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页数:195

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出版时间:2010-1

价格:25.00元

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isbn号码:9787112111824

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• PKPM
• 建筑结构
• CAD
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• 建筑
• 结构设计
• 计算机辅助设计

《结构设计核心原理与应用：从理论到实践的全面解析》 内容提要 本书旨在为土木工程、结构工程专业学生及一线工程师提供一套系统、深入且极具实践指导意义的结构设计理论与应用教程。不同于侧重于特定软件操作的手册，本书聚焦于结构力学、材料性能、荷载分析、抗震设计以及规范理解等结构工程的基石。它不教授任何特定的CAD软件操作，而是致力于夯实读者对结构设计本质的理解，确保无论技术如何迭代，工程师都能独立、科学地完成复杂结构的分析与设计。 本书共分六大部分，内容详实，涵盖了从基础概念到高级设计的完整知识体系。 --- 第一部分：结构设计基础理论的再审视 (约 300 字) 本部分着重于回顾和深化读者对结构工程核心理论的理解，为后续的复杂设计打下坚实基础。 1.1 材料行为的本构关系与应力-应变分析： 深入探讨钢材、混凝土在不同应力状态下的本构模型，包括弹性阶段、塑性铰的形成、以及纤维单元法的应用。重点分析温度变化、收缩徐变对长期性能的影响机制。 1.2 结构动力学基础与振型分析： 详细阐述单自由度与多自由度体系的自由振动与强迫振动响应。引入模态分析的概念，计算结构的固有频率和振型，这是进行抗震设计的前提。 1.3 结构稳定性的深入探讨： 超越欧拉公式，探讨复杂截面、带侧向约束结构的屈曲行为。讨论二级效应（P-Δ效应）的量化分析方法及其在超高层结构中的控制指标。 1.4 极限荷载理论与可靠度分析： 介绍极限状态设计法（LSD）的哲学基础，区分使用极限荷载与服务状态极限的概念。引入可靠度指标$eta$和分项系数的选择依据，培养概率思维下的安全观。 --- 第二部分：荷载的精确评估与组合 (约 250 字) 结构设计的准确性严重依赖于对作用在结构上的各种荷载的准确评估。本部分详细解析了各类荷载的确定方法与组合原则。 2.1 恒载与活载的统计确定： 分析不同建筑类型（办公、住宅、厂房）的均布活荷载取值依据，以及楼板恒载传递系数的推导过程。 2.2 风荷载与地震荷载的区域特性分析： 讲解风压计算中的阵风效应、高度变化系数和地形修正。重点阐述地震动参数（特征周期$T_g$、特征加速度峰值）的选择对结构反应谱的影响，而非简单套用反应谱曲线。 2.3 荷载的动力作用与时程分析： 探讨瞬态荷载（如爆炸、冲击）对结构的影响特征。引入反应谱法与时程分析法的适用性对比，并教授如何根据结构特性选择合适的分析方法。 2.4 荷载组合与工况生成： 依据现行设计规范，详细列举各种极限状态下的荷载分项系数和组合系数，强调罕遇、偶遇、经常、准永久作用的组合逻辑，确保设计包络所有不利情况。 --- 第三部分：梁、板、框架结构的内力分析与配筋设计 (约 350 字) 本部分回归到最基本的结构单元，深入解析其内力分析方法和钢筋混凝土配筋的构造要求与计算细节。 3.1 连续梁与板的弹性/塑性分析： 讲解卡氏力矩法、力矩分配法等经典解析法，理解这些方法背后的平衡条件。对于大跨度结构，探讨预应力技术对挠度控制的作用机理。 3.2 剪力与扭转的协同破坏： 侧重于剪力墙边缘构件（Dimension Elements）的设计配筋率、箍筋间距的确定原则，而非仅仅是公式代入。分析剪跨比对受剪破坏模式的影响。 3.3 框架节点域的受力分析： 详细剖析节点域受拉、受压、受剪的相互作用。讲解核心区与翼缘区的配筋差异，确保节点在框架整体屈服时仍能保持足够的延性。 3.4 楼板的应力场分析与配筋优化： 讨论十字交叉板、双向板的应力流向。介绍平板支承体系与梁板体系的经济性对比，以及后张法预应力楼板在长期荷载下的应力松弛控制。 --- 第四部分：抗震设计与结构延性的实现 (约 350 字) 抗震设计是现代结构工程的核心挑战。本部分专注于如何通过设计手段确保结构在强震下“大震不倒，小震可修”。 4.1 性能化抗震设计理念： 从传统的“抗力设计”转向“性能目标”的设计思路。明确要求结构在不同烈度地震下的承载、屈服、耗能目标。 4.2 结构体系的抗震选择与布置： 对比剪力墙、框架、筒体、巨型框架等抗震体系的优缺点，重点论述刚度中心与质量中心的匹配性对扭转响应的控制作用。 4.3 塑性铰的建立与耗能机制： 详细讲解梁端、柱顶、墙肢底部塑性铰的受力演化路径。分析如何通过增加纵筋面积和加密箍筋，强制塑性变形发生在梁端而非柱端或节点域。 4.4 结构的扭转效应分析与控制： 深入分析平面外构件的刚度贡献，以及非对称结构导致的扭转响应。介绍扭转耦合并联体系与抗扭刚度储备的设计策略。 --- 第五部分：地基基础与土-结构相互作用 (约 200 字) 结构的安全最终依赖于基础对地基的可靠支撑。本部分关注基础设计中的土力学考量。 5.1 地基承载力的精确评估： 阐述经典土力学承载力公式的适用条件，并引入地基变形控制作为设计的主要依据。 5.2 桩基础的受力分析与群桩效应： 讲解单桩的极限承载力测试与理论计算（分担荷载法、弹性法）。分析桩间距对桩群承载力折减系数的影响。 5.3 筏板与箱型基础的应力计算： 介绍地基反力线性的假设及其局限性。分析基础底板的配筋策略，重点解决基础边缘的弯矩集中区。 --- 第六部分：结构分析模型的建立与误差辨识 (约 150 字) 本部分强调分析模型的“真实性”与“准确性”的平衡，提升工程师的建模批判能力。 6.1 简化模型与真实模型的对比： 讨论梁单元、壳单元、实体单元的选择原则。分析忽略楼板刚度、忽略次梁、以及将刚性连接简化为铰接所带来的计算误差范围。 6.2 支座条件的敏感性分析： 探讨固定端、简支端、弹性地基的设置对整体结构内力分布和位移的影响。强调分析结果的合理性校验，包括对静力平衡和动力特性的检查。 --- 总结 本书是面向结构工程师的思维训练手册，它要求读者在掌握理论的同时，不断地将其映射到实际的工程问题中。阅读本书后，读者将能够自信地评估不同结构方案的优劣，独立建立并判断复杂的结构分析模型，并依据深厚的理论基础，对软件输出的结果进行科学的、合乎规范的修正与优化。本书是工程师职业生涯中，从“操作者”迈向“设计者”的关键桥梁。

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这本书最打动我的地方，在于它处理“常见错误与疑难解答”那一块的细致入微和坦诚。很多作者写教程时，只展示“成功”的案例，却避谈“失败”的可能。但这本教程非常大方地列举了十几种在使用软件过程中最容易让人抓狂的错误场景，比如，模型自重荷载计算错误的原因、边界条件设置不当导致的结构刚度异常等。更关键的是，它不仅指出了“错在哪里”，还提供了详细的“排查步骤”和“修正方案”。我记得有一次我的一个复杂结构模型在进行非线性分析时收敛困难，我尝试了各种方法都无济于事，最后翻到这本书里关于“迭代控制参数设置”的那一小节，对照检查后发现是某个阻尼系数设置偏高导致的。这种近乎“故障排除手册”的实用性，让我感觉手边随时都有一个经验丰富的工程师可以咨询。这种对学习者困境的深刻洞察和无私分享，是这本书价值的核心所在。

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这本书的讲解方式简直是太亲民了！我一个刚接触这个领域的新手，以前看那些官方的帮助文档简直像在啃天书，晦涩难懂，完全不知道从何下手。但是这本《PKPM建筑结构CAD软件教程》，它就像一个耐心十足的师傅，手把手地带着你走。它没有一上来就堆砌那些复杂的专业术语，而是从最基础的绘图界面布局开始，一点点地剖析。比如，它对“建模”这一块的处理，真是细致入微。它不是简单地说“点击这个按钮进行建模”，而是会解释为什么在这个步骤需要设置这个参数，这个参数对最终的结构分析会有什么影响。我特别喜欢它里面穿插的那些“经验之谈”，比如在处理某些特殊节点的时候，软件的最佳操作流程是什么，怎样可以最大程度地避免后期返工。我记得有一次我尝试按照自己的理解去建一个复杂的梁柱节点，结果分析结果一塌糊涂，后来翻到教程里讲到这个细节，茅塞顿开，原来是某个连接件的默认设置没有修改到位。这本书的结构安排非常合理，从基础的点线面到复杂的荷载施加和结果输出，逻辑性很强，跟着它学下来，心里踏实多了，感觉自己真的在构建一个坚实的知识体系，而不是零散地收集一些操作技巧。

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说实话，我本来对这类软件教程的期望值不高，总觉得无非就是把软件界面的功能罗列一遍，美其名曰“教程”。但这本书彻底颠覆了我的看法。它最大的亮点在于对“结构思维”的培养，而不是单纯的“软件操作指南”。举个例子，书中讲解如何输入风荷载和雪荷载时，它不仅仅是教你如何在软件输入框里输入数值，更深层次地探讨了不同地区、不同结构形式下，这些荷载的选取标准和计算依据。这对于我们这些需要对最终设计负责的人来说至关重要。很多教程只停留在“怎么做”的层面，而这本书却能引导你思考“为什么这么做”。我记得有一章节专门分析了不同网格划分对计算精度的影响，那部分内容简直是教科书级别的分析，它用图表直观地展示了网格细化到某个程度后，边际效益递减的现象，这让我学会了在保证精度的前提下，如何优化计算资源和时间，非常实用。这本书的深度，绝对超越了一般入门手册的范畴，更像是一本结合了软件应用的高级结构设计参考书。

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这本书的排版和图文配合达到了一个很高的水准，读起来非常流畅，完全没有传统技术书籍那种枯燥乏味的感觉。我经常在电脑前学习，眼睛很容易疲劳，但这本书的字体选择、行间距以及最重要的——插图质量，都让人感到舒服。尤其是那些关键步骤的截图，清晰度极高，而且很多复杂的截面定义或者配筋示意图，都进行了二次加工，用不同的颜色和箭头标出了重点。我印象最深的是它对“后处理”模块的讲解，那是很多教程常常一带而过的地方。这本书却花了大量的篇幅，详细介绍了如何从复杂的计算报告中提取有效信息，如何进行配筋的优化设计。它甚至还涉及了一些不常用的定制化输出功能的设置方法，这对我处理一些特定甲方要求的报表时帮了大忙。总的来说，它在“用户体验”这块做得非常到位，让人感觉作者是真正理解读者的学习痛点，并致力于提供最直观、最友好的学习体验，阅读过程本身就是一种享受。

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这本书的实用性和前瞻性结合得恰到好处，这一点非常难得。市面上的很多教程内容更新速度跟不上软件的迭代，学完后发现软件版本已经大变样了。但这本书显然在编写过程中，对PKPM软件的最新版本进行了深度适配和验证。更让我惊喜的是，它没有局限于软件当前的功能，还对一些新兴的结构分析理念有所涉猎。比如，在涉及BIM整合应用的部分，它虽然没有深入到其他BIM软件的层面，但清晰地指出了PKPM在数据交互方面的接口和注意事项，为我们未来向更智能化的设计流程过渡埋下了伏笔。我个人非常看重这种“面向未来”的视角。它教会我的不仅仅是如何用当前的工具，更是如何理解工具背后的设计哲学，以及如何预见工具可能的发展方向。这种前瞻性的指导，让这本书的“保质期”比同类书籍要长得多，物超所值。

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