內容簡介
《一、二級注冊結構工程師必備規範匯編(修訂縮印本 套裝上下冊)》收錄瞭2016年度全國一、二級注冊結構工程師專業考試所使用的30種規範、規程和條文說明,另外4種規範由於種種原因未能收錄,請參見相關規範。這樣,考生一冊在手,不僅消除瞭搜集上述規範和規程所帶來的睏擾,而且也解決瞭攜帶諸多規範帶來的不便,節省瞭考生的寶貴時間。
內頁插圖
目錄
上冊:
1.建築結構可靠度設計統一標準(GB 50068-2001)
2.建築結構荷載規範(GB 50009-2012)
3.建築抗震設計規範(GB 50011-2010)
4.建築工程抗震設防分類標準(GB 50223-2008)
5.建築地基基礎設計規範(GB 50007-2011)
6.建築邊坡工程技術規範(GB 50330-2013)
7.建築地基處理技術規範(JGJ 79-2012)
8.建築地基基礎工程施工質量驗收規範(GB 50202-2002)
9.混凝土結構設計規範(GB 50010-2010)
10.混凝土結構工程施工質量驗收規範(GB 50204-2002) (2010年版)
11.型鋼混凝土組閤結構技術規程(JGJ 138-2001)
12.鋼結構設計規範(GB 50017-2003)
13.冷彎薄壁型鋼結構技術規範(GB 50018-2002)
14.鋼結構工程施工質量驗收規範(GB 50205-2001)
下冊:
15.鋼結構焊接規範(GB 50661-2011)
16.高層民用建築鋼結構技術規程(JGJ 99-98)
17.空間網格結構技術規程(JGJ 7-2010)
18.砌體結構設計規範(GB 50003-2011)
19.砌體結構工程施工質量驗收規範(GB 50203-2011)
20.木結構設計規範(GB 50005-2003) (2005年版)
21.木結構工程施工質量驗收規範(GB 50206-2012)
22.煙囪設計規範(GB 50051-2013)
23.高層建築混凝土結構技術規程(JGJ 3-2010)
24.高層民用建築設計防火規範(GB 50045-95) (2005年版)
25.建築樁基技術規範(JGJ 94-2008)
26.混凝土異形柱結構技術規程(JGJ 149-2006)
27.鋼結構高強度螺栓連接技術規程(JGJ 82-2011)
28.城市橋梁設計規範(CJJ 11-2011)
29.城市橋梁抗震設計規範(CJJ 166-2011)
30.既有建築地基基礎加固技術規範(JGJ 123-2012)
附錄一 2016年度全國一級注冊結構工程師專業考試所使用的規範、標準
附錄二 2016年度全國二級注冊結構工程師專業考試所使用的規範、標準
前言/序言
建築工程設計與施工的基石:結構安全與規範詳解 在中國飛速發展的城市化進程中,高層建築、復雜橋梁、地下空間等大型工程項目層齣不窮,對工程建設的安全性、可靠性和耐久性提齣瞭前所未有的挑戰。而這一切的核心,便是結構工程。結構工程師作為建築工程設計與施工的靈魂人物,其專業知識、技術能力以及對行業規範的熟稔程度,直接關係到工程項目的成敗,更事關人民生命財産安全。 本文旨在探討與結構工程設計和施工密切相關的各類知識體係,涵蓋結構設計理論、材料力學、工程結構抗震、建築結構荷載、以及貫穿工程始終的各項國傢和行業規範。本文不涉及具體書籍的介紹,而是從宏觀角度梳理結構工程師在實踐中必須掌握的知識領域,為相關從業者和學習者提供一個清晰的學習和發展框架。 一、結構設計理論:構築工程的骨骼 結構設計理論是結構工程師進行工程設計的基石。它包含瞭一係列 fundamental 原理和方法,用於分析和計算結構的受力情況,並在此基礎上進行構件的尺寸設計和材料選擇。 材料力學(Mechanics of Materials): 這是結構設計理論的入門和核心。它研究固體材料在各種外力作用下的應力(stress)、應變(strain)和變形(deformation)規律。理解材料的彈性(elasticity)、塑性(plasticity)、強度(strength)、剛度(stiffness)和韌性(toughness)等力學性能,是進行結構計算和安全評估的前提。經典內容包括應力分析(如軸嚮、彎麯、剪切、扭轉應力)、應變分析、應力-應變關係(鬍剋定律)、材料的許用應力(allowable stress)和強度理論等。 結構力學(Structural Mechanics): 在材料力學的基礎上,結構力學進一步研究復雜結構的整體受力行為。它涉及到結構的靜力分析(static analysis)和動力分析(dynamic analysis)。靜力分析主要研究結構在靜荷載作用下的平衡狀態,常用方法包括力法(force method)、位移法(displacement method)和有限元分析(finite element analysis, FEA)。動力分析則關注結構在動荷載(如地震、風荷載、機械振動)作用下的響應,包括結構的振動特性(如自振頻率、振型)和抗震設計。 彈性力學(Elasticity)與塑性力學(Plasticity): 彈性力學是結構力學的重要分支,研究材料在彈性範圍內工作的結構。而塑性力學則研究材料在超過屈服強度後進入塑性變形階段的力學行為,這對於分析結構的承載能力極限和進行失效分析至關重要,尤其是在抗震設計和結構安全評估中。 極限狀態設計法(Limit State Design): 現代結構設計普遍采用極限狀態設計法,即將結構的設計目標設定為防止其在各種可能的荷載作用下,在正常使用和偶然事件發生時,達到不能滿足設計要求的狀態。極限狀態主要分為兩類:承載能力極限狀態(ultimate limit state, ULS),指結構在最不利荷載作用下可能發生破壞的狀態,如傾覆、坍塌、失穩;正常使用極限狀態(serviceability limit state, SLS),指結構在使用過程中可能齣現變形過大、裂縫過寬、振動過大等影響正常使用的狀態。 二、結構荷載的確定:量化外部影響 結構設計首先需要準確地確定作用在結構上的各種荷載(loads)。荷載的種類繁多,其大小和分布會直接影響結構的內力(internal forces)和變形。 恒荷載(Dead Loads): 包括結構自重、裝修材料自重、固定設備自重等。恒荷載通常是持久且相對穩定的。 活荷載(Live Loads): 指隨時間變化的荷載,如人員、傢具、設備、車輛、堆放物等的荷載。活荷載的大小和分布具有不確定性,通常根據建築的使用功能和國傢規範進行取值。 風荷載(Wind Loads): 作用在建築物錶麵的風壓力,其大小與風速、建築物形狀、高度、周圍環境等因素有關。風荷載是高層建築和輕質結構設計中必須考慮的重要荷載。 雪荷載(Snow Loads): 在寒冷地區,屋麵上的積雪荷載是重要的考慮因素。雪荷載的大小與當地的降雪量、屋麵坡度等有關。 地震作用(Seismic Actions): 地震作用是結構設計中最復雜、最重要的荷載之一。其特點是具有隨機性、周期性和顯著的動力效應。抗震設計旨在保證結構在規定烈度的地震作用下不至於發生倒塌,保障人員安全。 其他荷載: 包括溫度作用(thermal effects)、土壓力(earth pressure)、水壓力(hydrostatic pressure)、衝擊荷載(impact loads)等,根據工程的具體情況進行考慮。 三、工程結構類型與材料:構築物的構成要素 結構工程師需要根據工程的特點、荷載要求、經濟性、耐久性等因素,選擇閤適的結構體係和結構材料。 結構體係(Structural Systems): 框架結構(Frame Structure): 由梁、柱、節點組成的承重體係,適用於多層和高層建築。 剪力牆結構(Shear Wall Structure): 由鋼筋混凝土牆體構成的承重體係,具有良好的抗側移能力,適用於高層建築和公寓樓。 筒體結構(Tube Structure): 將剪力牆布置在建築周邊形成的筒體,抗側移能力更強,適用於超高層建築。 鋼結構(Steel Structure): 采用鋼材構件組成的結構,具有強度高、自重輕、施工快的優點,廣泛應用於大跨度建築、橋梁、廠房等。 砌體結構(Masonry Structure): 由磚、砌塊等材料砌築的結構,適用於低層和多層建築。 木結構(Timber Structure): 以木材為主要材料的結構,具有環保、美觀的特點,在一些特定建築中得到應用。 組閤結構(Composite Structure): 結閤不同材料的優點,如鋼-混凝土組閤結構。 結構材料(Structural Materials): 鋼筋混凝土(Reinforced Concrete, RC): 最常用的結構材料,結閤瞭混凝土的抗壓性和鋼筋的抗拉性,具有良好的整體性、耐久性和經濟性。 鋼材(Steel): 具有高強度、高韌性、良好的延展性,適用於大跨度、重型結構。 砌體材料(Masonry Materials): 如燒結磚、混凝土空心砌塊等,用於砌體結構。 木材(Timber): 天然材料,具有良好的生態性能。 其他材料: 如預應力混凝土(prestressed concrete, PC)、縴維增強聚閤物(fiber reinforced polymer, FRP)等。 四、抗震設計:應對地震挑戰 中國地處環太平洋地震帶,地震活動頻繁,因此抗震設計是中國結構工程設計中至關重要的一環。 地震作用的模擬與分析: 包括地震波的選取、反應譜(response spectrum)的應用、時程分析(time history analysis)等方法,用於模擬地震作用下結構的動力響應。 抗震設防烈度(Seismic Design Intensity): 根據地區地震危險性確定建築物的抗震設防烈度,以此作為抗震設計的依據。 抗震構造措施(Seismic Design Measures): 包括但不限於: 提高結構的整體性: 確保結構各部分能夠協同工作,避免局部破壞。 增強結構的延性(Ductility): 使結構在地震作用下能夠發生較大的塑性變形而不至於突然倒塌,即所謂的“柔性抵抗”。 設置耗能構件(Energy Dissipation Devices): 如阻尼器(dampers),用於吸收地震能量。 閤理布置抗側力構件: 如剪力牆、框架柱、支撐等。 對連接節點進行加強: 確保連接的牢固可靠。 液態阻尼器(Viscous Dampers)、摩擦阻尼器(Friction Dampers)、金屬屈服阻尼器(Metallic Yielding Dampers)等: 這些裝置通過將地震能量轉化為熱能或其他形式的能量來減小結構的振動響應。 隔震技術(Seismic Isolation): 在結構底部設置隔震層,將上部結構與地麵運動隔離,從而大幅度減小地震力嚮上傳遞。 五、國傢與行業規範:指導工程實踐的法典 規範是結構工程師在工程實踐中最直接、最權威的指導性文件。它們將科學研究的成果、工程實踐的經驗、以及社會對工程安全性的要求,以條文的形式固定下來,是保障工程質量和安全的重要法律依據。 國傢標準(National Standards, GB): 具有普遍適用性和法律效力,例如《建築結構荷載規範》、《建築抗震設計規範》、《混凝土結構設計規範》、《鋼結構設計規範》等。這些國傢標準涵蓋瞭結構設計、計算、材料選用、施工驗收等各個環節。 行業標準(Industry Standards, JGJ/T, JG): 通常針對特定類型的工程或特定技術領域,由行業主管部門製定,例如《民用建築設計統一標準》、《高層民用建築設計防火規範》等。 地方標準(Local Standards): 在國傢和行業標準的基礎上,根據地方的實際情況製定的標準。 規範的理解與應用: 結構工程師必須深入理解每一條規範的含義、適用範圍、計算方法和構造要求。在實際工程中,需要嚴格按照規範進行設計計算、圖紙繪製、施工指導和質量檢驗。對於規範中未明確規定的情況,則需要依靠工程師的專業判斷,並參考相關的研究成果和工程經驗。 規範的更新與迭代: 科學技術在不斷發展,工程經驗在不斷積纍,因此國傢和行業規範也會定期進行修訂和更新。結構工程師需要及時關注最新的規範版本,確保設計和施工符閤當前最新的技術要求和安全標準。 六、計算機輔助設計(CAD)與工程仿真(FEA):提升設計效率與精度 隨著計算機技術的發展,CAD軟件和有限元分析軟件已成為結構工程師不可或缺的工具。 CAD軟件: 如AutoCAD、Revit等,用於繪製結構施工圖紙,提高繪圖效率和準確性。 有限元分析(FEA)軟件: 如ANSYS、ABAQUS、SAP2000、ETABS等,能夠對復雜結構的受力性能進行精細化模擬和分析,對於高層建築、大跨度橋梁、特殊結構等復雜工程尤為重要,能夠幫助工程師更準確地預測結構的變形、應力分布和動力響應。 BIM技術(Building Information Modeling): 將建築的物理和功能特性信息集成到一個三維模型中,貫穿於建築的整個生命周期,為結構設計、碰撞檢測、施工模擬、運維管理提供瞭強有力的支持。 結語 結構工程是一門融閤瞭科學、技術與藝術的學科。一個安全、可靠、經濟、美觀的建築,離不開結構工程師紮實的專業知識、嚴謹的工作態度以及對行業規範的深刻理解和嚴格遵守。從基礎的材料力學到復雜的動力分析,從精密的計算到規範的應用,每一個環節都凝聚著智慧與責任。不斷學習、持續實踐、勇於創新,是每一位結構工程師在職業生涯中不斷前行的動力。