………………………………………… ６２
　　３.７.２　共振区高度 ………………………………………………………………………… ６３
　　３.７.３　横风向风振验算……………………………………………………………………… ６３
　３.８　结构总风效应 …………………………………………………………………………… ６４
　本章小结 ……………………………………………………………………………………… ６４
　思考题 ………………………………………………………………………………………… ６５
　习题 …………………………………………………………………………………………… ６５
第４章　地震作用 …………………………………………………………………………… ６６
　４.１　地震的有关知识 ………………………………………………………………………… ６９
　　４.１.１　地震的类型 ………………………………………………………………………… ６９
　　４.１.２　地震成因 …………………………………………………………………………… ６９
　　４.１.３　地震分布 …………………………………………………………………………… ７１
　　４.１.４　地震波、震级及地震烈度 …………………………………………………………… ７１
　４.２　地震作用及其计算方法 …………………………………………………………………… ７８
　４.２.１　地震烈度区划与基本烈度 …………………………………………………………… ７８
　　４.２.２　单质点体系地震作用 ………………………………………………………………… ７９
　４.３　多质点体系地震作用……………………………………………………………………… ８９
　　４.３.１　计算简图 …………………………………………………………………………… ８９
　　４.３.２　运动方程 …………………………………………………………………………… ９０
　　４.３.３　自由振动 …………………………………………………………………………… ９１
　　４.３.４　方程解耦 …………………………………………………………………………… ９３
　　４.３.５　方程求解 …………………………………………………………………………… ９３
　　４.３.６　多质点体系的地震作用计算方法……………………………………………………… ９４
　　４.３.７　底部剪力法计算地震作用 …………………………………………………………… ９８
　本章小结……………………………………………………………………………………… １０１
　思考题 ……………………………………………………………………………………… １０２
　习题 ………………………………………………………………………………………… １０２
第５章　侧向