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页数:275

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出版时间:2009-4

价格:35.00元

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isbn号码:9787121084652

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• AutoCAD
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好的，这是一本关于《建筑结构设计与优化原理》的图书简介，旨在为读者提供一套全面、深入的现代建筑结构设计理论和实践指导，完全不涉及AutoCAD 2009的具体操作内容。 --- 建筑结构设计与优化原理 内容提要：结构工程的基石与未来 本书《建筑结构设计与优化原理》是一本面向土木工程、结构工程专业学生、工程师以及相关研究人员的深度专业著作。它聚焦于建筑结构设计中至关重要的理论基础、分析方法、材料选择、规范应用以及面向可持续性的优化策略。全书紧密围绕“安全、适用、经济、绿色”四大核心原则，系统阐述了从传统结构体系到新型高性能结构体系的完整设计流程与关键技术。 本书不教授任何特定的软件操作，如CAD绘图软件的使用，而是将重点放在结构工程师必须掌握的工程思维、力学基础和设计决策能力上。 --- 第一部分：结构力学与性能分析的深化 本部分奠定了理解现代结构设计的基础，超越了基础力学课程的范畴，深入探讨了复杂荷载下的结构响应。 第一章：先进结构分析理论回顾与扩展 本章首先回顾了经典梁、板、壳单元的受力分析，随后重点引入矩阵分析法在结构静力学和动力学问题中的应用。详细阐述了有限元方法（FEM）的基本原理、单元选择（如杆单元、梁单元、壳单元的位移模式和形函数建立），以及求解大型结构方程组的数值稳定性和精度控制。特别关注了非线性分析的必要性，包括材料非线性（屈服、强化）和几何非线性（大变形效应，P-Delta效应）的数学模型和程序实现逻辑，为复杂结构的可靠性评估打下基础。 第二章：动力荷载与抗震设计基础 在地震多发区，结构抗震设计是重中之重。本章系统讲解了地震动的特性、反应谱理论、以及振型分解反应谱法和时程分析法的适用条件与计算流程。深入分析了结构不同阻尼模型的选择对动力响应的影响，包括粘滞阻尼、材料阻尼的量化表示。此外，还探讨了风荷载的脉动特性及其在高层建筑中的作用，以及如何通过动力分析确保结构在极端荷载下的整体稳定性。 第三章：材料本构关系与失效模式研究 结构性能高度依赖于所用材料的本构关系。本章详细比较了钢材、普通混凝土、高性能混凝土（HPC）以及先进复合材料（如FRP）的应力-应变关系。对于钢筋混凝土结构，重点讨论了开裂、配筋率、延性设计的理论依据，以及剪切墙、核心筒在复杂受力下的破坏机理。对于钢结构，深入研究了局部屈曲、疲劳损伤的判据，以及连接节点（如焊接节点、螺栓节点）的详细抗剪和抗弯承载力设计。 --- 第二部分：结构体系选择与优化设计 本部分从宏观和微观角度探讨了如何根据建筑功能和环境要求，选择并优化最合适的结构方案。 第四章：大跨度与超高层结构体系的选择 本章着重于结构形式的创新与选择。对比分析了框架结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构以及巨型结构体系的优缺点。对于大跨度结构，详细剖析了桁架、网壳、拱结构和悬索结构的受力特点、施工控制难点及稳定性分析。对于超高层建筑，重点讨论了空间刚度布置、扭转效应控制、以及风致振动控制技术（如阻尼器、调谐质量阻尼器TMD的应用原理）。 第五章：结构优化理论与可持续性设计 结构优化不再仅仅是减少材料用量，更是实现经济效益与环境责任的统一。本章系统介绍了拓扑优化、形状优化和尺寸优化的基本算法（如梯度法、遗传算法）。结合最新的可持续性设计理念，探讨了如何通过优化配筋、减少混凝土用量、选择低碳材料，来量化评估结构方案的全生命周期能耗（LCA），引导工程师做出更具前瞻性的设计决策。 第六章：结构构件的精细化设计与构造细节 本章回归到结构构件的精细化设计。针对梁、柱、楼板的极限状态设计，强调了如何根据规范（如极限承载力状态ULS和使用极限状态SLS）精确计算承载力和变形。特别关注了复杂节点的构造设计，如梁柱节点区的钢筋锚固长度、剪力墙的约束边缘构件设计，以及预应力结构中锚固区的应力集中控制，这些细节直接决定了结构的实际安全性和耐久性。 --- 第三部分：现代结构工程的前沿技术与规范应用 本部分涵盖了结构工程领域的新进展，以及如何将先进技术融入规范化设计实践。 第七章：预应力结构设计与施工控制 预应力技术是提高结构跨越能力和耐久性的有效手段。本章深入讲解了预应力损失的精确计算（包括弹性、收缩、徐变、松弛），预应力筋的选择与布置，以及后张预应力、先张预应力的施工控制要点。详细分析了预应力混凝土构件在组合受力下的承载机理，以及在桥梁、大跨度楼盖中的应用案例。 第八章：新型结构材料的应用与性能评估 随着科技发展，新型材料正逐步进入主流结构设计。本章详细介绍了高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）的强度、韧性及耐久性特点，及其在关键承重构件中的应用潜力。同时，探讨了纤维增强复合材料（FRP）在结构加固修复、以及作为主体受力构件时的长期性能衰减模型。 第九章：结构可靠性与抗风险评估 现代结构设计必须建立在概率论基础之上。本章引入可靠度理论（Reliability Theory），解释了分项系数和分部系数的确定依据。重点讲解了结构系统可靠性指标的计算方法，以及如何通过敏感性分析来识别影响结构安全性的主要随机变量。此外，探讨了在极端事件（如爆炸、碰撞）下结构的“倒塌防护”设计理念，确保结构在局部损伤后仍能维持整体稳定。 --- 总结 《建筑结构设计与优化原理》旨在提供一套超越软件操作层面的、坚实的理论框架和工程方法论。它要求读者从力学本质出发，理解设计决策背后的科学依据，培养应对复杂工程问题的综合分析能力，是结构工程师职业生涯中不可或缺的深度参考书。本书内容严谨、论述深入，是结构领域从理论走向工程实践的桥梁。

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