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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Stein, Benjamin

出品人:

页数:1072

译者:

出版时间:1997-2

价格:1235.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471593195

丛书系列:

图书标签:

• 建筑技术
• 土木工程
• 建筑科学
• 施工技术
• 可持续建筑
• 建筑材料
• 结构工程
• 暖通空调
• 电气工程
• 建筑设计

工程力学基础与结构设计原理 本书旨在为土木工程、结构工程及相关领域的学生和专业人士提供一套全面、深入的工程力学基础理论与结构设计原理的系统性教材。 本书严格遵循力学公理，从最基本的概念出发，逐步构建起理解复杂结构行为的理论框架，并将其无缝衔接到现代结构设计规范的应用层面。全书内容组织严谨，逻辑清晰，理论推导详实，旨在培养读者扎实的理论功底和独立分析问题的能力。 第一部分：静力学基础与结构分析 本部分重点奠定分析静态结构的基础。首先从质点和刚体的概念入手，详述了力的基本性质、力的合成与分解，以及力矩的概念。平衡条件是本部分的理论核心，通过对二维和三维刚体平衡方程的深入探讨，使读者能够精确求解各种静定结构的内力。 结构静力学分析是本部分的核心内容。我们详细讲解了桁架、梁和框架的受力分析方法。针对桁架，采用结点法和截面法进行内力求解，并讨论了虚功原理在分析超静定结构中的初步应用。对于梁和框架，本书重点阐述了剪力图（V-diagram）和弯矩图（M-diagram）的绘制技巧，这是后续进行强度和稳定性校核的关键步骤。我们引入了挠度线方程的推导，并详细讲解了位移法（力法）在求解超静定梁和简单框架中的应用，通过矩阵形式的推导，为后续更复杂的结构分析方法（如刚度法）打下坚实的基础。 此外，本部分还引入了材料力学的基础概念，包括应力、应变的概念及其本构关系。对轴心受力、剪切、扭转的基本情况进行了详细的力学分析，推导了相应的强度和刚度条件。特别地，弹性力学中的胡克定律、泊松比等本构关系被引入，为理解材料在复杂应力状态下的变形特性做好了铺垫。 第二部分：材料力学进阶与强度理论 本部分深入探讨了材料在更复杂荷载作用下的响应，特别是涉及应力状态的分析。 二维应力分析是重点内容，详细介绍了应力转换的原理，推导了莫尔圆，用图形化方法直观地展示了主应力、最大剪应力及其方向的确定过程。对于三维应力状态，本书也给出了主应力方向的解析解，并讨论了应力不变量的概念。 在应变与变形分析方面，本书超越了一维的拉伸和压缩，深入分析了平面应变和平面应力下的情况，并讨论了广义胡克定律。针对梁的弯曲问题，本书详细推导了纯弯、斜弯和偏心受拉/压的应力分布公式，特别是对中性轴和形心轴的概念进行了辨析和深化。剪应力分布的分析被细致展开，包括矩形截面、T型截面和I型截面的最大剪应力计算。 失效理论的引入是本部分的一大亮点。我们系统地介绍了最大剪应力理论（Tresca准则）和最大能量变形理论（Von Mises准则），并结合实验数据，比较了这些理论在预测塑性变形和失效方面的适用性。针对组合变形，本书阐述了如何利用叠加原理，对拉压、弯曲、扭转同时作用下的结构进行整体的强度校核。 第三部分：结构稳定性分析 结构的稳定性是保障结构安全的关键因素，本部分专注于此。 欧拉公式的推导是弹性稳定性分析的起点。本书详细推导了细长压杆的临界屈曲载荷，并探讨了有效长度系数对不同约束条件的杆件的影响。我们深入分析了双曲率和高阶屈曲模态的形成机制。 针对非线性稳定性问题，本书引入了初始缺陷、残余应力对结构稳定性的影响。通过非线性平衡路径分析，讲解了导正刚度法在计算具有初弯曲杆件的承载力时的应用。对于更复杂的框架结构，本书介绍了基于能量法的稳定分析，以及有限元方法在处理屈曲问题中的基本思想。此外，本部分还讨论了大变形效应对结构刚度的影响，并介绍了工程中常用的截面突变和连接刚度对整体稳定性的修正方法。 第四部分：结构设计原理与应用 本部分将前述的力学理论与现代结构设计规范（特别是基于极限荷载设计法的理念）相结合。 材料的塑性与极限承载力是本部分的设计核心。我们分析了钢材和混凝土的本构曲线，讨论了塑性铰、塑性区和剩余强度的概念。针对梁和框架，本书运用塑性铰理论求解结构的极限抗弯承载力，并讨论了塑性铰链形成顺序对结构整体破坏模式的影响。 在疲劳与持久性设计方面，本书介绍了S-N曲线、疲劳裂纹扩展的Paris定律，以及如何根据结构的服役环境和荷载谱进行疲劳寿命评估和设计。蠕变和松弛效应在长期荷载作用下的混凝土结构中的影响也被详细分析。 结构抗震设计的基础作为现代工程的重要组成部分被引入。本书讲解了自由振动与强迫振动的概念，推导了单自由度体系的反应谱理论，并讨论了结构阻尼对响应的影响。通过对地震荷载的特性分析，为后续的抗震设计规范的应用奠定了理论基础。 附录与工具 本书包含详细的材料力学基本公式速查表、截面几何性质计算公式、常用结构简图的挠度和内力公式集，以及详细的工程实例分析。这些附录和实例旨在帮助读者快速查阅关键信息，并将理论知识应用于实际工程问题的求解中。 总结： 本书内容涵盖了从基础力学公理到复杂结构稳定性和极限承载力分析的完整体系。它不仅仅是一本工具书，更是一部强调理论深度和工程实践相结合的专业著作，适用于希望在工程结构领域建立坚实理论基础的读者。

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我对这本书的评价是，它在“历史回顾”方面做得还算可以，但在“前瞻性”上存在明显的短板。我原本以为《建筑技术》这个标题意味着它会涵盖当前正在发生的技术变革，特别是数字化和自动化在施工现场的应用。然而，书中对工业化建造，比如预制装配式建筑（PC）的介绍，显得非常肤浅。它只是简单地提到了预制构件的优点，比如质量控制相对容易，但对于如何解决现代PC结构中预埋件连接的可靠性问题、预制构件之间的接缝处理对气密性和水密性的影响，或者自动化生产线如何与定制化设计需求兼容等核心难题，都没有深入探讨。我期待看到关于机器人铺砖、自动化焊接、无人机检测等现场技术的应用案例分析，这些技术正在深刻改变工地的面貌。这本书似乎将建筑技术固化在了几十年前的“图纸和现场浇筑”的范式中，缺乏对如何通过数字化手段提升整个项目生命周期效率的洞察。读完后，我感觉这本书的历史价值大于其对未来指导的意义。

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这本《建筑技术》的书，说实话，我拿到手的时候挺期待的，毕竟现在对绿色建筑、智能家居这些技术越来越感兴趣。但是读下来，感觉它更像是一本面向初学者的入门指南，内容覆盖面挺广，但深度嘛，就差那么一点意思了。比如在介绍新型保温材料的时候，它只是泛泛地提了几种常见的，像是岩棉、玻璃棉，然后就说它们各有优缺点，但对于这些材料在不同气候带的具体应用案例、施工细节上的关键点，或者最新的纳米技术在保温材料上的突破，书里基本就一带而过了。我希望能看到更多关于材料科学在建筑领域的最新进展，比如自修复混凝土、相变储能材料这些，这些才是真正体现“技术”前沿的地方。而且，书中对BIM（建筑信息模型）的应用介绍也比较基础，停留在“这是一个很重要的工具”的层面，没有深入讲解如何利用BIM进行能源模拟、结构优化或者施工进度的动态管理。总的来说，对于一个已经有些建筑背景的人来说，这本书的信息增量不大，更像是对现有知识体系的一次温和的复习，而不是一次激动人心的技术探索之旅。如果作为大学入门教材倒是可以接受，但若是想从中汲取能立刻应用于实际工程项目中的创新点，恐怕会有些失望。

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说实话，翻开这本书的时候，我立马感受到了一种非常陈旧的气息，就像是直接把二十年前的教科书搬了过来，连排版风格都带着一股子过时的味道。我特别关注的是关于可持续性设计和法规的部分，毕竟这是当下建筑行业最核心的议题。然而，这本书里对LEED或者BREEAM等国际认证体系的介绍，简直是落伍太多了，引用了很多已经被废止或者修订了多个版本的标准条文。更让我不解的是，在谈到结构设计时，它似乎完全没有顾及到近十年材料力学和结构分析软件的飞速发展。我期待能看到更多关于高性能计算在复杂结构分析中的应用，比如非线性分析的实际操作流程，或者如何利用拓扑优化来设计更轻量化、更节能的结构构件。书里对钢结构和混凝土结构的介绍，还停留在传统的应力应变分析阶段，完全没有提到现代工程实践中常见的预应力技术在超高层建筑中的优化应用，或者新型复合材料在抗震设计中的潜力。读完后，我感觉自己像是被拉回了上个世纪末的工程现场，对当代“建筑技术”的理解几乎没有实质性的帮助，非常不推荐给追求行业前沿的同行。

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这本书的写作风格异常的学术化，充满了长句和晦涩的术语，读起来简直是一种折磨。我尝试去理解其中关于建筑物理的部分，特别是热工性能和空气动力学模拟，但作者似乎默认读者已经掌握了高等数学和流体力学的基础知识。他大篇幅地引用了大量的公式推导，却鲜有高质量的图表来直观地展示这些理论在实际建筑围护结构中的影响。比如，在讨论自然通风策略时，他花了大量篇幅推导伯努利方程在窗洞口气流组织中的应用，但对于如何根据当地风玫瑰图和室内外温度梯度，通过CFD（计算流体力学）软件来优化建筑开口布局，却只是一笔带过，甚至连软件名称都没有明确指出。这种只重理论推导而忽视工程实践工具和可视化成果的写法，使得这本书的实用价值大打折扣。对于那些希望通过阅读来提升项目决策效率的工程师来说，这本书更像是一本理论研究的专著，而不是一本可以快速上手解决实际问题的技术手册。我需要的是清晰的流程图和案例对比，而不是这些令人头晕的数学符号堆砌。

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这本书的结构安排上，我发现它存在一个显著的失衡，即对传统建筑材料和方法的篇幅远大于对新兴技术的介绍，这使得整体阅读体验有些“头重脚轻”。在关于结构材料的部分，它花费了大量的篇幅来详细描述钢筋混凝土的配合比调整、养护周期控制等细节，这些内容在任何一本基础的结构材料学教材中都能找到更详尽的论述。然而，当涉及到目前备受关注的智能材料或功能性涂层时，比如光催化自清洁外墙、电致变色玻璃在节能中的潜力时，作者仅仅是用了不足一页的篇幅进行了概念性的描述，连一个成功的商业化案例都没有提供。这种详略失当，让我很难将其视为一本与时俱进的“技术”书籍。如果这本书的目标是全面介绍建筑技术，那么对那些能够显著降低能耗、提升居住舒适度和建筑寿命的新型技术投入的笔墨应该更加厚重，而不是将大量的篇幅停留在基础的、已经被成熟掌握的传统工艺上，这对于希望了解行业未来发展方向的读者来说，是最大的遗憾。

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