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出版者:

作者:胡狄

出品人:

页数:181

译者:

出版时间:2009-8

价格:23.00元

装帧:

isbn号码:9787113102340

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• 预应力混凝土
• 结构设计
• 混凝土结构
• 土木工程
• 桥梁工程
• 建筑工程
• 工程结构
• 预应力
• 结构力学
• 施工技术

《钢结构设计原理及应用》 本书旨在全面阐述钢结构设计的基本理论、方法与实践应用，为工程技术人员提供一套系统、深入的钢结构设计指导。内容涵盖了钢结构的材料特性、结构性能分析、构件设计、连接设计、整体稳定性以及节点构造等关键方面，并结合大量工程实例，展示了钢结构在不同类型建筑中的实际应用。 一、 钢结构基础理论 1. 钢材的力学性能与选用： 详细介绍各种常用钢材（如Q235、Q345、Q390等）的化学成分、物理性能及力学性能，包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等。 分析钢材在不同温度、应力状态下的行为，探讨钢材的塑性、韧性、疲劳性能及脆性断裂的可能性。 指导如何根据结构荷载、工作环境和经济性要求，选择合适的钢材牌号。 2. 钢结构的受力分析与设计理念： 深入讲解钢结构在各种荷载（恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、地震作用等）下的受力特征，包括轴力、剪力、弯矩、扭矩的传递规律。 介绍塑性设计理论及其在钢结构设计中的应用，分析如何利用钢材的塑性变形能力提高结构的承载能力和延性。 阐述强度设计、刚度设计、稳定性设计等基本设计原则，以及如何根据规范要求进行设计。 二、 钢构件设计 1. 受拉构件设计： 详细介绍各种形式受拉构件（如钢板、角钢、槽钢、钢管等）的强度计算方法，包括全截面承载能力、有效截面承载能力等。 分析连接处的应力集中问题，并提供相应的构造措施。 探讨螺栓连接、焊缝连接在受拉构件中的设计要点。 2. 受压构件设计： 重点讲解受压构件（如柱、斜杆、支撑等）的稳定性问题，包括局部失稳和整体失稳。 介绍各种细长比的计算方法，以及如何根据细长比校核受压构件的承载能力。 详细阐述柱的轴心受压、偏心受压承载能力计算，以及如何设计支撑系统提高整体稳定性。 探讨钢柱与梁的连接方式对受压构件整体稳定性的影响。 3. 受弯构件设计： 系统介绍梁、桁架等受弯构件的弯曲强度、剪切强度、抗剪能力计算。 深入分析梁的整体稳定性问题，包括侧向弯曲、扭转等，并提供相应的构造措施，如设置加劲肋、支撑等。 介绍箱型梁、压型钢板组合梁等特殊梁型的设计方法。 探讨荷载组合和内力放大在梁设计中的应用。 4. 受弯、受压、受剪组合作用构件设计： 针对同时承受多种内力的构件（如框架梁、柱），详细介绍组合效应下的设计方法。 分析轴力、弯矩、剪力相互作用对构件承载能力和稳定性的影响。 提供根据国家规范进行综合校核的步骤和示例。 三、 钢结构连接设计 1. 螺栓连接： 详细介绍各种螺栓（如普通螺栓、高强度螺栓）的连接原理、受力性能及设计要求。 分析螺栓孔对连接强度的影响，探讨孔边距、孔间距等构造要求。 介绍剪力连接、拉力连接、抗剪抗拉连接的设计计算方法。 讲解高强度螺栓摩擦型连接、承压型连接的构造和设计要点。 2. 焊缝连接： 深入讲解各种焊缝（如角焊缝、坡口焊缝）的连接原理、受力性能及设计要求。 分析焊缝的强度、延性及其变形性能。 介绍对接焊缝、角焊缝的强度计算方法，以及对接焊缝的坡口形式选择。 探讨不同连接位置（端部连接、中间连接）和受力状态下焊缝的设计要点。 讲解焊缝的质量要求和检验方法。 3. 节点构造： 针对框架节点、桁架节点、支撑节点等典型节点，提供详细的构造设计指导。 分析节点处的受力复杂性，强调节点设计的经济性、可靠性和施工可行性。 提供节点板、连接件的设计示例，以及节点细节处理的建议。 讲解节点刚度对整体结构性能的影响。 四、 钢结构整体稳定性设计 1. 侧向稳定性： 详细阐述梁、框架在水平荷载（风、地震）及竖向荷载作用下的侧向稳定性问题。 分析侧向屈曲的机理，介绍等效侧向扭转刚度、临界屈曲荷载等概念。 提供梁、框架的整体侧向稳定性校核方法。 2. 整体屈曲与局部屈曲： 研究框架结构、桁架结构在轴向荷载作用下的整体屈曲行为。 分析薄壁截面构件在受压、受弯时发生的局部屈曲现象。 介绍如何通过改变截面形状、增加加劲肋等方式提高结构的整体稳定性和构件的局部稳定性。 五、 钢结构工程应用实例 1. 钢结构建筑： 展示钢结构在工业厂房、多层及高层建筑、体育场馆、展览中心等各类建筑中的应用。 通过具体工程案例，讲解钢结构体系的选择、结构布置、节点设计及施工工艺。 分析不同建筑类型对钢结构设计提出的特殊要求。 2. 钢结构桥梁： 介绍钢结构在桥梁工程中的应用，如钢桁架桥、钢箱梁桥、钢拱桥等。 讨论桥梁结构在重载、动载、疲劳等特殊条件下的设计要点。 六、 钢结构设计规范与软件应用 1. 国家与行业设计规范： 介绍与钢结构设计相关的国家及行业设计规范（如《钢结构设计标准》GB50017、《高强度螺栓连接施工及验收规程》JGJ82等）的主要内容和应用。 强调规范的重要性，并指导读者如何正确理解和运用规范条文。 2. 结构设计软件应用： 简要介绍目前常用的钢结构设计软件（如PKPM、SAP2000、ETABS等）的功能和应用。 说明如何利用软件进行结构建模、荷载输入、内力分析、构件设计及稳定性校核。 本书内容严谨、结构清晰，语言通俗易懂，配以丰富的图示和计算示例，适合土木工程、建筑工程等专业的学生、研究人员以及从事钢结构设计、施工、监理的工程师参考。通过学习本书，读者将能够掌握钢结构设计的核心理论和方法，并能独立完成各类钢结构的工程设计。

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从一个结构工程师的角度来看，这本书给我最大的启发在于它对**结构抗裂性能**的强调远远超过了单纯的极限承载力。书中关于“应力限制设计法”的论述，简直可以视为一本独立的抗裂手册。作者反复强调，预应力混凝土的优越性首先体现在其良好的使用性上，即在正常使用荷载下保持不开裂或微小裂缝状态。特别是对**正常使用极限状态（SLS）下**的应力校核，它给出了不同于标准规范的、基于概率分布的更精细化的计算模型。我记得它有一个章节专门讨论了**预应力构件在疲劳荷载**下的寿命预测，这在桥梁设计中是必须面对的问题。书中引入了S-N曲线的概念，并将其与预应力损失模型相结合，构建了一个综合的疲劳评估框架。这种将不同设计阶段的考量融为一体的系统性思维，是很多零散的资料无法提供的。它教会我的不是“怎么做”，而是“为什么这么做”，以及在不同工况下，设计的侧重点应该如何权衡。

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这本书的排版和图示风格，说实话，挺有年代感的，字体和线条的粗细都透露着一股浓厚的学术气息，不像现在很多新出版的书籍那样追求花哨的色彩和现代感。它的优势在于**图表的清晰度**，尤其是在展示**预应力钢材的应力-应变曲线**以及不同荷载步下结构内力图的叠加变化时，那些手绘感十足的示意图反而能让人看得更明白。我尤其赞赏它对**二次效应（即荷载叠加后的影响）**的处理逻辑。它清晰地将自重、恒载、活载与预应力作用分离开来，然后用清晰的数学表达展示它们如何相互作用，这对于理解**结构整体刚度的变化**至关重要。很多设计软件的输出结果容易让人误解，但这本书强迫你理解每一个力是如何在结构中传递的。唯一的遗憾是，可能由于成书时间的关系，它对**新型复合材料在预应力结构中的应用**的探讨几乎是空白的，这在当下快速发展的建筑材料领域算是一个明显的时代局限性。如果能增加一些关于纤维增强聚合物（FRP）预应力筋的耐久性和张拉控制的章节，那就更完美了。

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读完这本书的大半部分，我的感触是，作者在结构分析方法的介绍上，采取了一种非常“数学化”的路径，这对于习惯了“查表”和“套公式”的同行来说，可能需要一个适应过程。它似乎更倾向于从**弹性理论和塑性铰理论的结合点**去构建预应力构件的极限承载力模型。举个例子，它对**非受拉区和受拉区混凝土的应力重分布**那一块的描述，简直像是在解一个复杂的偏微分方程组，每一步的推导都非常严谨，几乎没有跳跃。我个人认为，这种深度解读，能让人真正理解为什么某些简化模型会产生误差。然而，也正因为这种深度，我对其中关于**多样化预应力体系（比如后张法与先张法在施工阶段的差异性处理）**的实例应用部分感到略微不足。虽然理论推导很精彩，但当我要把它立刻应用到某个复杂节点设计时，比如梁柱节点处预应力筋的转角效应或锚区复杂的受拉区应力集中处理上，书中提供的直接设计图例或简化计算流程就显得有些稀疏了。它更像是理论的“源头活水”，而不是“应用水龙头”，需要读者自己去衔接实际的规范要求。

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这本《预应力混凝土结构设计基本原理》的封面设计倒是挺沉稳的，嗯，那种教科书特有的，让人一看就知道是干货满满的调调。我拿到手的时候，主要就是冲着它的名字去的，想着能系统地捋清楚预应力这一块的复杂理论。结果翻开之后，发现它在开篇部分，对于材料科学的基础，比如钢筋和混凝土的本构关系，讲得还是比较扎实的，这一点我很欣赏。毕竟，没有坚实的材料基础，后面的受力分析都成了空中楼阁。不过，我印象最深的是它对**应力松弛和徐变**这两个长期效应的论述。很多教材只是简单提一下，但这本书花了相当大的篇幅去解析这些时间依赖性的变化如何影响预应力损失的计算模型。特别是它引入了几种不同的松弛计算公式，并对比了它们在不同应力水平下的适用性，这对于实际工程中精确预估结构的长期性能至关重要。我记得有一章专门讨论了**锚具的预应力损失**，它细致地分析了不同的锚固机制（如楔形锚固和螺纹锚固）在初次张拉和长期荷载作用下的表现差异，这一点在我的日常工作中简直是救命稻草，因为很多规范只是给出了经验值，而这本书试图从原理上解释这些经验值的来源。总的来说，它在基础理论的深度和对长期性能的关注度上，做得相当到位，适合那些想深挖原理的工程师和研究生。

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这本书的阅读体验，坦白说，门槛不算低。它假设读者已经对普通钢筋混凝土的受力特性有了一个非常扎实的概念。对于初学者，可能一开始会被那些复杂的张量分析和边界条件设定搞得一头雾水。但如果你已经具备一定的结构设计背景，这本书就像是一把钥匙，能为你打开预应力设计中那些**“黑箱”般的操作**的底层逻辑。我个人最欣赏它对**结构失稳模式**的分类和分析。它不仅关注梁端的弯矩和剪力破坏，还详细分析了**预应力筋的屈曲（Buckling）**问题，尤其是在细长构件中，预应力筋在受压区或侧向约束不足时的行为。书中用大量的篇幅来阐述如何通过合理的后张孔道布置和横向约束来抑制这些非传统失稳模式的发生。这种对“万一”情况的详尽探讨，体现了作者深厚的工程经验和严谨的科学态度。它不是一本让你快速出图的工具书，而是一本让你能自信面对最复杂结构挑战的理论基石。

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