Introduction to Natural and Man-made Disasters and their Effects on Buildings pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Architectural Press

作者:Roxanna McDonald Architect RIBA AA Dip Cons Grande Bretagne DAA/AL France

出品人:

页数:256

译者:

出版时间:2003-12-31

价格:USD 56.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780750656702

丛书系列:

图书标签:

• Disasters
• Natural Disasters
• Man-made Disasters
• Building Damage
• Structural Engineering
• Risk Assessment
• Hazard Mitigation
• Civil Engineering
• Emergency Management
• Disaster Resilience

灾害与建筑：风险、韧性与可持续性 图书简介 本书深入探讨了自然与人造灾害对现代建筑环境构成的复杂挑战，并提供了一套系统的框架，用于理解、评估和减轻这些风险，最终目标是构建更具韧性、更可持续的未来城市空间。我们超越了单纯的结构工程范畴，将目光投向跨学科的整合视角，涵盖了从地质学、气候科学到社会经济脆弱性评估的广阔领域。 第一部分：灾害的本质与分类：理解威胁的谱系 本部分奠定了理解建筑风险的基础，详细剖析了不同类型灾害的成因、传播机制及其潜在影响。 第一章：地球的动力与建筑的脆弱性 我们将探讨地球内部的构造活动如何塑造地质灾害。详细分析板块构造理论、地震波的传播特性（P波、S波、面波）及其对不同地基条件（如液化土层、基岩）的影响。重点阐述了历史上重大地震案例（例如 1995 年神户大地震、2010 年智利地震）中建筑失效的模式，区分了剪力破坏、软弱层效应（Pushover Analysis 的基础概念）以及非结构构件（如幕墙、机电设备）在强震中的破坏机理。同时，对火山喷发（岩浆、火山灰、火山碎屑流）的危险性及其对建筑材料耐腐蚀性和结构覆盖的要求进行了细致的论述。 第二章：气候驱动的极端事件 本章聚焦于全球气候变化背景下日益频繁和强烈的气象灾害。首先分析了热带气旋（飓风、台风）的结构、风场分布及其对高层建筑的风荷载计算方法，特别是涡旋脱落现象对结构稳定性的影响。随后，深入研究了极端降雨事件引发的洪水灾害，包括河流泛滥、城市内涝（Pluvial Flooding）和山洪暴发。我们审视了水动力荷载（冲击力、上浮力）如何作用于地下结构和基础，以及泥石流的特点和预警机制。此外，对长期气候变化导致的持续性威胁，如海平面上升、极端热浪和干旱对材料寿命（如混凝土碳化、钢材锈蚀）的加速作用，也进行了量化分析。 第三章：人为制造的风险与技术灾难 本部分将焦点转移到人类活动引发的灾害，这些灾害往往具有突发性和高烈度的特点。详细阐述了工业事故的分类，包括化学品泄漏（毒性扩散模型）、火灾爆炸（BLEVE、闪燃现象）以及核设施事故的辐射后果评估。对于城市环境中的人为风险，本章探讨了基础设施失效（如大坝溃坝、主要管线爆裂）对周边建筑群的连锁反应。风险评估不再局限于结构本身，而是扩展到对关键生命线系统（电力、交通、通信）的韧性要求。 第二部分：风险评估、分析与结构响应 本部分是本书的核心技术章节，旨在为工程师和规划师提供一套科学的风险评估工具箱，并深入解析建筑结构在灾害荷载下的非线性响应。 第四章：概率性风险评估（PRA）框架 我们构建了一个从源头到损失的完整风险评估流程。首先，介绍概率性危险性分析（Probabilistic Hazard Analysis, PHA），确定特定地点的荷载强度随时间发生的概率。随后，引入了概率性风险评估（PRA）的三个核心要素：危险性（Hazard）、脆弱性（Vulnerability）和暴露度（Exposure）。我们详细讨论了建筑系统的脆弱性曲线的构建方法，包括基于性能点的分析（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）与传统基于力的规范设计之间的差异和互补性。评估结果的输出，如年度平均损失（AAL）和风险暴露曲线（Risk Profiles），被用作决策支持的量化指标。 第五章：非线性动力响应与失效模式 本书强调，在极端荷载下，建筑的响应是高度非线性的。本章深入探讨了材料层面的非线性行为，包括钢筋混凝土的滞后回弹、屈服铰的形成以及钢材的后屈服行为。针对地震荷载，我们将详细介绍非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis）的应用，重点关注结构体系的“软化”过程和能量耗散机制（如阻尼器的作用）。对于风荷载和冲击荷载，则侧重于材料的动态特性和结构阻尼比的确定。失效模式分析覆盖了从梁柱连接的脆性破坏到剪力墙的抗剪破坏等多种关键点。 第六章：地基-结构耦合效应与土壤动力学 建筑的最终响应与其所处的地基条件密不可分。本章详细分析了土壤-结构相互作用（SSI）对结构动力响应的放大或衰减效应。讨论了场地效应（Site Effects）在地震区的重要性，以及如何根据岩土工程报告调整地震动输入。此外，深入剖析了地基失稳（如倾覆、沉降）对上部结构功能的影响，并引入了地基加固技术（如深层搅拌、注浆）在提高结构抗灾能力中的应用。 第三部分：韧性设计、减灾策略与未来展望 基于对灾害和响应的深入理解，本部分着重于构建具备前瞻性的减灾和适应策略，实现从“抗住”到“快速恢复”的转变。 第七章：性能化设计与结构优化 性能化设计（Performance-Based Design, PBD）是现代抗灾建筑的核心理念。本章详细介绍了 PBD 的目标（如：可操作性、生命安全、防止倒塌）与对应的性能水平（Immediate Occupancy, Life Safety, Collapse Prevention）。我们探讨了先进的结构控制技术，包括被动控制（隔震、减震技术，如铅芯橡胶支座、粘滞阻尼器）和主动控制系统（如主动质量阻尼器）。设计优化不再追求单一的强度最大化，而是追求在不同荷载情景下，结构能量耗散能力的平衡性与可预测性。 第八章：非结构构件与系统韧性 在许多灾害中，非结构构件（如外围护系统、内部隔墙、机电管道）的损坏往往造成最高的经济损失和最长的停工时间。本章专门探讨了这些“次要”构件的抗震/抗风连接设计，包括柔性连接技术和抗震支架的应用规范。同时，我们关注建筑的系统韧性，即在部分系统受损后，关键功能（如应急通信、医疗救护）如何通过冗余设计和快速部署得以维持。 第九章：可持续性、恢复力与城市规划的整合 最终，抗灾性必须融入可持续发展的框架。本章探讨了在灾后重建中如何应用“更好地重建”（Build Back Better）原则，避免重复过去的脆弱性。我们将绿色建筑标准（如LEED、BREEAM）与抗灾规范相结合，探讨使用可持续、低碳的抗灾材料（如工程木材、高韧性混凝土）的可能性。在城市层面，本书强调了“基于自然的解决方案”（Nature-Based Solutions, NBS），如绿色屋顶、透水铺装在管理城市内涝和降低热岛效应中的协同作用，从而将基础设施的韧性提升到生态系统的层面进行考量。 结论：迈向适应性建筑环境 本书总结了从灾害科学到工程实践的转化过程，强调了跨学科合作、持续监测和适应性学习在未来建筑设计中的不可替代性。我们展望了利用人工智能、数字孪生技术（Digital Twins）对建筑的实时健康监测与灾前预警系统的发展方向，旨在建立一个能预见、能承受、能快速恢复的建筑遗产。

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