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出版者:中国建筑工业

作者:李雄彦//徐兆熙//薛素铎

出品人:

页数:219

译者:

出版时间:2008-5

价格:32.00元

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isbn号码:9787112100262

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建筑结构设计与施工技术前沿探索：高层建筑结构抗震分析与优化 书籍简介 本书聚焦于当代土木工程领域最具挑战性和前沿性的课题之一：高层建筑的结构设计、抗震分析及其优化技术。随着城市化进程的加速，超高层建筑的建设日益增多，对结构体系的可靠性、经济性以及在各种复杂荷载作用下的安全性提出了前所未有的要求。本书旨在为结构工程师、高校师生以及相关领域的专业技术人员提供一套系统、深入且紧密结合工程实践的专业指导。 第一部分：高层建筑结构体系的演进与选择 本部分详细梳理了高层建筑结构技术的发展历程，重点剖析了当前主流的高性能结构体系。 第一章：现代高层建筑结构体系概览 本章首先回顾了从传统框架结构到巨型结构的发展脉络，阐述了不同结构体系（如框架-核心筒体系、伸臂桁架-核心筒体系、框架-支撑体系以及筒中筒体系）的力学特性、适用条件与经济性比较。特别探讨了高性能材料（如超高强混凝土、高性能钢材）在这些体系中的应用潜力与局限性。内容涵盖了不同结构形式在侧向刚度、抗扭性能和整体稳定性方面的差异分析。 第二章：结构性能化设计理念 性能化设计是现代结构工程的核心理念之一。本章深入讲解了基于性能的目标设定、构件性能需求（如韧性、延性）的量化指标，以及如何将这些指标转化为具体的结构设计参数。我们讨论了不同设防水准（正常使用、大震不倒、特大震可修缮）对应的设计目标，并介绍了如何通过先进的分析手段（如基于性能的抗震设计PBD）来验证设计目标的实现程度。 第二部分：高级结构分析方法与动力学响应 本部分是本书的技术核心，侧重于高层建筑在复杂荷载作用下的精确数值分析与动力学行为预测。 第三章：多尺度有限元建模技术 针对高层建筑的复杂几何形态和材料非线性特性，本章详细介绍了多尺度有限元模型的建立方法。内容包括：梁、柱、剪力墙、核心筒等单元的单元选择与精度校核；接触面的精确模拟（如钢-混凝土组合结构）；以及如何处理结构的不连续性（如伸臂桁架连接、结构转换层）。此外，探讨了如何利用局部细化网格技术精确捕捉关键节点的应力集中和塑性铰的形成过程。 第四章：高层建筑的动力响应分析 高层建筑对风荷载和地震动的响应具有显著的动态特性。本章系统阐述了模态分析、响应谱分析、以及更精确的非线性时程分析方法。特别强调了： 1. 风致振动分析： 介绍如何根据风洞试验数据和基于CFD（计算流体力学）的空气动力学模型，精确计算风荷载分布和结构的耦合振动响应，包括扭转响应和涡激振动。 2. 地震动输入与场地效应： 讨论不同类型地震动记录的选择标准、场地的非线性特性对地震波传播的影响，以及如何采用多点输入法模拟地面运动对结构的影响。 第五章：几何非线性和P-Δ效应控制 高层建筑在竖向荷载作用下，显著的侧向位移会导致二阶效应（P-Δ效应）的增强，严重削弱结构的承载力和刚度。本章深入分析了P-Δ效应的机理，并详细介绍了如何通过结构设计参数（如纵横比、侧向刚度储备）和分析技术（如考虑P-Δ的等效刚度法、几何非线性分析）进行准确控制和评估。 第三部分：抗震设计与性能提升策略 本部分侧重于将先进的分析结果转化为可靠的抗震设计措施，并介绍旨在提升结构韧性和耗能能力的创新技术。 第六章：强柱弱梁与延性设计原理 这是抗震设计的基石。本章详细阐述了强柱弱梁、强剪力墙弱梁端等“强坏前不坏”的设计原则。内容深入到混凝土构件的配筋细部构造，如抗震受拉钢筋的锚固长度、箍筋间距的加密区长度，确保在屈服阶段结构仍能保持足够的整体稳定性。 第七章：消能减震技术在超高层中的应用 为有效控制大震下的结构反应，消能减震技术已成为重要的补充手段。本章系统介绍了粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、屈服型阻尼器（如屈曲约束支撑BRB）的选型、布置原则和设计计算方法。通过实例分析，演示了阻尼器如何有效降低峰值位移和加速度，保护非结构构件。 第八章：隔震技术与结构体系耦合 对于特定场地条件或对楼层加速度极为敏感的结构，隔震技术是首选。本章探讨了叠层橡胶支座、铅芯橡胶支座等隔震装置的力学特性和隔震性能计算。重点分析了隔震层与上部主体结构之间的力学耦合效应，以及在罕遇地震下，隔震层耗能能力的设计校验。 第四部分：施工控制与质量保障 先进的设计必须通过精确的施工来实现。本部分关注高精度施工技术和质量控制体系。 第九章：复杂节点与超高强度构件的施工控制 高层建筑中，巨型结构节点、伸臂桁架与核心筒的连接是施工难点。本章介绍了高精度定位技术、大型钢结构件的工厂预制与现场拼装要求。对于超高强混凝土浇筑、养护及后浇带的处理，提出了严格的质量控制流程和无损检测技术。 第十章：结构健康监测（SHM）与性能评估 结构健康监测是实现结构全生命周期管理的关键。本章介绍了应用于高层建筑的传感技术（如光纤光栅、加速度传感器、应变片）的布置策略，实时监测数据（如风振响应、温度梯度、倾斜度）的采集与分析方法。同时，讲解了如何利用历史监测数据对结构服役性能进行定期的退化评估和再认证。 总结与展望 本书最后总结了当前高层结构设计面临的挑战，如巨型结构与地域环境的耦合作用、可持续发展要求下的材料创新，并对未来结构工程智能化设计和施工的发展趋势进行了展望。本书力求理论深度与工程实用性并重，是高层建筑结构设计领域不可多得的参考宝典。

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从工程经济学的角度来看，这本书也展现了超越纯技术层面的洞察力。它不仅仅告诉你“怎么做才能让结构安全”，更重要的是告诉你“如何用最经济的方式实现这种安全”。例如，在讨论大跨度屋面檩条的选型时，书中对比了冷弯薄壁型钢和普通热轧型钢在造价、自重和安装速度上的差异，并给出了一个基于综合成本的决策模型。这种商业思维的植入，让这本书显得尤为“接地气”。它鼓励设计者在满足规范的前提下，积极寻找创新的、更具成本效益的解决方案，而不是墨守成规地套用最保守的设计方法。这对于提升项目整体的竞争力是至关重要的。

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说实话，拿到这本厚厚的大部头时，我还有点担心内容会过于枯燥，毕竟钢结构设计规范本身就够让人头疼了。但翻开后才发现，作者在内容的组织上花了极大的心思。它没有采用那种干巴巴的条文罗列，而是以项目驱动的方式展开。仿佛你正在参与一个真实的轻钢厂房设计，从初步的方案比选、荷载确定，到后期的抗风、抗震验算，每一步都有详尽的步骤指导。最让我印象深刻的是关于轻钢建筑在不同气候区（比如高寒地区或沿海多风区）的特殊设计考量。书中通过对比分析，清晰地指出了不同环境下，结构形式和材料选择上的权衡取舍。这种“以终为始”的教学法，极大地提升了读者的系统思维能力，让你在设计初期就能预见到后期的潜在风险。

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这本书的深度简直让人惊叹，它不仅仅是一本关于结构设计的入门手册，更像是一本深入骨髓的实践指南。我尤其欣赏作者在阐述复杂概念时所展现出的那种毫不拖泥带水的清晰度。比如，在讲解梁柱连接的细节处理上，书里详细剖析了不同荷载组合下的受力分析，并结合大量的工程实例图纸，把原本抽象的力学原理具象化了。我记得有一章专门讲了翼缘连接板的焊缝设计，书中不仅给出了计算公式，还配上了现场施工可能遇到的问题及对应的解决方案。这对于我们这些刚从学校出来，对实际操作心存疑虑的工程师来说，简直是如获至宝。它教会我如何将规范要求转化为实际可行的施工方案，而不是仅仅停留在理论层面。那种对细节的执着和对工程实践的尊重，让这本书的价值远超一般的教科书。

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阅读这本书的过程，更像是一次与经验丰富的老专家的深度对话。作者在描述设计决策时，时常会穿插一些个人经验总结，这些“旁白”往往是规范或标准中难以直接体现的“行话”和“潜规则”。比如，关于现场安装误差的容许值控制，书中提到了一些比国家标准更严格的行业内部要求，并解释了这些要求的历史背景和重要性。这种对行业“非正式知识”的梳理和传递，是任何纯粹的理论教材无法比拟的。它使得读者不仅掌握了设计技能，更重要的是建立起一套完整的、符合行业标准的职业素养和质量意识。读完后感觉自己对整个门式刚架工程的生命周期都有了更宏观的把握。

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这本书的配图质量高到令人发指，这在同类专业书籍中是少见的。很多关于节点构造的图示，都是三维建模渲染出来的效果，清晰、准确，甚至连螺栓的预紧力状态都能隐约感受到。我曾遇到过一个棘手的屋面通风口支撑结构设计，查阅了手头好几本参考书，都只给出了简化的示意图。最后还是在这本书里找到了一个几乎一模一样的案例分析，从节点详图到施工预埋件的尺寸，所有参数都清晰可见。这种近乎于“手把手教学”的呈现方式，极大地缩短了理论到实践的转化周期。对于需要快速上手复杂节点设计的工程师来说，这本书的图示价值，可能比文字本身还要高出好几倍。

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