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出版者:中国铁道出版社

作者:刘文龙

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2002-9-1

价格:19.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787113048464

丛书系列:

图书标签:

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《建筑结构设计原理与实践》 内容简介： 本书深入剖析了现代土木工程领域中，结构设计所必需的理论基础、规范解读与工程实践的有机结合。它不仅仅是一本理论教科书，更是一本面向结构工程师、岩土工程师以及相关领域研究人员的实用工具书和技术手册。全书结构严谨，内容详实，力图在保证科学性和前沿性的同时，兼顾工程实践的可操作性。 第一部分：结构力学与材料基础的深化 本部分着重于对经典结构力学和材料力学知识的再提炼与深化，并引入了更贴近实际工程复杂性的分析工具。 第一章：连续介质力学与应力分析的拓宽 本章从张量分析的角度重新审视应力与应变的关系，详细阐述了三维弹性体的本构关系，并引入了修正的Mohr-Coulomb准则和Drucker-Prager屈服准则在线性及非线性分析中的应用。重点讨论了应力集中现象在复杂截面和开口结构中的影响，并介绍了基于有限元软件的前处理中应力奇异点的处理方法。此外，还详细剖析了材料在高周疲劳载荷下的应力-应变响应，包括低周疲劳与高周疲劳的界限判据。 第二章：结构动力学基础与地震工程导论 本章系统讲解了单自由度与多自由度体系的振动特性，包括自由振动、被迫振动、模态分析的基本概念和计算方法。核心内容聚焦于结构对地震动的反应分析。深入探讨了反应谱法、时程分析（Time History Analysis）的原理与适用条件，并对近年来发展起来的基于性能化设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）的理念进行了详尽的阐述，包括性能目标的选择、设计目标函数的建立以及非线性动力分析（如Pushover分析）的实施步骤与结果解读。 第三章：先进材料性能与本构模型 超越传统钢筋混凝土和普通钢材的范畴，本章侧重于高性能结构材料的研究。 高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）： 详细介绍了UHPC的微观结构、强度特性、韧性增强机制及其在预应力结构、抗爆结构中的应用潜力。重点探讨了UHPC在不同温荷载和长期服役下的徐变与收缩行为。 先进钢材与轻钢结构： 涵盖高强度钢、耐候钢的焊接性能、疲劳寿命评估。对于轻钢结构，着重分析了连接节点（如剪力键、栓钉连接）的抗剪承载力和延性要求。 复合材料在结构加固中的应用： 探讨了碳纤维增强聚合物（CFRP）板、UHM-CFRP在梁、柱、墙体加固中的受力机理、界面粘结性能的测试与寿命预测模型。 第二部分：结构设计理论与规范精讲 本部分以现行国际及国内主流设计规范为蓝本，结合最新的设计理念，对主要结构类型的设计方法进行全面解析。 第四章：钢筋混凝土结构设计（基于极限状态设计法） 本章深入解读了极限状态设计法的基本原则，包括承载能力极限状态和正常使用极限状态。 受弯、受拉构件的精确计算： 详细阐述了双筋截面、T形截面的受拉区应力场模型，并引入了基于纤维单元的非线性分析方法辅助复杂截面设计。 受剪与抗扭： 结合试验结果，修正了传统剪力计算公式，重点分析了斜截面受剪破坏的渐进过程，并讨论了高强度箍筋对塑性铰形成的影响。 承载力与延性协同设计： 强调在设计中必须满足的延性要求，如“强柱弱梁”、“强剪弱弯”的构造原则，并引入了基于位移延性的抗震设计概念。 第五章：钢结构设计与连接详述 本章聚焦于钢结构的连接设计，这是钢结构工程中风险最高、技术含量最大的环节。 焊缝的疲劳寿命与强度校核： 详细介绍焊缝等级的确定、不同类型焊缝（如全熔透对接焊缝、角焊缝）的强度计算，并针对疲劳荷载下的裂纹扩展速率进行了量化分析。 螺栓连接的受力分析： 区分摩擦型和承压型螺栓连接的受力机制，重点讲解了高强度摩擦型螺栓的预拉力控制、扭矩系数的确定，以及在抗震设计中对“塑性铰”部位螺栓连接延性的要求。 压杆与整体稳定性： 详细讨论了欧拉屈曲、非均匀截面构件的屈曲长度系数（K值）的确定，并结合有限元分析，讲解了侧向扭转屈曲（LTB）的风险评估与对策。 第六章：砌体结构与地基基础设计 砌体结构： 探讨了普通砖混结构与新型砌体结构（如空心砌块、加气混凝土砌块）的抗压、抗剪强度确定，并着重分析了砌体结构在风荷载、偏心荷载作用下的稳定性问题。 地基基础设计： 从土体力学角度出发，系统讲解了浅基础（独立基础、带形基础）和深基础（桩基础）的设计原理。重点内容包括地基承载力的确定（基于荷载试验与原位测试数据的校核）、地基沉降的预测（固结理论与非线性有限元模拟）、以及桩基础的极限承载力评估（静载试验与动测方法的互校）。 第三部分：结构分析与工程实践前沿 本部分面向工程应用，介绍先进的计算方法、项目管理中的结构控制，以及结构寿命与可靠性评估。 第七章：有限元分析（FEA）的高级应用 本章超越基础软件操作层面，深入探讨FEA模型的建立、求解器选择和结果的工程化解读。 非线性分析的实施： 详细对比几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、损伤）和接触非线性在结构分析中的影响。讲解如何选择合适的本构模型和时间步长，以避免数值震荡。 损伤模型与退化分析： 引入了基于内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）的裂纹扩展模拟，以及混凝土的内损伤变量模型在结构抗冲击分析中的应用。 不确定性量化（UQ）： 介绍了蒙特卡洛模拟、概率密度演化方法（PDEM）在结构参数随机性分析中的应用，用于评估设计结果的可靠性区间。 第八章：结构抗震与减隔震技术 系统梳理了抗震设计的发展脉络，并重点介绍主动与被动控制技术。 隔震技术： 详细分析了叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座、摩擦摆支座的力学性能、阻尼特性与寿命维护要求。设计实例中包括隔震层刚度、阻尼的优化匹配计算。 消能减震技术： 深入研究了粘滞阻尼器、屈服型金属阻尼器的工作机理，并讨论了如何将这些耗能元件有效地集成到主体结构中，以提高结构的整体耗能能力和剩余承载力。 第九章：既有结构评估、健康监测与耐久性 本章关注结构的全生命周期管理，特别是对于老旧和关键基础设施的评估。 结构健康监测（SHM）系统： 介绍基于光纤光栅（FBG）、应变片、加速度计的传感器网络布局、数据采集与处理流程。重点讲解如何通过模态参数的变化识别结构的损伤位置与严重程度。 既有结构抗震能力评估： 阐述基于性能点的非线性静力弹塑性分析方法（Pushover），用于评估现有建筑在新的抗震规范下的安全储备。 结构耐久性与腐蚀控制： 深入探讨钢筋锈蚀对混凝土保护层开裂的影响机制，氯离子迁移速率的预测模型，以及阴极保护、表面渗透阻挡层等主动防护技术的工程化应用。 本书旨在为读者提供一个从微观材料到宏观结构、从基础理论到前沿工程应用的完整知识体系，是结构工程师应对复杂工程挑战的必备参考书。

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