工程结构荷载与可靠度设计原理 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:李国强

出品人:

页数:161 页

译者:

出版时间:1999年01月

价格:22.0

装帧:平装

isbn号码:9787112038794

丛书系列:

图书标签:

• 工程结构
• 结构荷载
• 可靠度设计
• 结构工程
• 土木工程
• 建筑工程
• 平装书
• 教材
• 高等教育
• 工程技术

工程结构荷载与可靠度设计原理 本书旨在系统阐述工程结构设计中至关重要的两大核心要素：荷载的准确评估与可靠度的科学判定。在现代土木工程领域，设计一个既能满足安全使用需求，又能兼顾经济效益的结构，绝非易事。这需要我们深入理解作用在结构上的各种力（荷载），并在此基础上，运用严谨的科学方法来量化和控制结构的失效风险，即实现结构的可靠度设计。 第一部分：工程结构荷载的精细化评估 荷载是影响结构安全和性能的首要因素。本书在这一部分将详尽解析各类工程结构可能遭遇的荷载，并深入探讨其数值的确定方法。 恒荷载 (Dead Loads)： 恒荷载是指结构自身构件的重量以及附着在其上的固定非结构构件的重量，如楼板、梁、柱、墙体、屋面、装修层等。我们将从材料的密度出发，结合构件的几何尺寸，详细介绍恒荷载的计算公式和常用取值方法。同时，会讨论由于材料强度差异、尺寸允许偏差等因素导致的恒荷载变异性，以及在设计中如何考虑这些不确定性。 活荷载 (Live Loads)： 活荷载是指在使用过程中可能变化的荷载，它具有随机性和动态性。这部分内容将重点关注不同类型建筑（如住宅、办公楼、厂房、公共建筑）以及不同用途构件（如楼板、屋顶、阳台、楼梯）的典型活荷载取值。我们会详细介绍国内外相关规范中活荷载的规定，并探讨活荷载的统计特性，如最大值、平均值、出现频率等。此外，对于大型公共建筑、仓库等可能承受集中、移动或冲击活荷载的结构，本书将提供更为细致的分析方法，包括均布活荷载、集中活荷载、移动活荷载、冲击荷载等，并讲解如何考虑活荷载的组合效应。 风荷载 (Wind Loads)： 风荷载是影响高层建筑、大跨度结构、桥梁等的重要荷载。本书将深入剖析风的形成机理、风速随高度的变化规律，以及风压系数、阵风效应、地形和建筑物形状对风荷载的影响。我们将详细介绍风荷载的计算步骤，包括确定基本风压、风荷载系数、地形修正系数、高度修正系数、阵风系数等，并讲解在不同地区和不同类型结构上的应用。此外，还会讨论风振（风致振动）的产生机理及其对结构安全的影响，以及相关的减振设计措施。 雪荷载 (Snow Loads)： 对于寒冷地区的建筑，雪荷载是不可忽视的因素。我们将介绍雪的密度、积雪深度与地形、气象条件的关系，以及雪荷载的计算方法。重点会放在屋面雪荷载的计算，包括屋面坡度、屋顶形状（如坡屋顶、平屋顶、曲线屋顶）、周围障碍物对积雪分布的影响。同时，会讨论特殊情况下的积雪，如堆雪、滑雪以及融雪效应。 地震作用 (Seismic Actions)： 地震是可能对结构造成毁灭性破坏的荷载。本书将系统介绍地震动的特性，包括地震波的传播、地震的烈度、场地土质条件对地震反应的影响。我们将详细阐述地震作用的计算方法，包括静力法（等效均布静力法、振动计算法）、动力分析法（模态分析、时程分析），并讲解地震作用下的结构动力响应，如自振频率、振型、地震反应谱等。同时，会讨论地震作用下的场地液化、地表变形等影响，以及相关的抗震设计原则和构造措施。 其他特殊荷载： 除了上述主要荷载外，本书还将涵盖其他可能影响结构的特殊荷载，例如： 水压力和土压力 (Hydrostatic and Earth Pressures)： 针对地下结构、挡土墙、水坝等，详细介绍水体静止和运动时产生的压力，以及土壤在重力作用下产生的侧向压力。 温度作用 (Temperature Effects)： 讲解由于温度变化引起的材料膨胀和收缩，以及由此产生的应力、变形，并阐述如何进行温度应力分析和设计。 施工荷载 (Construction Loads)： 强调在施工阶段可能出现的临时荷载，如施工设备、材料堆放、脚手架等，以及这些荷载对结构的影响。 火灾荷载 (Fire Loads)： 简要介绍火灾对结构材料性能的影响，以及在防火设计中的考虑。 船撞、车辆撞击等 (Impact Loads from Ships, Vehicles, etc.)： 对于桥梁、码头等结构，分析碰撞荷载的产生机理和计算方法。 在荷载评估部分，本书强调数值的获取并非一成不变，而是存在一定的概率性。因此，在后续章节中，我们将自然而然地引入可靠度设计的概念，用以处理这些不确定性。 第二部分：工程结构可靠度设计的科学原理与方法 可靠度设计是现代结构设计理念的核心，它关注的是结构在规定使用年限内，在各种可能作用下，保持其安全性和正常使用功能的概率。本书在这一部分将深入剖析可靠度设计的理论基础和实践方法。 可靠度的概念与定义： 我们将从概率论和数理统计的角度，清晰地解释结构的可靠度，即结构在规定条件下和规定时间内，完成预定功能的概率。介绍可靠度的指标，如失效概率、可靠度指标等。 荷载与材料性能的随机性： 深入探讨结构设计中存在的各种不确定性，主要体现在荷载的随机变化和材料性能的离散性。我们将介绍荷载的概率分布模型（如正态分布、对数正态分布、极值分布等）和材料强度、弹性模量等参数的统计分析方法。 极限状态设计法 (Limit State Design)： 本书将详细介绍极限状态设计法的基本原理，区分不同类型的极限状态： 承载能力极限状态 (Ultimate Limit State, ULS)： 指结构或其构件丧失承载能力，导致结构倒塌或出现严重塑性变形的状态。我们将讲解如何通过对荷载和材料强度进行概率分析，来确保结构在承载能力极限状态下的安全性。 正常使用极限状态 (Serviceability Limit State, SLS)： 指结构在正常使用条件下，出现过度的变形、裂缝、振动等，影响结构正常使用功能或引起使用者不适的状态。我们将详细介绍关于变形、裂缝宽度、振动等方面的设计要求和计算方法。 可靠度指标的确定： 讲解如何通过数学模型，如一次二阶矩法 (First-order Second-moment Method, FOSM) 和一次可靠度法 (First-order Reliability Method, FORM) 等，来计算结构的可靠度指标 (β)。这些方法能够有效地量化结构在随机荷载和材料变异性作用下的失效风险。 荷载分项系数与材料分项系数的推导： 详细阐述在极限状态设计法中，如何根据荷载的统计特性、材料的变异性以及对可靠度的要求，推导出相应的荷载分项系数 (γF) 和材料分项系数 (γM)。这些系数是确保结构满足设计可靠度要求的关键。我们将介绍不同类型荷载（如恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等）和不同材料（如混凝土、钢材、砌体等）在确定分项系数时需要考虑的因素。 荷载组合与荷载组合系数： 结构在实际使用中，往往会同时承受多种荷载的作用。本书将深入探讨不同荷载组合的原则和方法，并介绍各种荷载组合系数 (ψ) 的确定依据。我们会讲解如何根据荷载的相互独立性、出现时差以及影响程度，来确定最不利的荷载组合情况。 设计规范的理解与应用： 引导读者正确理解和应用现行的国家和行业设计规范中的荷载取值、材料参数、分项系数、组合系数等规定。强调规范的科学性和权威性，以及在实际工程中遵循规范的重要性。 可靠度设计的实践应用： 通过具体的工程算例，演示如何将理论知识应用于实际的结构设计中。例如，如何进行梁、柱、板等构件的承载能力验算，以及如何进行变形验算，以确保结构满足所要求的可靠度水平。 对现代设计理念的展望： 简要介绍近年来在结构可靠度设计领域的一些发展和趋势，例如：引入更高阶的可靠度分析方法、考虑更广泛的荷载和环境因素、以及可靠度设计在结构健康监测和维护中的应用等。 本书的特点： 系统性强： 将荷载评估与可靠度设计紧密结合，构建完整的结构设计理论体系。 理论与实践并重： 既深入阐述了背后的科学原理，又提供了实用的计算方法和工程应用指导。 内容详实： 涵盖了工程结构设计中可能遇到的各类荷载及其计算方法，以及可靠度设计的核心概念和技术。 规范性与前瞻性结合： 在强调规范遵循的同时，也为读者展示了学科的发展方向。 本书适合土木工程、结构工程、建筑工程等专业的本科生、研究生，以及从事结构设计、工程咨询、工程监理的工程师阅读。通过学习本书，读者将能够建立起科学的工程结构设计观念，准确评估结构荷载，并能够运用可靠度设计原理，设计出安全、经济、耐久的工程结构。

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作为一本关于“设计原理”的书，我对它在方法论上的指导性抱有很高的期望，希望能学习到如何构建一套系统、可重复的设计流程。然而，这本书的风格更像是对现有知识点的知识点罗列和公式推导的展示。它详细阐述了如何计算各种基本荷载的分项系数，但对于这些系数的选取范围和适用条件，却语焉不详。例如，在讨论地震荷载的可靠度时，书中只是引用了现行的设计规范中的系数，但并未深入探讨这些系数是如何通过可靠度分析反演得出的，也没有给出在非常规场地或特殊结构下如何修正这些系数的指导意见。这种“知其然而不知其所以然”的叙述方式，大大削弱了它的教育价值。我需要的是能够激发我思考“为什么是这样”的深度解析，而不是仅仅告诉我“现在就是这样”。对于需要向审查部门解释设计选择的工程师来说，这本书提供的底层逻辑支撑是远远不够的，它更像是一本复习材料，而非学习新知和拓展视野的入门书。

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这本书的平装本在排版上存在一些小问题，比如图表编号与正文引用经常错位，这在查阅复杂公式时造成了不小的困扰。但更核心的问题在于其内容覆盖面的选取上。它在理论深度上有所建树，但在工程广度上却显得严重不足。例如，对于新型结构材料（如高性能混凝土、钢-木混合结构）在考虑长期荷载效应和可靠度评估方面的讨论几乎是空白的。书中的案例和模型似乎都锚定在传统的钢筋混凝土和钢结构体系上。此外，书中对“活荷载变化对结构疲劳损伤的影响”这一日益重要的课题也只是蜻蜓点水带过，没有给出深入的分析框架。我希望读到的是一本能够引领我思考未来结构设计挑战的书，能够涵盖生命周期评估（LCA）中的可靠性考量，以及如何将环境因素（如腐蚀、温度变化）融入到可靠度模型中去。这本书给我的感觉是固守了经典的结构设计理论框架，对于当代工程结构设计前沿的探索性内容吸收得不够积极，显得有些保守和滞后。

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这本书的装帧虽然精美，但内容组织上却让我感到非常混乱。它试图将荷载的确定性分析和可靠度的不确定性分析放在一起讲，导致两个本应清晰划分的领域在书中交织在一起，使得脉络非常模糊。比如，在讲到材料强度可靠性时，突然跳跃到风荷载空间相关性的探讨，让我不得不反复翻阅目录和索引来定位主题。我特别关注的“极端风荷载的极值分布”这一章节，内容显得陈旧，引用的文献大多停留在上世纪末，对于近些年来在气候变化背景下，结构风荷载变化趋势的研究进展几乎没有涉及。此外，书中对结构系统可靠性冗余度的分析也处理得过于理想化，假设构件之间的失效是相互独立的，这在大型复杂结构中往往不成立。我希望看到的是更贴近现代工程实践的论述，例如如何处理结构的多层级失效路径和基于性能的可靠度评估方法。这本书给我的感觉，更像是一个作者个人知识体系的完整记录，而非一本经过系统梳理、为工程实践服务的教材。

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我购买这本书是冲着“可靠度设计原理”这几个字去的，希望能系统地学习一下如何量化工程结构中的不确定性，从而提升设计的安全性。然而，这本书的侧重点似乎完全跑偏了。它花了大篇幅去探讨荷载的随机过程理论，对于如何将这些随机过程与现有的设计规范（比如规范中对活荷载、风荷载的取值方式）进行有效的衔接和校核，阐述得不够清晰。书中引入了许多先进的可靠度分析方法，比如基于一阶二阶矩（FORM/SORM）的算法，但对这些算法背后的物理意义和在有限元软件中的具体应用流程，介绍得非常笼统。我尝试对照书中的公式，去理解为什么某些荷载分项系数会取特定数值，结果发现书中提供的解释更像是数学证明，而不是基于工程经验的总结。如果这本书能多一些对比性的章节，比如对比不同设计方法（传统安全系数法与可靠度法）在实际工程问题中的优劣和计算成本，那将更有价值。目前看来，它更像是一本理论研究的文献汇编，对于我日常工作中需要权衡理论深度和计算效率的需求，无法提供直接的帮助。

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这本《工程结构荷载与可靠度设计原理》的平装版，拿到手里沉甸甸的，纸张的质感很扎实，印刷也清晰。我本来是希望能找到一本能把结构设计中的荷载和可靠度理论掰开揉碎了讲清楚的书，毕竟这块内容在实际工程中太关键了。可是，读完前几章后，我发现这本书似乎更侧重于理论推导和数学模型的构建，对于新手来说，入门门槛有点高。书中涉及到大量的概率论和数理统计知识，这些内容穿插在对实际荷载效应的分析中，使得阅读过程显得有些枯燥和晦涩。举个例子，关于极端荷载概率分布函数的推导，书中用了非常严谨的数学语言，虽然理论上很完备，但缺乏足够直观的工程实例来辅助理解。我期待的是能看到更多不同类型结构（比如高层建筑、桥梁、水工结构）在不同荷载组合下的实际案例分析，以及如何将这些复杂的理论转化为可操作的设计规范。很遗憾，这本书更像是一本高阶的学术专著，而非一本面向工程师的实用工具书。它更适合那些已经有扎实理论基础，想深入研究荷载模型和可靠度理论的学者，对于我这种需要在项目现场快速应用这些知识的工程师来说，这本书的实用性略显不足。

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