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出版者:(知识产权)专利文献出版社

作者:宫周鼎

出品人:

页数:226

译者:

出版时间:2001-12

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787800116230

丛书系列:

图书标签:

• 建筑
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建筑结构力学基础与应用 内容概要： 本书深入探讨了建筑结构力学的基本原理、分析方法及其在工程实践中的广泛应用。全书以严谨的理论推导为基础，结合大量的工程实例和详尽的图解，旨在为结构工程师、建筑师以及相关专业的学生提供一本全面、深入且实用的参考教材。 第一章 绪论：结构力学的核心地位与发展脉络 本章首先界定了结构力学的基本研究对象和核心任务，即研究结构在外部荷载作用下的内力、位移和稳定性问题。详细阐述了结构力学在现代土木工程、建筑设计乃至新兴工程领域中的不可替代性。回顾了结构力学从弹性力学向矩阵结构分析发展的历史沿革，强调了理论模型构建的重要性。讨论了结构分析中理想化假设的合理性与局限性，为后续章节的学习奠定理论基础。内容涵盖了结构的基本概念，如结构、构件、节点、支座的定义，以及荷载的分类（静力荷载、动荷载、环境荷载）。 第二章 静力学平衡原理与结构内力分析 本章是结构分析的基石。首先复习了刚体平衡的六个平衡方程，并将其推广应用于平面与空间结构体系。重点讲解了结构自由体图的绘制方法，这是准确计算结构反力和内力的前提。系统地介绍了梁、刚架、桁架等典型结构构件的轴力、剪力和弯矩的计算方法。通过大量的例题演示，详细剖析了集中荷载、均布荷载、移动荷载作用下内力图（N-图、Q-图、M-图）的作图规律，包括积分法和荷载法。特别强调了超静定结构的基本概念和判断方法，引入了静定结构与超静定结构的内在区别。 第三章 结构的几何特性与材料本构关系 结构几何特性的章节关注于构件抵抗变形的能力。详细阐述了梁截面的几何性质，如面积、形心、惯性矩、面积矩以及截面模量等概念的计算和物理意义。深入讲解了梁的抗扭截面特性——扭矩惯性矩和圣维南纳扭转理论的初步应用。在材料本构关系方面，本章集中于线弹性阶段的分析。系统介绍了胡克定律，并阐述了杨氏模量、泊松比以及剪切模量之间的关系。讨论了材料的应力-应变关系曲线，特别是屈服点、极限强度和韧性/脆性行为的差异。此外，还引入了温度应力与支撑变形对结构内力的影响分析。 第四章 结构变形分析与位移计算 位移是衡量结构工作性能的关键指标。本章主要围绕结构变形的计算展开，核心内容包括： 1. 虚功原理与单位力法： 详细推导了虚功原理（或称单位力法）的基本公式，并将其应用于求解静定梁、桁架的位移与转角。重点解析了虚位移的选取原则和单位力的施加方式。 2. 挠度方程与积分法： 基于弹性线方程（欧拉-伯努利梁方程），运用直接积分法和参数法求解梁的挠度和转角，特别处理了分段荷载和复杂边界条件的情况。 3. 材料力与虚应变法： 简要介绍了利用能量原理（如卡氏定理）计算复杂结构位移的方法。 本章的目的是使读者能够精确计算结构在各种荷载作用下的线位移和角位移，为整体结构的稳定性与适用性校核打下基础。 第五章 超静定结构的力法分析 超静定结构因其多余约束的存在，需要运用变形协调条件来求解。本章系统地介绍了经典力法（位移法的前身）： 1. 基本概念与冗余度： 明确超静定结构的基本周期（一次、二次等）的概念，以及力法的基本思想——通过求解一次结构（由基本周期决定）的位移来满足变形协调条件。 2. 力的求解： 详细讲解了单位荷载法、荷载效应组合法在求解一次结构反力（多余未知数）中的应用。 3. 位移方程的建立： 重点阐述了超静定结构中力法的基本方程（挠度方程）的构建，包括刚度系数的计算。 4. 温度与支撑变形的处理： 展示了如何在力法方程中引入由于温度变化或支座沉降引起的初始内力或位移项。 通过本章学习，读者将掌握分析复杂静定框架结构的基本工具。 第六章 结构位移法（经典位移法） 位移法是现代结构分析中最常用的方法之一，其核心在于将节点位移作为基本未知量。 1. 基本原理与节点平衡方程： 明确位移法的基本假设，即仅在节点处施加位移，杆端力由节点位移决定。推导了节点平衡方程（或称刚度方程）的建立过程。 2. 刚度矩阵的形成： 深入讲解如何利用“单位位移法”计算单个杆件的端部力（刚度系数），并进一步组合成整体结构的全局刚度矩阵。 3. 力的计算与荷载效应： 在求解出节点位移后，如何利用已求得的位移反算杆件的内力（端部力）。 4. 超静定结构的解算： 详细演示如何处理位移法中的外荷载向量的确定，包括直接荷载和固定端力矩的计算。 第七章 桁架与框架的矩阵分析基础 本章将结构分析提升到矩阵代数的层面，为后续的有限元方法打下铺垫。 1. 杆件的坐标变换： 讲解如何将局部坐标系下的杆件刚度矩阵转换到整体坐标系下的刚度矩阵，特别是旋转矩阵的运用。 2. 整体刚度方程的组装： 阐述了“直接刚度法”的组装流程，即通过“叠加法”快速高效地形成超静定结构的整体刚度矩阵 $[K]$、位移向量 ${D}$ 和荷载向量 ${F}$。 3. 方程的求解与后处理： 讨论了如何施加位移边界条件，并利用矩阵求逆或解方程组求解节点位移 ${D}$。最后，展示了如何通过位移向量反演出杆件的最终内力。 第八章 结构稳定性分析：欧拉公式与临界荷载 稳定性是结构安全性的重要体现。本章聚焦于轴心受压构件的失稳问题。 1. 失稳的类型与概念： 区分屈曲失稳与构件强度破坏，介绍临界荷载的概念。 2. 欧拉公式的推导与应用： 详细推导了理想细长柱在不同端部约束条件下的欧拉临界屈曲荷载公式。引入了影响线段长度的概念。 3. 修正与工程应用： 讨论了长细比、截面惯性矩在稳定性中的作用，并引入了非理想情况（如初始缺陷、偏心荷载）对临界荷载的影响。 第九章 基础设计与地基反应 本章将结构分析的成果延伸至与地基的相互作用。 1. 地基的简化模型： 介绍线弹性地基模型（Winkler地基模型），解释地基刚度系数 $k_0$ 的物理意义。 2. 梁式基础的分析： 运用地基反力，分析在均布和集中荷载作用下，地基上梁的弯矩和剪力分布。 3. 弹性基础上的梁柱： 分析桩基础和筏板基础简化的弹性基础梁模型，重点关注基础与上部结构之间的相互影响。 附录 常用结构材料的力学性能指标表。 常见结构单元的刚度矩阵公式汇总。 结构位移法与力法的计算步骤流程图。

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我必须承认，这本书的排版和视觉设计非常吸引人，大量使用了抽象的几何图形和未来感的色彩搭配，营造出一种高科技的氛围。然而，内容本身却像是一份缺乏实质内容的市场宣传册。它不断地强调“颠覆性”、“革命性”的智能建筑将如何改变生活，却在最关键的“如何实现”上含糊其辞。例如，在描述“自适应立面系统”时，文字描述得天花乱坠，声称可以根据日照角度和室内温度自动调整遮阳角度，但对于驱动机构的选用标准、与中央控制系统的通讯链路延迟要求，以及最容易发生故障的机械耦合点的维护周期，只字未提。这种“重概念、轻细节”的写作手法，使得阅读过程变成了一场持续的失望。它很擅长描绘蓝图，却完全回避了施工过程中必然会遇到的材料兼容性冲突、预算超支压力以及多工种之间的协调难题。读完后，我依然不知道如何在一个真实的、受预算约束的项目中，挑选出最优的智能控制策略。

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翻开这本书，一股浓厚的历史回顾气息扑面而来，它似乎更热衷于追溯建筑智能化从上世纪七八十年代萌芽至今的演变历程，像一部详尽的行业编年史。开篇就用了大量的篇幅去梳理早期楼宇管理系统（BMS）的几次重大迭代，以及那些奠基性的行业巨头是如何确立各自的技术壁垒的。这种叙述方式对于想了解行业背景的初学者来说或许有帮助，但对于像我这样，已经从事这个领域多年，更关注前沿技术和新兴标准（比如Matter协议的实际部署案例）的读者来说，则显得有些冗长和脱节。书中对最新的云计算、边缘计算在建筑数据处理中的应用分析略显薄弱，更多是引用了十年前的数据和案例来佐证某个观点，仿佛时间轴被定格在了某个特定的历史节点。我特别留意了关于网络安全和数据隐私的章节，但发现内容也多是基于传统IT架构的防御思路，对于分布式、异构设备大规模接入带来的新型威胁讨论得不够深入和前瞻，读完后感觉知识储备像是停在了上一个技术周期的交替点上。

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这本书的语言风格极其口语化，像是一位经验丰富的老师在和一个刚入行的新手闲聊，充满了大量的个人轶事和行业内的“小道消息”。这种轻松的基调，在讨论一些严肃的行业标准和规范时，显得有些格格不入。作者似乎更热衷于分享自己过去参与过的大项目中的精彩“幕后故事”——比如某次关键会议的谈判细节，或者某个供应商的交货延误如何被巧妙化解。虽然这些故事丰富了阅读的趣味性，但它们极大地稀释了本应在“设计与建设”主题下出现的、关于标准化的内容。我希望看到的是对ISO 16484或BACnet/IP标准的最新修订点的解读，或者对不同厂商产品在实际工况下的互操作性测试报告，但这些严谨的技术信息被淹没在了大量的主观叙述中。读完这本书，我或许能更好地理解这个行业里某些人是如何思考和运作的，但我对于如何“规范地”和“高效地”设计和建造下一代智能建筑，却依然感到茫然无措，因为缺少了那种不容置疑的、基于事实的指导。

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这本书的阅读体验非常“学术化”，充满了复杂的数学推导和抽象的系统论证，让人感觉这不是一本“设计与建设”的指南，而更像是一本高级控制理论的教材。作者似乎对任何实际工程中的“模糊性”都感到不适，力图将所有建筑决策都转化为可量化的优化问题。我尝试寻找一些关于不同材料热工性能对传感器读数影响的实证分析，或者不同区域负载预测模型的对比测试结果，但几乎找不到任何可以直接展示的实验数据或图表。取而代之的是大量的拉格朗日乘子法和动态规划的公式应用，这些理论知识固然严谨，但在实际的施工图深化或者设备选型阶段，其指导意义微乎其微。当我合上书本时，脑海中留下的是一片密集的符号和变量，而不是清晰的系统架构图或清晰的决策流程。这对于需要快速解决现场集成问题、进行跨专业沟通的设计师来说，无疑是一本难以“落地”的参考书。

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这本书的侧重点似乎完全不在于技术规范或具体施工细节，读起来更像是一本关于未来城市愿景的哲学探讨。作者花费了大量篇幅去描绘一个“万物互联、自我调节”的智能生态系统，从宏观的城市规划层面入手，探讨了能源流动、数据中枢的布局，以及人与环境之间如何达成一种近乎共生的关系。我期待看到的是关于BIM应用的高级技巧，或者至少是对不同楼宇自动化协议的深入比较，但内容更多是停留在概念性的“智慧灯塔”和“感知神经元”这些比喻上。阅读过程中，我感觉自己像是在听一场高屋建瓴的TED演讲，充满了对美好未来的憧憬，却鲜有可以立即应用到手头项目中的可操作性指导。比如，在谈到能源优化时，书中没有深入分析现有建筑改造的成本效益模型，或者具体哪种传感器阵列在特定气候带下的性能衰减率。这让我有些困惑，这本书更像是面向城市规划者或风险投资人的愿景书，而不是给建筑工程师的实用手册。它成功地激发了对“为什么要做智能建筑”的思考，但对于“如何高效地做到”却避而不谈，留下了巨大的知识空白。

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