Plastic Design of Frames pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Heyman, Jacques

出品人:

页数:302

译者:

出版时间:2008-5

价格:$ 44.06

装帧:

isbn号码:9780521730877

丛书系列:

图书标签:

• 结构设计
• 钢结构
• 框架结构
• 塑性设计
• 结构力学
• 抗震设计
• 结构工程
• 有限元分析
• 建筑结构
• 结构优化

结构工程的革新与实践：现代钢筋混凝土框架设计与优化 本书旨在为结构工程师、结构设计师以及土木工程专业的高年级学生提供一份关于现代钢筋混凝土（RC）框架结构设计的全面而深入的指南。它聚焦于如何运用最新的设计规范、先进的分析技术以及创新的施工方法，来创建既安全可靠又经济高效的建筑结构。本书避免了对塑料设计（Plastic Design）的深入探讨，转而将重点放在现浇钢筋混凝土结构这一更为广泛和实际的应用领域。 第一部分：钢筋混凝土框架基础理论与材料科学 本书的开篇部分着重于夯实读者对RC结构设计所必需的基础知识。我们深入探讨了混凝土和钢筋的材料特性，不仅仅停留在基本的强度参数，更细致地分析了它们在长期荷载作用下的蠕变、收缩效应以及疲劳性能。 1.1 混凝土的本构关系与性能评估： 详细介绍了不同等级混凝土的应力-应变曲线，重点分析了受压区应力分布的演化。我们阐述了纤维模型（Micro-modeling）在理解裂缝扩展机理中的作用，并讨论了高强度和高性能混凝土（HPC）在现代高层建筑中的应用优势与设计考量。书中包含了最新的规范对混凝土保护层厚度、最小配筋率和最大配筋率的规定，并辅以大量的实验数据和现场案例来佐证这些规范的合理性。 1.2 钢筋的力学行为与连接技术： 对当前广泛使用的热轧带肋钢筋和预应力钢筋的抗拉、抗屈服性能进行了详尽的对比分析。特别关注了钢筋在地震区高周往复荷载下的滞回性能（Hysteretic Behavior）。在连接部分，本书超越了简单的搭接长度计算，深入探讨了机械连接器（如螺纹套筒连接）的抗拉承载力与抗疲劳性能，这对保证框架节点区的连续性和延性至关重要。 1.3 荷载的精确评估与作用机制： 现代结构设计要求对作用在框架上的各种荷载进行精确的量化。本书详细解析了根据ASCE 7或Eurocode等国际标准确定的恒载、活载的取值方法，并重点论述了风荷载和雪荷载在复杂建筑形态下的风洞测试结果与规范化简化方法的权衡。对于抗震设计，我们详细阐述了反应谱分析法（Response Spectrum Analysis）和拟静力分析法（Quasi-static Analysis）的适用条件，以及如何根据场地类别和结构重要性系数来确定设计地震力。 第二部分：结构分析与内力计算的精细化方法 本部分是本书的核心，它将传统的截面法升级到整体结构分析层面，强调使用先进的数值计算工具来求解复杂框架的内力和位移。 2.1 经典框架分析理论的扩展： 复习了力法和位移法（挠度系数法）在平面框架分析中的应用，但立即过渡到使用矩阵分析方法（刚度法）进行三维框架的建模。书中详细演示了如何建立具有真实约束条件的节点矩阵和杆件矩阵，并特别强调了剪力墙、核心筒与框架共同工作时的刚度协调问题。 2.2 二阶效应（P-Delta）与稳定性分析： 对于高层和细长柱为主的框架，二阶效应不容忽视。本书提供了几种有效的P-Delta分析方法，包括迭代法和基于规范的系数修正法。我们展示了如何通过“结构整体稳定性系数” ($ heta$) 来快速判断框架的侧向稳定性，并提供了优化细长柱配筋以抵消P-Delta效应的实用建议。 2.3 剪力墙与框架的耦合效应分析： 现代超高层建筑往往采用框架-核心筒体系。本章详述了剪力墙的剪切变形、弯曲变形和扭转变形对整体结构侧向刚度的贡献。我们介绍了“等效剪力墙模型”（Equivalent Frame Method）的原理，以及如何利用有限元软件（如SAP2000, ETABS）进行更精确的叠合板单元分析，以确保框架梁柱节点区域的准确受力。 第三部分：基于性能的截面设计与抗震细部构造 本书的设计理念从传统的“强度承载力设计”转向了“基于性能的抗震设计”（Performance-Based Seismic Design, PBSD）原则，即确保结构在不同烈度地震下的性能目标。 3.1 延性设计理论与塑性铰的控制： 虽然不涉及塑料设计，但延性（Ductility）是RC抗震设计的核心。我们详细阐述了“强柱弱梁”的设计原则，并通过配筋细节来保证梁端和柱脚形成可预测的塑性铰，而非在节点区域发生脆性破坏。书中提供了梁柱节点抗剪承载力的详细计算步骤，强调了箍筋间距和封闭性对节点延性的决定性作用。 3.2 构件的实际配筋与构造要求： 提供了针对大跨度梁、深梁以及承受偏心荷载的柱的详细配筋图例。特别关注了地震区框架的“抗震等级”要求，包括纵向钢筋的锚固长度、构造区段的加密范围，以及如何通过合理布置受拉钢筋的搭接位置来避免搭接点位于最大弯矩区。 3.3 楼板与次结构对框架的约束作用： 现代框架设计中，楼板不仅仅是承重构件，更是传递剪力和维持柱轴线不变性的“刚性隔板”。本书分析了现浇整体式楼板、组合楼板的刚度贡献，以及如何将楼板视为T型或L型截面的一部分来参与梁的承载力计算，同时避免因楼板开洞对主梁抗剪性能的影响。 第四部分：创新技术与复杂结构应用 本章面向前沿应用，讨论了如何将先进的材料和技术融入到框架结构的设计与施工中。 4.1 预应力混凝土框架（PC）： 详细介绍了后张预应力技术在框架梁中的应用，重点分析了预应力对梁的挠度控制、裂缝控制的显著优势，以及如何进行预应力和有规化配筋的相互协调设计。书中讨论了需要注意的预应力锚固系统和张拉控制标准。 4.2 减隔震技术在框架结构中的集成： 探讨了在框架结构中引入隔震支座或粘滞阻尼器等耗能装置的设计原理和与上部结构刚度的匹配。书中提供了如何修改结构地震反应谱以反映隔震效果的规范应用方法，并对比了不同隔震方案在经济性和可靠性方面的优劣。 4.3 施工性与质量控制： 结构设计必须面向施工。本书最后一部分强调了现场施工的可行性，包括复杂节点模板的制作、密集的钢筋笼绑扎验收标准，以及针对大体积混凝土浇筑的温度控制措施，确保最终结构性能与设计预期的一致性。 总结而言，本书是一本面向实践的、以现浇钢筋混凝土框架为核心，结合现代分析手段和抗震性能化要求的专业参考书。它将理论深度与工程实践紧密结合，旨在提升工程师在设计复杂RC框架结构时的专业能力和创新思维。

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