高等钢结构分析与设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:舒兴平

出品人:

页数:331

译者:

出版时间:2006-4

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030165992

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 钢结构
• 结构分析
• 结构设计
• 高等教育
• 工程结构
• 建筑工程
• 力学
• 有限元
• 结构优化
• 抗震设计

《土木工程结构设计原理》 导论：结构设计的基石 本书旨在为土木工程专业的学生和从业人员提供一个全面、深入的结构设计基础理论框架。我们深知，现代土木工程的进步离不开对结构行为的深刻理解和精确的计算方法。因此，本书的编写严格遵循从基本力学原理到复杂结构系统分析与设计的递进逻辑，力求构建一个扎实且具有前瞻性的知识体系。 第一章首先回顾了材料力学和理论力学的核心概念，强调了应力、应变、变形以及材料本构关系在结构分析中的基础地位。我们详细阐述了线弹性理论的适用范围与局限性，并引入了结构可靠性与安全性评估的初步概念，为后续章节的复杂分析奠定理论基础。 第一部分：结构分析的基本方法 结构分析是设计的前提。本部分集中讨论了各种经典的结构分析技术。 第二章深入探讨了结构体系的分类与自由度概念。从最简单的梁、桁架，到框架、拱和薄壳等复杂结构，我们系统地分析了不同体系的几何组成特性和内力传递机制。重点解析了静定与超静定结构的概念区分，并详细介绍了位移法（力法）和力的变形法（挠度法的扩展应用）在求解超静定结构内力与位移中的操作流程与理论依据。 第三章聚焦于矩阵结构分析。这是现代工程结构分析的核心工具。我们首先介绍了结构离散化的基本思想，将连续体转化为有限单元体系。随后，详细推导了单元刚度矩阵的形成过程，包括杆单元、梁单元的刚度表达。在此基础上，系统地构建了整体结构刚度方程 $[mathbf{K}]{mathbf{d}} = {mathbf{F}}$，并阐述了如何通过边界条件求解结构响应。本章通过大量的实例演示了有限元软件背后的基本计算逻辑，强调了对结果的工程判断能力，而非仅仅是数值的输出。 第四章专门讨论了动力学分析基础。对于抗震设计和抗风设计而言，结构的动力响应至关重要。本章从自由振动理论出发，推导了单自由度体系的运动方程，并引入了质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵的概念。随后扩展至多自由度体系的特征值问题求解，计算结构的自振频率和振型。阻尼效应的引入和简谐荷载下的受迫振动分析也被详尽阐述，为后续的抗震设计理论打下坚实的动力学基础。 第二部分：设计理论与规范化应用 结构设计的核心在于满足强度、刚度、稳定性和耐久性的要求，同时兼顾经济性。本部分将理论分析与工程实践紧密结合。 第五章详细阐述了材料的本构关系与强度理论。除了一般的线弹性材料外，我们引入了塑性理论的初步概念，讨论了屈服准则（如冯·米塞斯准则、特雷斯卡准则）在判断多向应力状态下的适用性。同时，重点讨论了材料的疲劳、蠕变以及环境对材料性能的影响。 第六章聚焦于稳定性理论。这对于高耸、细长构件的设计至关重要。本章首先从欧拉公式入手，系统分析了轴心受压构件的失稳问题，引入了临界荷载的概念。随后扩展至考虑初始缺陷和偏心的实际受压构件，深入剖析了弯矩作用下构件的整体稳定性和局部失稳问题，并与现行设计规范中的稳定性系数的确定方法进行了对照分析。 第七章是结构设计方法论。本书着重介绍并对比了传统的许用应力法（ASD）与现代的荷载和抗力分项系数设计法（LRFD/LSD）。详细讲解了概率论在结构可靠性分析中的应用，包括荷载效应和抗力效应的随机性描述。通过分项系数的选取，阐明了如何通过概率保证水平来控制结构的失效风险。 第三部分：典型结构的分析与设计 基于前述理论，本部分将重点放在实际工程中常见且关键的结构构件上。 第八章着眼于梁和板结构的内力计算与配筋设计。虽然不涉及具体材料的详细设计，但本章深入探讨了剪力、弯矩、扭转在构件中的分布规律。对于复杂荷载组合下的内力组合，以及如何利用截面理论（如弹性法和塑性铰法）进行承载力校核，进行了详尽的阐述。 第九章处理了复杂受力构件的分析。例如，受弯、受拉、受压构件在组合作用下的相互影响。重点分析了墙板结构（如剪力墙、地下室墙体）在平面外受力的计算方法，以及它们在抗侧力体系中所扮演的角色。 第十章概述了结构体系的整体协同工作。本章讨论了不同结构单元（如梁、柱、基础）之间的连接节点如何影响整体结构的刚度和承载力。我们通过结构拓扑学的角度，分析了结构体系的冗余度和抗毁性，强调了在整体分析中忽视节点影响可能带来的严重后果。 结语 《土木工程结构设计原理》力求成为一座桥梁，连接基础理论与工程实践。全书内容严谨，逻辑清晰，旨在培养读者独立分析复杂结构问题、理解设计规范背后的科学原理的能力，为未来从事高层建筑、大跨度结构以及复杂基础设施的设计与研究打下坚实的基础。书中大量采用数学模型和工程实例相结合的方式，确保读者不仅掌握“如何计算”，更能理解“为何如此计算”。

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