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出版者:中国建筑工业出版社

作者:轻型钢结构设计手册编辑委员会

出品人:

页数:664

译者:

出版时间:2006-6

价格:76.00元

装帧:

isbn号码:9787112081455

丛书系列:

图书标签:

• 轻型钢结构
• 钢结构设计
• 建筑结构
• 结构工程
• 设计手册
• 建筑工程
• 冷弯薄壁钢结构
• 结构设计规范
• 工程技术
• 建筑材料

结构工程的深度探索与实践指南 综述：面向现代工程挑战的结构设计前沿 本书深入探讨了当代土木与结构工程领域中，那些对材料科学、力学分析以及施工工艺提出更高要求的复杂结构系统。它超越了传统结构设计手册的范畴，聚焦于那些在特定荷载条件、环境因素以及功能需求下，需要创新性思维和精细化计算的工程实例。全书以严谨的学术态度和高度的工程实用性相结合，旨在为结构工程师、结构设计人员以及相关领域的研究人员提供一套系统化、前瞻性的设计与分析工具集。 本书的撰写基于对全球工程规范的最新修订、先进的有限元分析（FEA）技术发展，以及新型高性能结构材料的性能数据进行深度整合。我们着重剖析了在非常规几何形状、高烈度地震区、极端温度变化以及海洋等特殊介质环境下，结构构件和整体体系所面临的实际问题及其解决方案。 --- 第一部分：高级结构分析方法与材料本构关系 本部分着重于理论深度和计算精度，为后续的实际结构设计奠定坚实的力学基础。 1. 非线性有限元分析的精细化应用 传统基于线弹性假设的分析方法已无法满足复杂结构如深梁、薄壳、超高层建筑在极限状态下的评估需求。本章详细阐述了如何建立和求解非线性方程组，重点讨论了： 几何非线性（大变形理论）： 针对柔性结构，如悬索结构或长跨度拱结构，如何准确捕捉应力重分布效应，包括P-Delta效应的更高阶修正。 材料非线性（塑性与损伤）： 深入研究高强钢材在屈服后的应变硬化规律，混凝土的开裂、压溃机理，以及纤维增强复合材料（FRP）的层间剪切失效模式。特别引入了内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）在模拟裂缝扩展和界面粘结性能中的应用。 接触分析（Contact Analysis）： 在复杂节点连接（如摩擦型高强度螺栓连接、浇筑与预制构件的接触面）中，如何设置合适的接触算法（如增广拉格朗日法或惩罚函数法），以避免接触刚度的不稳定性。 2. 新型与高性能结构材料的本构模型 本书将视野拓展到传统混凝土和钢材之外，探讨了现代工程中逐渐引入的新型材料的特性： 超高性能混凝土（UHPC）： 详细分析UHPC在极高抗压强度下的脆性特征，以及其对拉伸性能、抗冲击性能的提升。提供了适用于UHPC的应力-应变曲线（包括多轴受力下的水泥基体与钢纤维的协同作用）。 耐火与耐腐蚀钢材： 探讨这些特殊钢材在高温下的残余强度和刚度退化机制。针对海洋工程，分析了腐蚀对构件有效截面和疲劳寿命的累积影响，并介绍了牺牲阳极保护与涂层系统的设计寿命评估模型。 先进复合材料（Advanced Composites）： 阐述了层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）在预测复合材料板的平面内和面外响应中的应用，重点关注纤维方向、铺层角度对结构整体刚度和抗冲击性能的影响。 --- 第二部分：复杂结构体系的专项设计与控制 本部分聚焦于工程实践中遇到的特殊结构类型，要求工程师超越标准构件设计，进行整体体系的控制。 3. 长大跨度结构体系的动力学稳定性 针对大跨度屋盖、桥梁和空间桁架，动力学控制是设计的核心。 颤振与涡振控制： 详细分析了风荷载作用下结构失稳的临界速度判定。对于悬索结构和筒中筒结构，引入了空气动力学导纳函数，并探讨了如何通过设置调谐质量阻尼器（TMD）或液体粘滞阻尼器（Viscous Dampers）来有效控制结构振动幅值和自激现象。 沉降差异与温度应力分析： 在地基不均匀沉降或温度梯度（如深厚结构自重大于其热惯性）引起的结构内力重分布问题中，引入等效荷载法和刚度矩阵修正法，进行整体结构的二次分析，确保结构在非对称约束条件下的安全性。 4. 既有结构评定与加固设计 本书强调对现有基础设施的延寿和安全性提升，这需要对现有结构的实际承载力进行精确评估。 非破坏性检测（NDT）数据的集成： 阐述如何将超声波检测、地质雷达（GPR）和荷载试验获取的实际材料强度、裂缝分布和构件尺寸偏差，转化为结构模型中的真实参数，用于修正初始设计模型的保守性。 基于性能的抗震（Performance-Based Seismic Design, PBSD）加固： 区别于传统的抗力提升，PBSD要求结构在特定烈度地震下达到可接受的性能目标（如立即使用、生命安全或防止倒塌）。重点介绍： 外包碳纤维布（CFRP Wrapping）： 针对混凝土柱和梁的约束效应，详细给出粘结失效的临界应变和包裹密度计算。 增设屈服连接器： 在既有框架结构中，通过设置耗能支撑或剪力墙，将过量的地震能量转移至可修复或易损耗的连接单元。 5. 深厚基础与地下结构受力分析 针对深基坑、地下室和隧道工程，土与结构的相互作用是设计的关键。 土体弹塑性本构模型： 比较了Mohr-Coulomb模型与Hardening Soil模型在模拟土体侧压力随开挖深度的变化规律上的差异。 结构与土体的耦合分析： 介绍了Winkler地基模型的局限性，并详细阐述了如何使用分布式弹簧单元（Elastic Springs）或地基等效梁单元，将三维的土体反应映射到二维或三维结构分析模型中，精确计算地下结构板和墙体的弯矩与剪力分布。 --- 第三部分：施工控制与全寿命周期考量 结构设计的最终目标是安全、经济地建成并长期服役。本部分关注设计与建造过程的衔接。 6. 施工阶段的临时结构与荷载控制 施工过程本身引入了巨大的、不确定的荷载。 模板与支撑体系的设计校核： 针对大体积混凝土浇筑或高耸结构，需精确计算模板对新浇筑混凝土侧压力（考虑水化热对早期强度的影响）及施工车辆、堆料的活荷载作用。重点分析了支撑脚手架的整体稳定性（侧向失稳和整体倾覆）。 混凝土早期强度控制与预应力张拉时机： 详细讨论了如何利用热力学分析预测结构关键部位的早期强度发展曲线，以确定预应力钢绞线的最佳张拉时间点，避免对尚未达到设计强度的混凝土造成局部压碎。 7. 结构可靠性与不确定性分析 现代工程设计必须量化风险。 载荷与抗力分项系数的优化： 基于可靠性指标 $eta$ 的目标设定，探讨了如何根据结构的重要性和环境的复杂性，科学地选取基于统计数据的材料抗力分项系数和荷载分项系数。 结构系统的冗余度评估： 引入系统可靠度理论，评估当一个或多个关键构件失效时，结构体系的剩余承载能力。通过渐进式倒塌分析（Progressive Collapse Analysis），确定结构对局部冲击或构件移除的抵抗能力，指导关键区域的加强设计。 本书力求成为结构工程师在面对日益复杂和高标准的工程项目时，手中不可或缺的深度参考资料。

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这本书的纸张质量和装帧设计也值得一提，这虽然是次要因素，但在长期使用中会显著影响阅读体验。它采用了耐磨损的纸张，内页的印刷清晰度极高，即便是经常翻阅和在工地环境下使用，也不会轻易出现墨迹模糊或纸张破损的情况。更重要的是，全书的索引和交叉引用做得非常出色，当你查阅一个概念时，它会毫不费力地引导你找到相关的计算公式、规范条文和设计实例，形成了一个高效的知识网络。我发现自己不再需要像以前那样在几本不同的参考书和规范之间来回切换查找信息，这本书内部的关联性就足以支撑起绝大部分的设计工作。它给我的感觉是，作者不仅仅是编写了一本书，更像是精心构建了一个结构设计领域的知识数据库，而且这个数据库的入口设计得非常人性化和高效。

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说实话，我购买这本书的时候，内心是抱有一丝怀疑的，毕竟“手册”二字往往意味着内容的浅尝辄止。但实际使用下来，我的顾虑完全被打消了。这本书的深度绝对是超乎想象的。它没有停留在基本的荷载组合和截面验算层面，而是深入到了构件的稳定性、疲劳分析以及极端荷载工况下的响应预测。举个例子，它对薄壁型钢构件的局部和整体屈曲的分析，其详尽程度和计算方法的推导过程，甚至比我大学时上的专业课本还要清晰透彻。我尤其喜欢它在附录部分加入的那些经过严格验证的简化计算模型和设计表格，这些都是工程实践中节省时间、提高准确性的法宝。阅读这本书的过程，对我来说更像是一次系统性的专业知识的“再充电”。它不仅帮我解决了手头上的具体问题，更重要的是，它提升了我对轻型钢结构设计原理的整体把握能力，让我能够更自信地面对更复杂的工程挑战。

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这本书的封面设计和排版给我留下了非常深刻的印象，那种简洁而又不失专业感的风格，立刻就抓住了我的眼球。我是一个刚刚接触钢结构设计不久的工程师，手头上的资料和参考书目大多比较老旧，要么就是过于理论化，要么就是实用性不足。当我翻开这本《轻型钢结构设计手册》时，我发现它完美地平衡了这两者。它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”。手册中的图表和示例数据都非常直观，特别是关于连接节点设计的章节，那些复杂的计算过程被分解得非常清晰，配上大量的示意图，即使是初学者也能很快上手。我尤其欣赏它在材料性能和规范解读上的处理方式，将晦涩难懂的国家标准用通俗易懂的语言进行了梳理和总结，这极大地提高了我的工作效率。我感觉这本书更像是一位经验丰富的前辈在手把手地指导我，而不是一本冰冷的工具书。它的组织结构非常合理，知识点之间的逻辑递进自然流畅，查找特定信息也非常方便，这对于我们日常工作中需要快速查阅资料的情况来说，简直是太重要了。

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作为一个资深的结构设计老兵，我评判一本设计手册的标准是极其苛刻的。市面上的同类书籍，十有八九都是在重复前人的劳动，缺乏创新和与时俱进的视角。然而，这本《轻型钢结构设计手册》的出现，着实让我眼前一亮。它对新材料、新工艺的关注度非常高，特别是对一些新型连接件和节点构造的介绍，其深度和广度都超出了我的预期。我特别关注了其中关于抗震和抗风设计的部分，作者显然投入了大量的精力去研究最新颁布的相关规范，并且结合实际工程案例给出了非常具有指导意义的分析。其中关于如何进行多方案对比和经济性评估的论述，对于项目决策层来说，价值是无可估量的。这本书的语言风格沉稳而又不失活力，论证严密，逻辑缜密，充分展现了作者深厚的专业功底和丰富的工程实践经验。它不是那种让人望而生畏的学术巨著，而是一本真正能指导实践、解决实际工程难题的利器，让人读起来心悦诚服。

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我是一个偏向于施工管理和现场指导的角色，对于纯理论的深度内容往往敬而远之，但我发现这本书对我们这类人员也极为友好。它在阐述设计原理的同时，非常注重将这些原理转化为可操作的施工要求和质量控制标准。例如，在钢材采购、制作、安装和涂装等环节，手册中都有非常明确的质量验收指标和常见问题解析。这些内容不是简单的规范罗列，而是结合了大量的现场照片和案例分析，让你一看就明白“做错了会是什么样，做对了应该是什么样”。这种“设计意图”到“现场实现”之间的无缝衔接，对于减少施工误差、控制返工成本具有巨大的实际意义。这本书真正做到了连接设计与施工的桥梁作用，让不同工种的专业人员都能从中找到有价值的信息点，极大地促进了项目团队之间的沟通效率和理解深度。

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