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《建筑结构力学基础与工程抗震设计》 内容简介 本书系统深入地探讨了土木工程领域的核心基础理论——建筑结构力学，并在此基础上，详细阐述了现代工程抗震设计的原理、方法与实践。全书内容涵盖理论分析、计算模型建立、荷载效应评估以及抗震性能化设计等多个层面，旨在为结构工程师、岩土工程师以及相关专业的研究人员提供一套全面、严谨且具有实际指导意义的知识体系。 第一部分：结构力学基本原理与分析 本部分首先回顾并深化了材料力学的基础知识，重点讲解了应力、应变分析在复杂构件中的应用。随后，引入结构力学的基本概念，包括静力平衡条件、约束与位移、内力与外力之间的关系。 1. 结构体系与分析模型： 详细介绍了梁、框架、拱、桁架等基本结构形式的受力特点。重点阐述了如何将复杂的实际结构简化为适用的计算模型，包括对理想化假设的讨论及其对计算结果精度的影响。 2. 结构内力计算方法： 深入讲解了经典的结构分析方法。首先，详细介绍了求解静定结构和一次超静定结构的方法，如虚功原理（单位力法）、力法、位移法（变形协调法）。对于复杂结构，着重剖析了矩阵分析法（刚度法和柔度法）的原理与应用，展示如何运用计算机软件进行大规模结构的求解。 3. 荷载与效应分析： 全面梳理了作用于建筑结构上的各类荷载，包括恒载、活载、风荷载、雪载的确定及其组合。特别关注了结构在非均匀荷载作用下的内力重分布规律。本章还涵盖了二阶效应分析（P-Δ效应），这是保证结构稳定性的关键环节。 4. 稳定性理论： 结构稳定性是安全性的重要保证。本书系统介绍了欧拉临界荷载理论，并将其推广到实际工程中的压杆和框架柱的失稳分析。讨论了侧向支撑、截面形状对临界荷载的影响，并结合规范要求，讲解了如何进行稳定性验算。 第二部分：结构抗震设计理论与方法 第二部分聚焦于工程抗震，这是当代土木工程面临的最严峻挑战之一。内容紧密结合现行国家和国际抗震设计规范，强调从理论到实践的转化。 1. 地震工程基础： 深入解析了地震波的特性、场地条件对地震动放大的影响，以及土壤与结构体系的相互作用（SSI）。介绍了地震动参数（如峰值加速度、反应谱）的确定方法，并解释了结构反应谱理论的物理意义。 2. 结构抗震动力学： 这是理解结构抗震行为的核心。详细推导了单自由度体系的自由振动与强迫振动微分方程，并介绍了Newmark法等数值积分方法。针对多自由度体系，重点讲解了模态分析（特征值问题求解），并阐述了模态叠加法在反应谱分析中的应用原理。 3. 传统抗震设计方法——反应谱法： 详细介绍了基于力的反应谱法的设计步骤，包括周期确定、阻尼比选取、楼层剪力计算、扭转效应处理。强调了规范中关于水平地震作用的配置要求，以及抗剪跨比和楼层抗震强度承载力的校核。 4. 性能化抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）： 鉴于传统设计方法的局限性，本书花费大量篇幅介绍前沿的性能化设计理念。讲解了如何根据不同设防目标（如正常使用、大震不倒）选择相应的性能指标（如位移、应变）。详细介绍了非线性动力分析（Time-History Analysis）的实施步骤，包括如何选择和输入合适的地震波记录，如何使用基于性能的推覆分析（Pushover Analysis）来评估结构的延性储备和承载潜力。 第三部分：抗震构造措施与关键节点设计 理论的最终目的是指导安全可靠的工程实践。本部分侧重于抗震构造细节与材料行为。 1. 钢筋混凝土结构抗震构造： 详细阐述了混凝土梁柱节点、剪力墙连接区等关键受力部位的配筋构造要求。重点讲解了“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的构造原则，以及如何通过密集的箍筋配置来保证混凝土的塑性铰区在极端荷载下仍能维持足够的延性。 2. 砌体与轻钢结构抗震： 针对不同结构体系，提出了相应的抗震构造措施。对于砖石结构，强调圈梁、构造柱的作用；对于轻钢结构，则侧重于连接节点的可靠性设计，如螺栓连接的抗剪与抗拉能力校核。 3. 减隔震与耗能技术： 介绍了主动与被动控制技术。详细分析了隔震支座（如铅芯橡胶支座、叠层橡胶支座）的工作机理及其在结构体系中的布置原则。阐述了粘滞阻尼器、屈服型耗能支撑等新型耗能装置的设计原理、安装位置优化与耗能效果评估。 附录： 包含常用结构荷载规范摘录、结构动力学理论的数学推导，以及结构分析软件（如SAP2000, ETABS）在抗震分析中的常用操作流程指南。 本书理论深度与工程实用性兼备，是高校结构工程专业高年级本科生、研究生以及从事结构设计、抗震评估工作的工程师不可或缺的参考书。
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