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出版者:Wiley

作者:James R. Underwood

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:2007-06-22

价格:994.00元

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471789048

丛书系列:

图书标签:

• 结构
• 科技
• xl
• architecture
• 结构设计
• 土木工程
• 建筑工程
• 结构力学
• 混凝土结构
• 钢结构
• 有限元分析
• 抗震设计
• 结构分析
• 工程结构

《结构设计》 本书旨在为土木工程、建筑工程以及相关领域的工程师、学生和从业人员提供一套全面、深入且实用的结构设计理论与实践指南。本书内容涵盖了从基础概念到高级应用的广泛主题，旨在帮助读者掌握结构设计的基本原则，理解不同结构体系的力学行为，并能够独立进行结构构件和整体结构的计算与设计。 核心内容概览： 第一部分：结构设计基础 绪论与基本概念： 详细阐述结构工程在现代社会中的重要性，介绍结构设计的目的、基本原则（如安全性、适用性、经济性、耐久性等）。深入剖析荷载的分类（恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载等）及其组合方法，这是结构设计的第一步，也是至关重要的一步。 材料力学基础： 复习并深入讲解材料力学中的关键概念，包括应力、应变、弹性模量、泊松比、屈服强度、抗拉强度、抗剪强度等。重点讨论梁、柱、板等基本构件在各种荷载作用下的内力（轴力、剪力、弯矩）和变形分析。 结构分析方法： 介绍经典结构分析方法，如虚功原理、荷载法、位移法等，并详细讲解有限元分析（FEA）的基本原理和应用，使其能够解决更复杂的结构问题。 第二部分：钢结构设计 钢材的力学性能与标准： 详细介绍各种常用钢材的性能指标、国际和国内的钢材标准，以及钢材在不同环境下的腐蚀与防护。 连接设计： 深入研究各种钢结构连接的设计方法，包括螺栓连接、焊缝连接的受力性能、构造要求和设计验算。分析不同连接形式的优缺点及其适用性。 梁、柱、桁架设计： 详细讲解钢梁（受弯、受剪）、钢柱（受压、受弯）以及钢桁架的节点设计、构件设计，包括局部稳定、整体稳定（屈曲）的验算。 钢结构整体稳定性： 重点分析钢结构整体稳定性的重要性，包括侧向扭转屈曲、整体屈曲等。介绍加固和稳定措施的设计。 钢结构应用实例： 通过具体的桥梁、高层建筑、厂房等钢结构工程案例，展示钢结构设计的实践过程，包括荷载分析、内力计算、构件选型、节点设计和构造措施。 第三部分：混凝土结构设计 混凝土与钢筋的力学性能： 详细介绍普通混凝土、高强度混凝土、纤维增强混凝土等材料的性能，以及各种钢筋（光圆钢筋、带肋钢筋）的力学性能和标准。 钢筋混凝土基本原理： 阐述钢筋混凝土受弯、受压、受剪、受扭构件的工作机理，以及混凝土与钢筋之间的粘结和协同工作。 梁、板、柱、墙设计： 详细讲解钢筋混凝土梁（单筋、双筋）、板（单向、双向）、柱（轴心受压、偏心受压）和剪力墙的设计，包括配筋计算、构造要求和抗震设计。 基础设计： 介绍不同类型的基础（独立基础、条形基础、筏板基础、桩基础）的设计原则、计算方法和构造要求。 预应力混凝土结构： 介绍预应力混凝土的基本概念、张拉方式、损失计算以及预应力构件的设计方法。 混凝土结构抗震设计： 重点阐述混凝土结构在地震作用下的行为，介绍延性设计、构件延性要求、构造措施等，确保结构在地震中的安全。 混凝土结构应用实例： 通过具体的住宅、公共建筑、桥梁等混凝土结构工程案例，展示混凝土结构设计的实践过程。 第四部分：其他结构类型与先进技术 木结构设计： 介绍木材的特性、连接方式以及木结构房屋、桥梁的设计方法。 砌体结构设计： 讲解砖、石等材料的砌体结构设计原则，包括承重墙、柱、拱等构件的设计。 组合结构设计： 探讨钢-混凝土组合结构、钢-木组合结构等混合结构体系的力学性能和设计方法。 结构监测与健康诊断： 介绍结构健康监测（SHM）技术，包括传感器技术、数据采集与分析，以及结构健康诊断的常用方法。 结构抗震减隔震技术： 深入介绍隔震支座、消能器等抗震减隔震装置的工作原理、选型和设计应用。 可持续结构设计： 讨论绿色建筑理念在结构设计中的体现，如新型环保材料的应用、结构优化以减少材料消耗等。 本书特色： 理论与实践相结合： 既有扎实的理论基础，又有贴近实际工程的计算示例和案例分析。 内容全面且深入： 涵盖了结构设计的主要方面，并对关键技术进行了深入的讲解。 图文并茂： 包含大量的图表、示意图和工程实例照片，有助于读者直观理解。 遵循最新规范： 参考了当前最新的国内外相关结构设计规范和标准，确保内容的实用性和权威性。 语言严谨清晰： 力求用简洁明了的语言阐述复杂的工程概念，便于不同背景的读者理解。 本书适合作为高等院校土木工程、建筑工程等专业的教材，也可供结构工程师、建筑师、项目管理人员等专业人士作为参考书籍。通过学习本书，读者将能够建立起系统性的结构设计思维，提高解决实际工程问题的能力，为创造安全、可靠、高效的建筑结构打下坚实的基础。

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这本书的排版和插图设计，简直是一场视觉盛宴，这对于一本技术性极强的书籍来说，实属难得。它摒弃了传统工程书籍那种枯燥、密集的公式堆砌，转而采用大量的交互式图表和流程示意图，使得复杂的计算过程像看动画片一样直观易懂。举个例子，书中关于薄壁构件屈曲模态的演示，通过三维动态图的形式展示了临界荷载下的变形模式，这比单纯看特征值分析结果要高效得多。此外，作者在内容组织上展现了极高的智慧，它似乎是按照工程师的思维逻辑来构建章节的：从材料本构关系（地基）到荷载效应（气候），再到构件响应（肌肉），最后到整体系统（骨架），逻辑链条层层递进，浑然一体。我尤其欣赏它对材料性能曲线的细致描绘，不仅仅是弹性模量和屈服强度，还包括了损伤演化和残余性能的描述，这对于我们进行结构健康监测和寿命评估提供了坚实的理论支撑。这本书让人感觉，设计不再是一门“计算的艺术”，而更像是一门“可量化的直觉”。

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这本书简直是结构工程领域的一股清流，完全颠覆了我对传统设计手册的刻板印象。作者的笔触极其细腻，对那些复杂且抽象的力学原理，比如塑性铰的形成机制、或者偏心受拉构件的应力重分布过程，都能用一种近乎诗意的语言来阐述，使得那些原本晦涩难懂的概念变得清晰可辨，仿佛一幅幅精密的工程蓝图在我脑海中徐徐展开。特别是书中对于不同材料在极端荷载作用下的非线性响应分析部分，简直是教科书级别的深度挖掘。我过去在处理高层建筑基础抗倾覆验算时总感到力不从心，总觉得书本上的简化模型与实际情况相去甚远，但这本书提供了一个基于有限元思想的、更为贴近真实的分析框架。它没有止步于简单的公式推导，而是深入探讨了荷载组合的随机性和结构响应的不确定性之间的内在联系，这对于我们这些追求安全性和经济性完美平衡的工程师来说，无疑是提供了更深层次的思考维度。阅读过程中，我频繁地停下来，反复揣摩那些图示，那些简洁的几何图形背后蕴含着深厚的物理意义，让人不得不佩服作者对结构行为的洞察力。它更像是一部高级研修教材，而非入门指南，适合那些已经掌握了基础理论，渴望在设计精度上寻求突破的专业人士。

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对于我这种有多年实践经验的老工程师来说，这本书的价值在于它对“经验”的量化和“创新”的引导。在钢结构节点设计方面，这本书的论述达到了一个惊人的细致程度。它不仅仅罗列了各种节点形式的强度计算，更关注了施工工艺对节点实际承载力的影响。例如，在焊接残余应力对疲劳寿命的影响分析中，作者引用了大量的实验数据和数值模拟结果，这远超出了规范所能覆盖的范畴。更让我印象深刻的是，书中对新型结构体系——比如张拉整体结构和空间网壳结构——的稳定性分析方法进行了梳理。这些结构形式对传统刚度概念提出了挑战，而这本书提供了一套基于几何非线性的分析工具包，能够精准预测其失稳点。读完后，我感觉自己对“安全冗余”的理解都提升了一个层次，不再是盲目地增加截面尺寸，而是通过优化受力路径和控制应力集中来实现更高效的结构设计。它成功地架起了理论研究与工程实践之间的鸿沟，充满了对未来结构设计趋势的深刻预判。

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我是一名刚毕业不久的结构新人，拿到这本书的时候，老实说，有点被它的厚度和专业性震慑住了。它不是那种能让你快速上手画图的工具书，而更像是陪伴你职业生涯成长的老友，需要你投入时间去“磨合”。最让我惊喜的是，它在结构抗震设计哲学上的探讨。很多国内教材偏重于“怎么做”——套用规范公式，而这本书则深入剖析了“为什么是这样”——背后的抗震机理和历史教训。比如，它对大震不倒、小震可修的理念进行了非常详尽的数学模型阐释，而不是仅仅停留在口号层面。书中对结构体系的延性和耗能能力的评价指标，构建了一套非常严谨的评价体系，让我第一次真正理解了“韧性”在结构安全中的核心地位。当我看到关于风荷载作用下结构动力响应的部分时，简直醍醐灌顶，作者巧妙地引入了随机振动理论，将原本混乱无序的风场数据，转化为可操作的谱分析方法，这在以往的任何一本教材中都是极其少见的详尽处理。这本书迫使你跳出“点式验算”的思维定式，用一种更宏观、更动态的视角去看待建筑物的整体安全。

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坦白说，这本书的阅读体验是极具挑战性的，因为它要求读者具备扎实的数学基础，尤其是微积分和线性代数知识。它不像市面上那些迎合大众口味的“快速入门”读物，它毫不留情地展示了结构力学的深邃和复杂性。在处理材料的本构模型时，作者大量使用了张量分析和微分几何的工具，这无疑提高了阅读门槛。然而，一旦你跨越了初期的障碍，你会发现你所获得的回报是巨大的——你开始真正理解为什么某些结构在特定情况下会以一种意想不到的方式失效。特别是关于岩土结构相互作用的部分，作者没有采用常见的简化地基模型，而是引入了弹塑性接触分析，这对于处理深基坑和隧道工程时的沉降预测具有无可替代的指导价值。这本书更像是为你打开了一扇通往结构分析前沿研究的大门，它不提供现成的答案，而是提供一套完善的、可以解决任何未来未知结构问题的分析方法论。对于那些不满足于停留在规范层面、渴望探索结构科学本源的读者而言，这本书是不可多得的宝藏。

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