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出版者:武汉大学出版社

作者:宋维胜

出品人:

页数:169

译者:

出版时间:2004-10

价格:17.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787307042650

丛书系列:

图书标签:

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建筑结构设计与分析：理论、方法与实践 本书导言： 在现代工程领域，建筑结构的安全性、可靠性与经济性是决定项目成败的关键因素。本书《建筑结构设计与分析：理论、方法与实践》旨在为土木工程、结构工程专业学生以及一线工程技术人员提供一本全面、深入且兼具实践指导意义的专业参考书。本书立足于结构工程学的核心原理，系统梳理了从基础理论到复杂工程应用的全过程，侧重于经典理论的透彻理解与现代设计方法的熟练掌握。 第一部分：结构力学基础与材料本构关系 本部分是理解一切结构设计的基础。我们首先回顾了经典的结构力学原理，包括静力平衡、位移兼容性、材料的本构关系等。重点讲解了杆件的拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本受力情况下的应力应变分析。 1.1 材料力学行为的精确描述： 详细阐述了钢材、混凝土、砌体等主要结构材料的力学性能曲线，包括屈服、极限强度、韧性与脆性特征。特别引入了弹塑性分析的概念，为后续的极限承载力设计打下理论基础。我们深入探讨了材料在不同荷载条件下的本构模型，例如针对混凝土的损伤塑性模型和针对钢材的弹塑性本构模型，强调了这些模型在有限元分析中的实际应用价值。 1.2 结构分析的基本方法： 本章系统介绍了位移法和力法在复杂静定和超静定结构分析中的应用。通过大量的例题，读者将能够熟练掌握矩阵刚度法，这是现代计算机辅助结构分析（如有限元分析软件）的基础。分析内容涵盖了梁、框架、桁架和拱等基本结构单元的内力与位移计算。 第二部分：荷载组合与结构抗震设计原理 任何结构的设计都必须建立在准确的荷载评估和可靠的抗风险能力之上。本部分聚焦于工程实践中最关键的两个环节：荷载的确定与结构的抗震设计。 2.1 结构荷载的分类与确定： 详细分析了恒载、活载、风荷载、雪载和温度作用等各种荷载的取值标准和作用机制。书中结合最新规范（如不同国家或地区现行的设计规范），探讨了荷载的统计学特性及其在极限状态设计中的组合原则，确保结构在各种不利工况下的安全裕度。 2.2 结构抗震设计的核心理念： 结构抗震设计不仅仅是满足强度要求，更重要的是保证在规定烈度的地震作用下，结构能够保持稳定并维持必要的后续使用功能。本章系统介绍了地震作用的机理，包括地震波的特性、场地效应的影响。深入讲解了反应谱分析法和时程分析法，并详细阐述了基于性能的设计思想，即如何通过合理的延性设计来提高结构的抗倒塌能力，而非仅仅提高刚度。 第三部分：混凝土结构设计与施工控制 钢筋混凝土结构是应用最广泛的结构形式之一。本书采用了基于极限状态设计法的理念，对钢筋混凝土结构的设计进行了详尽的阐述。 3.1 钢筋混凝土构件的强度设计： 详细分析了受弯、受压和受拉构件的正截面和斜截面承载力计算。重点解析了钢筋和混凝土的相互作用机制，特别强调了配筋率对结构延性和抗剪性能的影响。通过对大量试验数据的回顾，解释了规范中各类系数设定的科学依据。 3.2 钢筋混凝土结构的变形与稳定性控制： 除了极限承载力，长期使用阶段的正常使用极限状态（如挠度、裂缝宽度控制）至关重要。本章讲解了如何精确计算钢筋混凝土构件的开裂荷载、开裂后刚度折减，以及在长期荷载作用下的徐变对挠度的影响。 3.3 现浇与预制混凝土结构的施工构造要求： 设计的实现依赖于高质量的施工。本部分提供了大量关于配筋构造、模板支撑、混凝土浇筑与养护的技术要点，以及预制构件的连接节点设计与现场安装控制标准，确保理论设计能完美转化为工程实体。 第四部分：钢结构设计与节点详述 钢结构以其高强度、高延性和快速施工的优势，在超高层建筑、大跨度空间结构中占据主导地位。本书对钢结构的分析与设计进行了深入剖析。 4.1 钢结构构件的承载能力分析： 覆盖了钢梁的局部稳定（腹板和翼缘的屈曲）、整体稳定性（侧向扭转屈曲）以及受压柱的整体稳定性分析。详细介绍了如何利用有效长度系数来模拟不同端部约束条件下的柱子稳定性。 4.2 钢结构连接设计： 连接是钢结构的薄弱环节。本书系统区分了焊缝连接和高强度螺栓连接的受力机理，并分别给出了疲劳、抗剪、抗拉的验算方法。特别关注了复杂节点（如桁架节点、刚性框架节点）的受力分析，提供了优化节点构造以提高整体塑性耗能能力的工程实例。 4.3 钢结构的防火与防腐保护： 针对钢材的固有弱点，本书详细论述了规范要求的防火保护层厚度计算、耐火极限的确定方法，以及常用的防腐蚀涂层体系和维护周期管理。 第五部分：现代结构分析技术与应用 随着计算能力的提升，数值分析已成为结构设计不可或缺的工具。 5.1 有限元分析基础： 简要介绍了将连续体转化为离散单元的基本思想，重点解释了网格划分对分析结果的敏感性，以及如何正确施加边界条件和荷载。 5.2 结构动力学与非线性分析： 针对复杂工程，如高耸结构或遭受冲击荷载的结构，本书介绍了模态分析、瞬态动力学分析的基本步骤。同时，深入探讨了结构的几何非线性（大变形）和材料非线性（弹塑性）对承载力评估的影响，指导工程师如何合理选择分析模型以平衡精度与计算成本。 总结： 本书结构严谨，理论与实践并重，旨在培养工程师具备独立进行复杂结构设计、优化结构方案并能准确判断结构安全性能的综合能力。通过对材料行为的深入理解和对规范的精确应用，读者将能够胜任各类土木工程结构的设计与评估工作。

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