Dynamic Stability of Structures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Xie, Wei-Chau

出品人:

页数:454

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 168.37

装帧:HRD

isbn号码:9780521852661

丛书系列:

图书标签:

结构动力学
结构稳定性
动力稳定性
振动
地震工程
风工程
有限元分析
数值方法
结构设计
工程力学

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具体描述

This 2006 book presents a systematic introduction to the theory of parametric stability of structures under both deterministic and stochastic loadings. A comprehensive range of theories are presented and various application problems are formulated and solved, often using more than one approach. Investigation of an elastic system's dynamic stability frequently leads to the study of dynamic behaviour of the solutions of parametrically excited systems. Parametric instability or resonance is more dangerous than ordinary resonance as it is characterised by exponential growth of the response amplitudes even in the presence of damping. The emphasis in this book is on the applications and various analytical and numerical methods for solving engineering problems. The materials presented are as self-contained as possible, with all of the important steps of analysis provided in order to make the book suitable as a graduate-level textbook and especially for self-study.

结构动力学与抗震设计前沿探索本书聚焦于现代土木工程领域中结构动力响应分析与抗震设计的前沿技术与关键理论，旨在为工程师、研究人员及高校师生提供一个深入理解和掌握结构在地震、风荷载及其他动态荷载作用下行为的全面指南。本书内容紧密围绕工程实践中的核心挑战，系统性地阐述了从基础动力学原理到复杂非线性动力分析的完整知识体系。全书结构严谨，逻辑清晰，力求在理论深度与工程应用之间达到完美的平衡。第一部分：结构动力学基础理论的夯实本部分致力于为读者打下坚实的动力学理论基础。我们首先回顾了单自由度和多自由度系统的基本动力响应原理，详细推导了系统的自由振动、受迫振动以及瞬态响应的解析解与数值解方法。自由振动分析：重点讨论了模态分析（Modal Analysis）在结构动力特性识别中的核心地位，详细介绍了特征值问题的求解方法及其在确定结构固有频率和振型中的应用。我们深入剖析了质量矩阵和刚度矩阵的构建，并探讨了阻尼比对振动衰减的影响机制。数值积分方法：面对复杂的工程问题，解析解往往难以求得。本书详尽介绍了求解瞬态动力学问题的核心数值积分技术，包括中心差分法、Newmark-$eta$ 法和Wilson-$ heta$ 法。我们不仅提供了这些方法的数学推导，更着重分析了不同方法的数值稳定性和精度特性，指导读者在实际工程计算中做出最优选择。近似分析技术：针对大型结构系统，精确求解所有自由度的计算成本过高。因此，本书引入了模态叠加法（Modal Superposition Method）和有效自由度法（Effective Degree of Freedom Method），阐述如何通过选取主导模态有效地简化计算模型，同时保持足够的工程精度。第二部分：先进结构的动力特性与建模随着工程材料和结构形式的日益多样化，对先进结构动力响应的精确建模成为关键。本部分将目光投向了那些具有特殊动力行为的结构体系。剪力墙与框架-剪力墙结构动力分析：详细讨论了高层建筑中剪力墙的抗侧刚度贡献及其与框架的协同工作机制。重点分析了剪力墙的滞回性能（Hysteretic Behavior）与延性设计需求。斜拉桥与悬索桥的空气动力学耦合：针对大跨度桥梁，本书深入探讨了风-结构耦合作用。内容涵盖了气流分离、涡振（Vortex Shedding）以及颤振（Flutter）等关键空气动力学失稳现象。我们介绍了用于评估桥梁抗风稳定性的风洞试验方法和CFD模拟技术。超高层建筑的扭转响应：针对平面布局不规则的高层建筑，扭转动力响应是重要的设计考量。本书分析了质量、刚度中心与抗扭中心的相对位置对地震响应的影响，并提出了有效控制扭转位移的结构布置原则。第三部分：工程抗震设计理论与实践本部分是全书的工程应用核心，重点阐述了基于性能的抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）理念及其在结构设计中的具体实施。地震动输入与场地效应：详细分析了地震波的特性，包括峰值加速度、反应谱的构造与应用。特别强调了场地效应（Site Effect）对地震输入强度的调制作用，介绍了场地分类标准及相应的反应谱修正系数。非线性动力分析（NDA）：认识到传统线性分析在评估结构极限状态时的局限性，本书深入讲解了非线性动力分析的必要性。这部分内容涵盖了材料非线性（塑性铰的形成）、几何非线性（P-$Delta$ 效应）以及构件损伤模型的建立。重点介绍了OpenSees、ABAQUS等主流有限元软件中非线性本构模型的选取与校核。耗能与隔震技术：作为现代抗震设计的两大支柱，耗能减震技术和基础隔震技术得到了详尽的论述。 1. 耗能装置：重点介绍了粘滞阻尼器、屈服型金属阻尼器和粘滞性橡胶支座的工作机理、设计参数确定及其在不同结构体系中的应用案例。 2. 基础隔震：阐述了铅芯橡胶支座（LRB）和高阻尼橡胶支座（HDRB）的设计原理，包括隔震层的刚度和阻尼参数的优化，以实现结构基本自振周期的有效延长和地震作用的显著削弱。结构健康监测（SHM）与损伤识别：探讨了如何利用模态参数的变化来实时评估结构在服役期间的健康状况。内容涉及基于振动数据的损伤定位算法、模态指纹技术以及传感器网络的优化布局。第四部分：特殊荷载与先进结构体系本部分拓展了对极端事件及新型结构体系的动力响应分析范畴。冲击与爆炸荷载响应：针对结构抵抗近场爆炸或高速撞击的特殊需求，本书分析了材料在极高应变率下的本构关系变化，并介绍了冲击波在结构内部的传播与反射机制。强调了材料失效模式和接触面积对结构整体响应的关键作用。生命线工程的动力分析：探讨了管道、电力塔架等生命线结构在地震作用下的相互作用（SSI）问题，以及管道在土壤液化或地表不均匀位移作用下的应力分析。模块化与预制结构动力性能：随着预制建筑技术的发展，连接节点的动力性能成为设计的瓶颈。本书分析了干式连接、湿式连接在动态荷载下的刚度退化和能量耗散能力，为新型装配式结构提供了动力学分析的指导。全书配有大量的工程实例和计算代码片段，确保理论知识能够高效转化为实际工程能力。本书力求成为结构动力学与抗震设计领域一本全面、深入且面向工程实践的权威参考书。