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钢结构和混凝土设计原理学起来感觉好难,前辈有什么心得吗?

2015-11-03知识

要下载PDF的童鞋们,请关注「砼流合屋」微信公众号自行下载哈,目前已经上传了R.Park和T.Paulay的【钢筋混凝土】英文原版和中译本,还有【钢结构设计规范理解与应用】的PDF,公众号的其他功能还在进一步完善中,后期会不断更新。我就不逐一在评论区回复了,谢谢大家。

以下为原回答。

来来来,写点干货。

说实话, 钢结构设计原理 混凝土结构设计原理 这两门课,如果以后要搞结构设计,靠这个吃饭,光凭本科时候的学的那点东西,是完全不够的。当然,如果仅仅是为了应付考试,倒不用学得很精,除非老师真的想考倒学生,那确实可以把题目出得很难。但是,如果想在学校的时候,充分利用课外的时间,把这两门课学得比一般的同学好上几个档次,达到王者对青铜的程度,也是完全可能的,不过真的要花一番功夫。

先说 钢结构设计原理

国内一本典型的【钢结构设计原理】教材,涵盖的内容大致如下:

  1. 绪论
  2. 钢结构的材料
  3. 钢结构的连接
  4. 轴心受力构件
  5. 受弯构件
  6. 拉弯和压弯构件

教材的内容编排,差不多和我国的 【钢结构设计标准】GB50007-2017 是一致的。那么这些章节怎么学呢?

比如钢结构的材料这一章,会系统地介绍钢材的各种特性,包括受力特性、物理特性、化学特性等,这些内容要在理解的基础上去记忆,争取把每一个第一次遇到的专有名词、专业术语都弄明白。现在网络这么发达,不懂的可以直接百度,基本上都会找得到答案。

比如钢结构的连接这一章,就是两大块内容,螺栓连接和焊缝连接,这个时候就要多看示意图,把各种连接具体长什么样子先弄明白,再来想它为什么长这个样子,受力机理是什么。然后再来学习具体的计算方法。

然后就是轴心受力、受弯、偏心受力等各类构件的计算,这里面有很多公式,公式里有很多经验参数。这些公式很少有像数学、物理公式一样是特别严谨地推导出来的,学习的时候要把握一个原则: 以材料力学为基础,把握主要受力模式和原理,重在理解,不要死记硬背

这里要推荐一本十分经典的帮助理解钢结构里面各种公式的书籍【钢结构设计规范理解与应用】,它长这样。

【钢结构设计规范理解与应用】 崔佳等 编著

这本书是03版钢结构规范的主编,重庆大学资深钢结构专家崔佳教授主持编写的,虽然过去十几年了,但是这本书的经典程度,至今在钢结构领域,基本无书能出其右。该书按照规范的排版顺序,详细介绍了每一个计算公式、计算方法的来历和原理,以及各个参数的取值方法和为什么这么取的原因,常读常新,想要吃透很难。虽然现在钢结构规范出新版了,但是绝大多数计算公式以及其背后的原理,都是沿用的03版规范的模式,因此这本书的内容和国内的钢结构教材是对得上的。这本书不管是从广度还是深度来讲,都能让初学者如食美味佳肴般大快朵颐。这本书现在绝版了,在学校图书馆里可能会有,或者从市面上的一些二手书市场可能可以淘到,实在不行可以网上下载个电子版打印下来看。

结合教材、以上这本书还有【钢结构设计标准】,应该能把本科阶段的钢结构设计原理学得不错。

当然,如果以后要从事钢结构设计或者读研究生,那就还有另外一些经典书籍可以参考,这里就不啰嗦了。

再说 混凝土结构设计原理

混凝土的内容也很多很杂,有很多经验性的东西,也有很多不能准确计算但是可以通过所学的基本原理去解释的东西。混凝土基本原理这门课,光把书看一遍是肯定不行的,因为有很多内容要反复地看、消化,才能真正从血液里记住它。

先推荐几本书。

同济大学顾祥林教授的编写的【混凝土结构基本原理】以及配套的视频,视频是重点,在网上都可以找得到。顾祥林教授讲课非常不错,这一点很难得,毕竟现在很少有老师,愿意在教学上多花点功夫,真正把老师的本职工作做得好一点。顾教授做到了这一点,在自己充分掌握的基础上,向学生娓娓道来,真正有求知欲的人,听他的课,绝不会打瞌睡,甚至不会走神。

混凝土结构基本原理 顾祥林 主编

作为补充,还可以看看清华大学过镇海老师编写的【钢筋混凝土原理】,这本书的内容深一点、多一点在上面那本书里没看明白的地方或者没有的内容,在这本书里可能会找得到。

钢筋混凝土原理 过镇海编著

当然,如果还学有余力,就可以再看看钢筋混凝土领域的开山之作,由新西兰坎特伯雷大学的传奇教授R.PARK和T.PAULAY于70年代编著的【Reinforced Concrete Structures】,这本书是世界上第一本系统地介绍钢筋混凝土结构计算理论和设计方法的书,是公认的权威,配有大量的插图,包括图表和一些试验照片。

Reinforced Concrete Structures, R.park, T.Paulay

这本书有中译本,最早是由当年的重庆建筑工程学院(现并入重庆大学)的秦文钺等老一辈教授组织翻译,成为80年代国内最经典的钢筋混凝土结构教材(没有之一)。这两本书现在都很难找到纸质版了,不过在网上可以找到电子版。

钢筋混凝土结构 秦文钺等 译

外国人写教材跟国内的教材不一样。国内的教材就是默认你都懂,说得不是很透彻,读起来不是很过瘾,如隔靴搔痒。但是外国人的教材,就会默认你是一个什么都不会的小白,从头开始,一点一点地分而析之,告诉你这个概念是什么,怎么来的,为什么是这样,怎么运用它。直到今天,40多年后,我觉得国内还是没有任何一本钢筋混凝土教材,能跟Park和Paulay的经典之作相提并论,不管是从内容的详细程度还是从编写教材的用心程度而言,都不能比。当然,国内所有的钢筋混凝土教材,内容的编排,都是仿照这本开山之作来写的。

以上是普通钢筋混凝土结构,大学考试也是以普通钢筋混凝土结构为主。教材里对于预应力混凝土结构的讲述也是浅尝辄止。如果真的想学明白预应力混凝土结构是怎么一回事,那就又要翻看专门的讲述预应力混凝土结构的教材。对于现在市面上的一些预应力混凝土的教材,我觉得都是抄来抄去,没什么意思。所以我推荐下面的这本【现代预应力混凝土结构】,是建科院杜拱辰研究员编著的, 他出生于1910年代,从1954年开始就从事预应力混凝土研究工作,是一名百岁老人。这本书是我见过的初学者最好的预应力教材,深入浅出,通俗易懂。体现了老一辈科技工作者的细心、耐心、恒心,他们是真能沉得下心来,编写好一本教材。

现代预应力混凝土结构 杜拱辰 编著

说了这么多书,再说说这门课怎么学吧。大概注意以下几点吧:

  1. 对于概念这一块,比如混凝土的物理力学性能、粘结和锚固等内容,主要靠多看、多熟悉、多查阅其他资料,这些内容主要靠反复地思索与理解原理,以加深印象。
  2. 对于计算这一块,无非就是各种受力模式下的计算问题,如拉、压、弯、剪、扭、局压、冲切等,混凝土的计算公式都是以截面内力为基础,而钢结构里面的计算公式则多在应力层面进行,这是它们材料性质和研究方法不同所导致的。在学习每一个受力模式的时候,先把对应的试验彻底搞明白,再来理解计算公式的含义。混凝土姓「混」,所以计算公式很多也都是经验性的,还有的是拟合公式,没有特别严谨的推导。所以不必过分地深究。因为土木工程不是精密科学,而是很粗犷的一门学科,任何时候都要注意抓主要矛盾,忽略一些次要的东西。因为很有可能编规范的人自己都没有彻底搞清楚这些次要的东西是什么意思。

就说这么多吧。

路漫漫其修远兮,祝你早日成功兮。