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出版者:

作者:Jawad, Maan H.

出品人:

页数:476

译者:

出版时间:2003-1

价格:$ 111.87

装帧:

isbn号码:9780791801994

丛书系列:

图书标签:

• 结构设计
• 板壳结构
• 结构力学
• 有限元分析
• 土木工程
• 机械工程
• 结构稳定性
• 结构优化
• 工程结构
• 建筑结构

结构工程的基石：现代钢筋混凝土结构设计原理与应用 本书全面深入地探讨了现代钢筋混凝土结构的设计、分析与施工，旨在为结构工程师、土木工程专业学生以及相关技术人员提供一套系统、详尽且具备高度实践指导意义的知识体系。 本书的核心目标在于阐明钢筋混凝土（Reinforced Concrete, RC）结构设计所依赖的基本力学原理、材料科学特性以及现行设计规范（如AASHTO LRFD、ACI 318、Eurocode 2等关键标准）的实际应用。我们聚焦于如何精确地预测和控制这些复杂复合材料在不同荷载条件下的行为，确保结构具备卓越的安全性、耐久性和经济性。 第一部分：基础理论与材料科学 本部分为后续高级设计奠定坚实的理论基础。首先，我们将详细回顾材料性能。钢材（包括普通钢筋和高强度钢筋）的应力-应变关系、屈服、拉伸特性以及温度对性能的影响被详尽解析。对于混凝土，重点讨论了水灰比、骨料选择、龄期对强度的影响，特别是开裂机理、脆性与韧性行为，以及抗压强度、抗拉强度和变形性能的精确量化。 随后，深入探讨素混凝土与钢筋的粘结机理。粘结强度是决定RC结构性能的关键因素，本书剖析了界面剪力传递机制、锚固长度设计的重要性，以及如何通过合理的配筋布置来优化这种协同工作能力。 材料的耐久性是现代结构设计的核心关注点。我们系统分析了钢筋锈蚀的化学过程、氯离子侵蚀、碳化作用以及硫酸盐侵蚀的机理。针对这些环境侵蚀因素，本书提供了详尽的防护措施和设计构造要求，包括最小保护层厚度、透水性控制以及抗渗设计的策略。 第二部分：截面分析与极限状态设计 本部分的核心是极限状态设计法（Limit State Design），这是目前全球主流的设计范式。我们详细阐述了荷载组合与分项系数的确定原则，区分了强度极限状态（Ultimate Limit State, ULS）和使用极限状态（Serviceability Limit State, SLS）的设计目标。 强度分析是重中之重。对于梁截面，我们基于塑性理论推导了受弯构件的平衡方程，精确计算了正截面受拉破坏、受压破坏以及受拉破坏的极限承载力。对于受剪构件，本书不仅涵盖了传统的斜截面抗剪承载力计算，还引入了更先进的桁架模型，用以指导复杂剪力墙和深梁的设计。 在配筋设计方面，详细讲解了最小配筋率与最大配筋率的工程意义，确保构件的延性表现。对于受压构件（柱），我们结合P-M 相互作用图的绘制与应用，全面分析了轴压、偏心受压以及反弯矩作用下的承载力，并重点讨论了箍筋在约束核心混凝土和防止钢筋屈曲中的关键作用。 第三部分：结构构件的详细设计与构造 本书将理论知识转化为具体的工程实践，详细介绍了各类标准构件的设计与构造细节。 1. 楼板设计： 从最基本的单向板、双向板到复杂的肋梁板体系，详细讲解了弯矩与剪力的精确分配，以及如何根据规范确定最小厚度与配筋间距，重点对比了塑性分析法与弹性分析法在楼板设计中的适用性。 2. 梁与次梁设计： 涵盖了超静定梁系的弯矩重分布技术，详述了止动点（Point of Inflection）的确定，以及在现浇混凝土结构中如何处理连续梁的支座负弯矩配筋，强调了锚固长度、搭接长度与构造附加钢筋的设置标准。 3. 楼梯设计： 针对直行楼梯、转角楼梯，明确了梯段板和休息平台板的几何尺寸确定、荷载取值以及配筋方式，确保其承载力和整体性。 4. 基础设计： 基础是结构安全的关键。本书深入讲解了浅基础（独立基础、条形基础、筏板基础）的受力分析，包括地基承载力的确定、不均匀沉降控制，以及基础梁和底板的配筋计算。对于复杂情况，如高层建筑的箱形基础，也提供了相应的分析思路。 第四部分：抗震与使用性设计 在全球地震多发区，抗震设计已成为结构设计不可或缺的一部分。本部分基于性能化设计理念，详细解读了地震作用的动力特性与反应谱分析方法。 抗震设计重点关注： 延性构造要求：如何通过增加柱的抗剪强度、确保梁柱接头的良好锚固以及控制塑性铰的形成区域，实现“强柱弱梁”的抗震目标。 抗剪承载力校核：引入了构件抗剪强度应考虑轴压效应的设计方法。 节点详图：提供了大量高延性节点（如梁柱节点的核心区配筋）的构造详图，强调了构造配筋在保证延性中的决定性作用。 使用极限状态（SLS）的设计则侧重于结构的日常服役性能。本书详细分析了裂缝控制的设计方法，包括控制最大间距和最小配筋率以限制裂缝宽度在允许范围内。同时，对长期荷载作用下的挠度验算进行了深入讲解，区分了瞬时挠度和考虑徐变效应的长期挠度计算。 第五部分：预应力混凝土结构导论 为拓展结构设计的前沿视野，本书最后引入了预应力混凝土（Prestressed Concrete, PC）的基本原理。本章阐释了预应力的基本概念、优势（减少裂缝、提高刚度）以及预应力损失的计算。简要介绍了有粘结与无粘结预应力的基本分析方法，为读者理解大跨度结构设计提供了必要的补充知识。 全书特色： 1. 规范紧密结合： 内容紧密围绕国际主流设计规范的最新发展，并提供跨规范的对比分析。 2. 实例驱动： 每章后均附有详细的工程实例，指导读者如何将理论计算转化为可执行的施工图纸。 3. 深度与广度兼顾： 从材料本构关系到复杂结构的抗震分析，形成一个逻辑严密、层层递进的知识体系。 本书是结构工程师从理论走向实践的必备参考书，致力于培养读者对钢筋混凝土结构“安全、适用、经济、耐久”的全面深刻理解。

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这本《Design of Plate and Shell Structures》的封面设计给我留下了深刻的第一印象。它采用了一种相当简洁却又充满科技感的视觉语言。主色调是深沉的藏蓝和亮眼的银灰，这两种颜色的搭配在一定程度上就预示了内容的严肃性和专业性。书脊上的字体选择了一种现代的无衬线体，清晰有力，非常直观地传达了书籍的核心主题。我注意到封面上方有一个抽象化的结构示意图，它不是某个具体的工程案例，更像是一种力学行为的几何表达，线条的交织和曲面的暗示，一下子就勾起了我对结构力学中那些优雅而复杂的几何模型的兴趣。这种设计很聪明，它没有用一张直愣愣的桥梁或建筑照片来吸引眼球，而是选择了更具学术气质的抽象图形，这表明作者群体希望这本书定位在理论深度而非纯粹的工程应用案例集。翻开书本，纸张的质感也相当不错，印刷清晰，图表线条锐利，这对于需要反复查阅公式和剖面图的读者来说至关重要。从整体装帧来看，它散发着一种经典教科书特有的沉稳气息，让人感觉这绝不是一本浮于表面的入门读物，而更像是一本值得在书架上长期保留的工具书。整个包装传递出的信号是：严谨、专业、深入。

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读完这本书，我最大的感受是它对**工程应用与理论深度之间平衡感**的拿捏达到了一个很高的水准。它没有为了追求数学上的完美而牺牲工程上的可操作性，也没有因为追求工程上的便捷而削弱理论基础的严谨性。在每一章的末尾，作者都附带了一组**“设计挑战”**或**“深入思考题”**，这些题目往往不是简单的数值计算，而是要求读者对特定工况下的结构行为进行定性分析，或是要求比较不同理论模型之间的优劣。例如，其中一道题要求比较在风载荷作用下，一个巨大曲面穹顶结构在采用四边形壳单元和三角形壳单元进行分析时的**收敛速率差异**，这迫使读者必须回顾前面关于单元刚度矩阵构造的章节。这种将理论学习直接导向实际工程判断的训练模式，无疑是提升工程判断力的绝佳途径，使人感觉这本书不仅教会了“如何算”，更重要的是教会了“如何思考”。

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深入到内容的核心部分，我发现这本书在有限元方法的应用探讨上显得尤为扎实和细致。它并非只是罗列一些现成的单元类型，而是花费了大量篇幅去解释那些**高阶单元的构建原理**以及**积分点选择**对计算结果精度的影响。书中对**剪切锁定（Shear Locking）**问题的处理，展示了作者对数值稳定性的深刻理解。他们不仅指出了问题的存在，还详细比较了应力惩罚法、混合公式法等多种缓解手段的技术细节和工程代价。对于我们实际工作中经常遇到的**非正交网格**或**复杂曲面建模**带来的挑战，这本书也提供了基于理论推导的优化建议，而不是简单地建议“换个软件试试”。其中关于**壳单元的厚度方向积分**的展开部分，我发现其中引用的某些积分公式在其他同类教材中很少被提及，这表明作者在挖掘和整合最新研究成果方面下了很大功夫，使得这本书的理论前沿性得到了充分体现。

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这本书在对特定结构类型进行专题研究时，展现出了一种严谨的“从简化到复杂”的递进逻辑。比如在关于**折板结构（Folded Plate）**的分析章节，作者首先从经典的**梁系法**入手，清晰地界定了其适用范围，随后便迅速过渡到更为通用的**能量法和位移法**的矩阵形式表达。更让我感到惊喜的是，书中对**旋转对称壳体**的分析并没有止步于线弹性范畴，而是探讨了**屈曲**和**后屈曲行为**的数值模拟，尤其是在描述**本征模式（Eigenmodes）**的几何失稳路径时，图示非常直观地揭示了载荷路径与结构响应之间的复杂耦合关系。对于那些需要处理例如压力容器、冷却塔等这类具有高度几何对称性的结构的工程师来说，这部分内容简直是如获至宝，因为它提供了从基本原理出发构建定制化分析模型的理论基石，而不是单纯依赖商业软件的“黑箱”输出。

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初次翻阅内页，我立刻被作者在绪论部分所展现出的那种深厚的理论功底所折服。他们似乎没有急于跳入具体的计算公式，而是花了相当大的篇幅来探讨“为什么”——即板壳结构在工程实践中扮演如此关键角色的根本原因，以及它们在理论力学模型上相较于梁和桁架模型的本质区别。这种由宏观到微观的引导方式，非常适合那些希望建立坚实基础的工程师或高年级学生。书中对**应力奇异性**和**边界条件敏感性**的讨论尤为精辟，作者没有简单地套用经典理论，而是结合了大量的历史背景和不同学派的观点进行对比分析。例如，在讨论薄壳的几何非线性时，书中引入了好几种不同的应力应变关系描述，并详细剖析了每种描述在特定载荷条件下的适用范围和局限性，这种多角度的审视，极大地拓宽了我的思维边界。我尤其欣赏作者在解释复杂数学推导时所采用的逻辑层次感，每一步骤的引入都有明确的物理意义支撑，避免了纯粹的数学堆砌，让人在学习过程中始终保持对结构行为的直观理解。

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