具体描述
本书参照全国高等学校土木工程专业指导委员会对土木工程专业学生的基本要求和审定的教学大纲而编写。全书共分为10章，包括：绪论；重力荷载；风荷载；地震作用；侧压力；其他荷载与作用；荷载的统计分析；结构构件抗力的统计分析；结构可靠度分析与计算；概率极限状态设计法。各章除附有思考题和习题外，还附有教学提示和教学要求，便于教学使用。
本教材可作为高等学校土木工程及相关专业的教学用书，也可用做继续教育的教材或土建设计和工程技术人员的参考用书。
好的，这是一份针对您提到的书名“荷载与结构设计方法”的、不包含该书内容的、详细的图书简介。 --- 图书名称：结构动力学基础与工程应用 作者： [此处可填写虚构作者姓名，例如：张文博，李明] 出版社： [此处可填写虚构出版社名称，例如：现代工程技术出版社] 出版年份： [此处可填写虚构年份，例如：2024年] 定价： [此处可填写虚构定价，例如：128.00元] --- 结构动力学基础与工程应用：一本面向现代复杂工程挑战的综合指南 图书简介： 在当代土木、机械、航空航天等工程领域，结构所面临的环境日益复杂。传统的静力学分析已无法完全满足对地震、风振、冲击以及动态响应等非平稳荷载下结构安全性的要求。本书《结构动力学基础与工程应用》正是在此背景下应运而生，旨在为工程技术人员、研究学者以及高年级本科生和研究生提供一套全面、深入且实用的结构动力学理论体系与先进的数值分析方法。 本书的撰写遵循了“理论严谨性与工程实用性并重”的原则，系统地覆盖了结构动力学从基本概念到复杂系统分析的各个层面。全书结构清晰，逻辑递进，旨在帮助读者构建扎实的理论基础，并能熟练运用现代计算工具解决实际工程问题。 第一部分：动力学基础理论的构建（1-4章） 本部分是全书的基石，重点在于建立起读者对结构振动特性的基本理解。 第一章 结构动力学导论与自由振动分析： 本章首先界定了结构动力学的研究范畴，并阐述了结构动力学与静力学在分析思路上的核心区别。随后，深入讲解了单自由度（SDOF）系统的自由振动特性，包括周期、频率和阻尼比的物理意义。通过详细推导，读者将掌握特征方程的求解及其在确定结构固有频率和模态形状中的关键作用。 第二章 具有多自由度（MDOF）系统的振动分析： 这是从理想化模型迈向实际结构的关键一步。本章系统地介绍了基于拉格朗日方程和能量法的MDOF系统运动微分方程的建立。重点讲解了模态叠加法（Modal Superposition Method）的原理，该方法是后续进行模态分析和响应分析的理论基础。对于大型复杂结构，本章还引入了质量矩阵和刚度矩阵的系统化处理方法，为后续的有限元分析做铺垫。 第三章 阻尼理论与结构耗能机制： 阻尼是结构动力学中一个关键且复杂的因素。本章详细探讨了不同类型的阻尼模型，包括粘性阻尼、库仑阻尼（干摩擦）和材料阻尼。重点分析了瑞利阻尼（Rayleigh Damping）的建立及其在模态阻尼比确定中的应用与局限性。此外，本章还探讨了结构主动与被动控制装置（如粘滞阻尼器、屈服支撑）对系统阻尼特性的影响。 第四章 周期性激励下的强迫振动： 本章将分析结构在受外部周期性载荷作用下的响应。通过复数解法和稳态分析，详细推导了系统在谐响应下的振幅和相位关系。特别关注了共振现象的发生条件、共振区对结构设计的影响，以及如何通过结构参数设计（如改变固有频率）来避免或减弱共振破坏。 第二部分：随机振动与非平稳响应分析（5-7章） 现代工程环境（如风、海浪、地震）的激励往往是非确定的，因此本部分聚焦于随机过程理论在结构分析中的应用。 第五章 随机振动理论基础： 本章系统引入了随机过程的基本概念，包括平稳随机过程、功率谱密度函数（PSD）以及自相关函数。通过傅里叶变换和维纳-辛钦定理，建立了随机输入与结构输出响应之间的频率域关系。本章强调了如何从实测数据中获取可靠的随机激励模型。 第六章 随机振动的稳态与均方差分析： 详细讲解了结构在白噪声激励下的稳态响应分析，并推导了输出响应的方差表达式。本章通过大量实例展示了如何使用均方值（RMS）来评估结构在长期随机作用下的性能水平，这对于疲劳寿命预测至关重要。 第七章 随机地震动响应分析方法： 针对土木工程中的核心问题，本章深入探讨了反应谱法（Response Spectrum Analysis）的理论基础，包括设计反应谱的构建及其在多维地震动输入下的应用。此外，还介绍了随机过程的瞬态分析方法，用于模拟结构在非平稳地震动下的峰值响应估计。 第三部分：瞬态响应、冲击与数值计算（8-10章） 本部分侧重于瞬时或非周期性冲击荷载下的结构行为，并详细介绍现代数值计算技术。 第八章 瞬态响应与冲击分析： 本章分析了脉冲载荷（如爆炸、碰撞）对结构造成的瞬态响应。重点讲解了单位脉冲响应函数（Impulse Response Function）及其在计算任意瞬态输入响应中的应用。同时，探讨了冲击吸收和能量耗散设计在保护结构免受瞬时高载荷破坏中的作用。 第九章 时程积分法的应用与效率优化： 对于难以用解析方法处理的复杂非线性动力问题，数值积分是唯一的途径。本章详细对比了Newmark-β法、中心差分法等常用算法的稳定性和精度。特别地，本章讨论了如何优化时间步长选择、有效处理载荷突变点，以保证大规模结构动力学仿真计算的稳定性和效率。 第十章 有限元法在动力学问题中的集成： 本章将动力学理论与主流的有限元分析（FEA）软件平台相结合。讨论了如何在FEA中准确地对结构进行模态离散化、定义阻尼矩阵，并执行模态响应分析（Modal Response Analysis）和直接积分分析（Direct Integration）。本章辅以实例，展示如何通过FEA软件验证和优化结构设计的动力学性能。 结语 《结构动力学基础与工程应用》不仅是一本理论教材，更是一部面向工程实践的参考手册。全书贯穿了大量实际工程案例的分析思路，旨在培养读者对复杂动态问题进行批判性评估的能力，确保结构在各种动态荷载组合下的服役安全性和可靠性。本书的最终目标是使读者能够独立完成复杂工程结构的动力学建模、分析和设计验证工作。 --- 适用对象： 土木工程、结构工程、机械工程、航空航天工程等相关专业的高年级本科生及研究生。 从事结构设计、抗震鉴定、动力监测与控制的工程师。 结构动力学领域的科研人员。 关键词： 结构动力学、模态分析、随机振动、强迫振动、有限元、冲击响应、阻尼理论。
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