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出版者:中国水利水电出版社

作者:(美)安布罗斯,(美)韦尔贡 编著,董军,贾照远,陆伟东 译

出品人:

页数:278

译者:

出版时间:2005-10-01

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787508428291

丛书系列:简化设计丛书

图书标签:

• 结构经典书籍
• 土木
• 专业
• 结构工程
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《结构抗震设计原理与实践》 本书旨在为土木工程专业学生、结构工程师以及相关领域的研究人员提供一套全面而深入的结构抗震设计理论体系和实践指南。全书围绕“理解地震力，掌握抗震设计，确保结构安全”的核心理念展开，力求在理论深度与工程应用之间取得良好平衡。 第一部分：地震作用下的结构动力学基础 本部分首先系统回顾并深化了结构动力学的基础理论，为理解地震荷载对结构的影响奠定坚实的数理基础。 绪论： 介绍地震对建筑结构破坏的普遍性与严重性，阐述结构抗震设计的必要性与重要性，强调工程实践中安全、经济、适用是基本目标。 结构动力学基本概念： 详细阐述单自由度和多自由度系统的动力特性，包括质量、刚度、阻尼的物理意义及其对结构反应的影响。引入振动方程、固有频率、固有振型等核心概念，并通过实例说明其在结构行为分析中的作用。 自由振动与受迫振动： 深入探讨结构的自由振动特性，包括无阻尼和有阻尼自由振动。详细介绍受迫振动的概念，重点分析谐振和共振现象，并探讨其对结构安全的影响。 激励函数与响应函数： 介绍不同类型的激励函数，如简谐激励、脉冲激励、任意激励等。引入了谱分析方法，包括位移谱、速度谱和加速度谱，解释其在地震动特性描述和结构反应预测中的应用。 结构动力响应分析方法： 详细介绍两种主流的动力响应分析方法：模态叠加法和直接积分法。对两种方法的原理、适用范围、计算步骤以及优缺点进行详细比较分析。重点讲解如何利用模态分析结果，将复杂的多自由度系统问题转化为一系列单自由度系统的响应叠加。 阻尼理论： 深入探讨结构阻尼的来源与类型，包括黏滞阻尼、库仑阻尼、材料阻尼等。介绍阻尼比的概念，分析其对结构动力响应的衰减作用，并讨论在实际工程中如何估算和考虑阻尼。 第二部分：地震动特性与地震风险分析 本部分聚焦于地震动的本质，解析地震的形成机制、传播方式以及对地表的影响，并引入风险评估的理念。 地震基本知识： 概述地震的发生原理，包括板块构造理论、断层活动等。介绍地震的基本参数，如震级（里氏震级、矩震级）、烈度（麦加利烈度、MSK烈度）等，以及它们之间的关系。 地震波的传播： 阐述地震波在介质中的传播规律，介绍纵波（P波）、横波（S波）、面波（瑞利波、拉夫波）的特点和传播速度。分析地震波在不同地质条件下的传播衰减规律。 地表地震动特性： 详细分析地表地震动的时程记录，包括加速度、速度和位移的时程曲线。介绍地震动的频率特性、场地效应（土层对地震动的影响）以及卓越周期等关键参数。 场地土对地震动的影响： 深入探讨场地土的地质条件、土层厚度、剪切波速等因素如何放大或衰减地震动。介绍场地响应分析的常用方法，如一维土层反应分析。 地震风险评估： 引入概率性地震风险评估（PSHA）的概念，解释其如何结合地震危险性分析和结构易损性分析来量化结构在未来特定时期内遭受破坏的可能性。介绍地震危险性曲线的绘制与解读。 第三部分：结构抗震设计基本原则与方法 本部分是本书的核心，详细阐述结构抗震设计的指导思想、基本原则以及常用的设计方法。 抗震设计的基本原则： 详细阐述“强柱弱梁”、“延性设计”、“抗震耗能”等核心设计理念。强调在设计中应优先保证结构的整体稳定性和重要构件的承载能力，并引入“弹塑性分析”和“延性”的概念。 基于性能的抗震设计（PBD）概述： 介绍性能化设计理念，包括目标性能水平（如：正常使用、生命安全、防止倒塌）的设定，以及如何通过设计手段来满足这些性能要求。 抗震设计规范解读： 结合国内外主要的抗震设计规范（如：中国、美国、欧洲等），解读规范中关于抗震设防烈度、地震影响系数、地震作用组合等基本规定。 静力弹塑性分析（Pushover Analysis）： 详细讲解静力弹塑性分析的原理、建模方法、荷载施加方式以及结果解读。说明如何利用Pushover曲线评估结构的承载能力、延性以及潜在的破坏模式。 动力弹塑性分析（Time History Analysis）： 介绍采用地震动时程记录进行动力弹塑性分析的方法。详细阐述有限元模型的建立、材料本构模型的选取、分析过程的控制以及结果的后处理。重点讨论如何选择合适的地震动记录以及分析结果的可靠性。 结构延性设计与细化： 深入探讨混凝土结构、钢结构等不同类型结构的延性设计要点。例如，在混凝土结构中，详细介绍配箍率、箍筋间距、锚固长度等细则要求。在钢结构中，则重点讲解连接节点的延性设计。 抗震构造措施： 详细介绍各种具体的抗震构造措施，包括： 框架结构： 梁柱节点延性构造、剪力墙与框架的连接、楼层构造等。 剪力墙结构： 边缘构件设计、翼墙设计、洞口构造等。 钢筋混凝土筒体结构： 核心筒与外筒的连接、筒体内的楼板与墙体连接等。 钢结构： 梁柱连接节点、支撑连接节点、斜撑的细部构造等。 砌体结构： 配筋构造、圈梁与构造柱的作用等。 第四部分：隔震与减震技术 本部分重点介绍先进的结构减震技术，为提高结构的抗震性能提供更具创新性和高效性的解决方案。 隔震技术原理与应用： 详细介绍隔震的基本原理，即通过在结构与基础之间设置隔震装置，隔离或减小地震波向上传播。介绍不同类型的隔震装置，如橡胶隔震支座（铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座）、滑移隔震支座等，分析其工作机理、力学性能和适用范围。 隔震结构设计要点： 讲解隔震结构在整体布局、上部结构设计、隔震层设计、锚固设计以及变形协调等方面的特殊要求。 减震技术原理与应用： 介绍消能减震技术，即通过在结构中设置耗能构件，吸收和消耗地震能量，从而减小结构损伤。介绍不同类型的消能器，如黏滞阻尼器、金属屈服阻尼器、摩擦阻尼器、调谐质量阻尼器（TMD）等，分析其工作原理、性能特点和应用场景。 减震结构设计要点： 讲解减震结构在构件选型、耗能器布置、连接设计以及系统集成等方面的设计原则。 第五部分：工程实例分析与展望 本部分通过实际工程案例，印证书中所述的理论与方法，并对未来发展趋势进行展望。 经典工程案例分析： 选择国内外一些著名的抗震工程案例，如高层建筑、桥梁、重要公共建筑等，对其抗震设计方案、关键技术、实际表现进行详细分析。通过案例学习，加深读者对理论知识的理解和工程实践的认知。 结构健康监测与震后评估： 介绍结构健康监测技术在结构使用过程中的作用，以及在地震发生后如何对结构进行损伤评估和性能评估。 未来发展趋势： 展望结构抗震设计领域的未来发展方向，包括智能化设计、新材料应用、多灾种耦合作用研究、以及更高级别的性能化设计方法等。 本书内容结构清晰，语言严谨，配有大量的图示、表格和计算实例，旨在为读者构建一个完整、系统的结构抗震设计知识体系，提升工程实践能力，为保障人民生命财产安全做出贡献。

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作为一名对结构动力学有一定基础但又希望拓宽视野的结构专业学生，我发现这本书的价值远超“简化设计”这个标题所暗示的范畴。它成功地架设了一座理论与工程实践之间的桥梁。我尤其欣赏作者在介绍抗震设计时，对不同抗震等级下设计思想演变脉络的梳理。书中对“强柱弱梁”和“连梁耗能”等核心概念的阐述，不仅解释了“是什么”，更深入探讨了“为什么”要这样做，从而帮助读者建立起更深层次的结构抗力机制认知。此外，它对高烈度区和一般抗震区在设计参数选择上的细微差异的对比分析，处理得非常到位，避免了读者产生“一刀切”的误解。虽然是简化设计，但对于地震作用下的“位移控制”与“强度控制”的权衡，作者给出的判断标准清晰明确，这对于培养结构工程师的综合判断力至关重要。这本书让我认识到，简化不是粗糙，而是一种更高层次的智慧提炼。

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这本《建筑物在风及地震作用下的简化设计》的出现，简直是结构工程师和建筑设计专业学生的一大福音。我一直觉得，很多经典教材动辄数百页，公式推导冗长复杂，对于需要在实际工程中快速建立概念、把握核心设计思路的我们来说，效率实在不高。这本书恰恰填补了这个空白。它没有沉溺于过于底层的理论物理推导，而是直奔主题，将风荷载和地震作用这两个最关键的动力荷载，用一种极其清晰、高度概括的方式呈现出来。尤其赞赏的是它对“简化”二字的精准把握，它不是简单地忽略细节，而是提炼出了最核心的参数和设计准则，比如如何根据场地类别快速确定反应谱参数，如何使用等效静力方法处理动力作用的简化步骤。我特别关注了其中关于结构规则性对地震反应影响的章节，作者用直观的图表和简洁的文字，解释了高宽比、平面布置不规则性如何显著影响结构的整体表现，这比我以往阅读的任何一本教材都来得透彻和实用。对于初入职场的工程师而言，这本书提供了一个极佳的“快速上手”工具包，让你在项目初期就能迅速建立起对动力设计复杂性的初步认知框架，避免了陷入不必要的细节泥潭，真正做到了学以致用。

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我是一个偏爱实务操作和案例分析的结构设计师，对那些纯粹的理论书籍常常望而却步。然而，翻阅这本《建筑物在风及地震作用下的简化设计》时，我感到了一种久违的亲切感。它似乎不是在向我灌输知识，而是在与我进行一次深入的、关于工程实践的对话。最让我印象深刻的是，它在处理风致振动和扭转效应时，并未直接给出复杂的数值分析流程，而是巧妙地引入了一些经验性的系数和基于规范的快速评估方法。例如，关于风洞试验替代方案的介绍，非常务实，直接指出了在哪些等级的建筑中，采用何种简化模型是安全且经济的。这种“聪明的设计”思路，远比死记硬背规范条文要高明得多。书中对于如何根据结构刚度、质量分布来预估结构的自振周期这一点，给出了非常实用的速算技巧，这在初步方案设计阶段，可以迅速判断结构是否可能出现苛刻的共振风险。它不是一本百科全书，而更像是一位经验丰富的大师在你耳边轻声指导，告诉你“在当下这个阶段，你需要重点关注的到底是什么”。

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我购买这本书的初衷是想找到一本能有效梳理和总结国内外规范在风和地震荷载处理上的差异点，这本书在这方面表现得相当出色，但远不止于此。它真正让我收获的是对“冗余度与可靠性”的哲学思考。在谈到地震设计中的“多道防线”概念时，作者没有停留在规范条文的罗列上，而是深入探讨了在简化模型下，我们如何通过冗余设计保证结构在超越设计基准事件时的残余承载能力。书中对结构延性的重要性，特别是对材料本构关系在非线性阶段的简化处理，给出了非常务实的建议，指导读者在追求经济性的同时，绝不能牺牲结构的最基本安全裕度。这种从宏观设计哲学到微观计算细节的无缝切换，使得这本书的价值超越了一本单纯的设计参考手册，更像是一本指导工程师职业思维养成的启蒙读物。

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这本书的排版和图示质量令人称赞，这对于一本涉及复杂力学概念的书来说是至关重要的体验要素。我发现，即便是对风荷载作用下结构受力的模糊分析，作者也通过一系列精心绘制的剖面图和受力示意图，使得原本抽象的空气动力学效应变得触手可及。特别是关于柔性结构（比如高层建筑或轻钢结构）在阵风作用下的动态响应模拟，书中提供了一些基于等效集中质量模型的概念图，这比单纯的数学公式更容易让人理解其物理意义。我曾花了不少时间研究其中关于风压分布在复杂立面上的折减系数表，这个表格的实用性极强，可以直接引用到初步的荷载计算中去，大大缩短了前期计算的摸索时间。总而言之，这本书的视觉传达能力非常强，它有效地降低了动力学分析的“心理门槛”，让原本令人生畏的课题变得平易近人。

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