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出版者:地震出版社

作者:朱镜清

出品人:

页数:210 页

译者:

出版时间:2002年01月

价格:30.0

装帧:平装

isbn号码:9787502820060

丛书系列:

图书标签:

• 结构抗震
• 抗震分析
• 结构工程
• 地震工程
• 有限元分析
• 动力学
• 结构设计
• 抗震规范
• 结构安全
• 工程结构

《结构抗震设计基础》 前言 地震，作为一种突如其来的自然灾害，对人类社会造成的破坏力不容忽视。无数次的历史记录表明，未经有效抗震设计的建筑在地震面前不堪一击，轻则损毁，重则倒塌，带来巨大的生命财产损失。因此，掌握科学的结构抗震分析与设计方法，是每一个从事土木工程领域工作者的基本职责。 本书旨在为广大建筑结构设计人员、工程技术人员以及相关专业的学生提供一套系统、深入的抗震设计理论与实践指导。我们力求内容详实，理论严谨，同时兼顾工程实际应用，帮助读者建立扎实的抗震设计理念，并能够独立解决实际工程中的抗震设计难题。 第一部分：地震作用与结构动力特性 本部分将从地震这一特殊荷载的本质出发，深入剖析其特性，并阐述这些特性如何作用于建筑结构。 地震的基本概念与分类： 从地质学角度解释地震的成因，包括板块构造理论、断层活动等。介绍地震的基本参数，如震级（里氏震级、面波震级、矩震级等）和烈度（麦加夫烈度、MSK烈度等）的区别与联系。详细阐述地震波的传播特性，包括P波、S波、面波等，以及不同波类型对结构产生的不同影响。 地震动特征分析： 深入探讨影响结构抗震性能的地震动时程记录，包括加速度、速度和位移时程。分析地震动记录的关键特征，如卓越周期、峰值加速度（PGA）、峰值速度（PGV）以及它们之间的关系。介绍地震动反应谱的概念，解释不同阻尼比下的结构周期如何响应地震动，这是理解结构动力特性的核心。 结构的动力特性： 讲解结构的自由振动概念，以及如何通过本构方程描述结构的动力响应。重点介绍结构的质量、刚度和阻尼这三个基本动力特性参数，以及它们是如何影响结构的固有周期和振型。通过推导，说明结构质量分布、刚度变化（如楼层刚度、剪切刚度）以及阻尼（如材料阻尼、结构阻尼）对结构整体动力行为的影响。 振动方程与模态分析： 引入达朗贝尔原理，推导单自由度体系的自由振动微分方程，并讲解其解法。扩展至多自由度体系，介绍质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的概念，以及如何建立结构的动力方程。详细阐述模态分析的方法，包括特征值问题及其解法，解释结构的振型和固有频率的物理意义，以及如何通过模态叠加法进行结构动力响应分析。 第二部分：结构抗震分析方法 本部分将系统介绍不同层级的结构抗震分析方法，从概念设计到精细化模拟，满足不同设计阶段和复杂度的需求。 等效侧力法（静力法）： 阐述等效侧力法的基本原理，即用一个等效的水平静力来模拟地震产生的动力效应。详细介绍如何根据结构的重要性和场地类别确定基本地震作用，以及如何利用地震影响系数（或反应谱）和结构自振周期计算各楼层水平地震作用力。讲解风荷载与地震荷载的组合原则。 反应谱分析法（动力规范法）： 详细介绍反应谱分析法，这是目前工程界最常用的动力分析方法。解释如何根据场地地震危险性分析结果，选取合适的反应谱（如设计地震反应谱）。讲解如何进行结构的动力特性分析，提取结构的动力参数（固有周期、振型、质量参与系数）。重点介绍模态叠加法，说明如何将各振型反应进行组合（如平方和开方法SRSS、Complete Quadratic Combination CQC），以获得结构的整体地震反应，包括各楼层的位移、速度、加速度和内力。 时程分析法（动力时程分析）： 介绍时程分析法的原理，即直接使用真实的或人工合成的地震动记录作为输入，通过求解动力方程来模拟结构在地震作用下的实际响应。详细阐述人工合成地震波的方法，以及如何保证合成地震波的统计特性与目标地震动谱相符。讲解直接积分法（如中心差分法、Newmark-β法）在求解动力方程中的应用。讨论时程分析在复杂结构、非线性分析以及工程减隔震设计中的重要作用。 非线性分析方法： 探讨结构在强震作用下可能出现的非线性行为，如材料屈服、构件破坏等。介绍塑性铰模型、滞回模型等概念，以及如何建立结构的非线性力学模型。讲解增量步分析、静力推覆分析（Pushover Analysis）等非线性静力分析方法，以及如何通过这些方法评估结构的承载能力和延性。介绍非线性动力时程分析在预测结构极限抗震能力和失效模式中的优势。 第三部分：结构抗震设计原则与构造措施 本部分将聚焦于如何在设计层面将抗震理论转化为具体的工程实践，确保结构的安全性与韧性。 抗震设计基本原则： 深入阐述“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计思想。解释“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“延性设计”等关键概念，以及这些原则如何指导构件和连接的设计，以实现能量耗散和延性储备。 抗震设防烈度与场地类别： 详细介绍中国建筑抗震设计规范中关于抗震设防烈度、场地类别和设计地震分组的划分原则。解释不同场地类别（如硬土、中硬土、软土）对地震动特性的影响，以及如何据此确定设计参数。 主体结构抗震设计： 针对不同结构类型（如框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等），分别阐述其抗震设计的要点和关键构造措施。例如，框架结构中的梁柱节点延性设计、剪力墙的配筋要求、连梁和连体的抗震设计等。 连接节点抗震设计： 强调连接节点在传递地震力、实现能量耗散中的关键作用。详细介绍梁柱节点、支撑节点、剪力墙连接等关键节点的抗震构造要求，包括钢筋锚固、箍筋加密、焊缝要求等，以确保连接的可靠性和延性。 隔震与减震技术： 介绍隔震（Base Isolation）和减震（Damping）技术的基本原理和应用。阐述隔震支座（如铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座、叠层橡胶支座）和阻尼器（如粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、屈服阻尼器）的工作机理，以及它们如何通过改变结构动力特性、增加阻尼来提高结构的抗震性能。 抗震设计的验算与校核： 明确结构设计过程中需要进行的各项抗震验算内容，包括水平地震作用的计算、构件的强度和稳定性验算、变形控制等。讲解如何根据规范要求进行结构整体和局部构件的抗震性能评估。 第四部分：特殊结构与现代抗震技术 本部分将拓展到更广泛的工程实践，包括非常规结构以及前沿抗震技术。 高层与超高层建筑抗震设计： 探讨高层和超高层建筑由于其自重、高度和动力特性的变化，在抗震设计中面临的独特挑战，如风-地震耦合作用、偶然偏心、扭转效应等，以及相应的分析和构造措施。 桥梁、大跨度结构抗震设计： 介绍桥梁、大跨度屋盖等结构在地震作用下的动力响应特点，以及它们在抗震设计中需要考虑的特殊问题，如桥墩的延性设计、支座的选型、索膜结构的动力分析等。 城市生命线工程抗震设计： 强调城市生命线工程（如给水、排水、燃气、电力、通信系统）在地震中的重要性，以及如何对其进行抗震防护设计，确保震后功能的快速恢复。 既有建筑抗震加固： 介绍针对既有建筑进行抗震性能评估的方法，以及常用的加固技术，如增加抗侧构件、提高构件延性、粘贴纤维增强聚合物（FRP）等。 数值模拟与软件应用： 介绍目前广泛应用于结构抗震分析的通用有限元软件（如SAP2000, ETABS, MIDAS, ABAQUS等），并对软件在模型建立、荷载施加、结果分析等方面的应用进行指导。 结语 结构抗震分析与设计是一个不断发展和完善的领域。随着科学技术的进步和工程实践的积累，新的理论、方法和技术层出不穷。本书的编写目的在于为读者打下坚实的理论基础，引导读者掌握科学的分析工具，并为进一步的深入学习和研究提供一个良好的起点。我们诚挚地希望本书能成为您在结构抗震设计道路上的得力助手。

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这本书的出现，无疑是一股清流，让我在浩瀚的工程技术文献中找到了方向。我从事建筑设计工作已经好几年了，虽然接触过不少结构设计相关的书籍，但对于抗震分析这个核心领域，总感觉隔靴搔痒，缺少一种深入骨髓的理解。市面上的一些书籍，要么过于理论化，公式推导冗长枯燥，让人望而却步；要么过于浅显，停留在概念层面，难以解决实际工程问题。而这本书，恰好填补了这一空白。它在理论的严谨性与工程的实用性之间找到了一个绝佳的平衡点。书中对结构动力学基础知识的讲解，条理清晰，循序渐进，仿佛一位经验丰富的老师，耐心地引导读者一步步走进抗震的世界。我尤其喜欢它在讲解基本概念时，辅以丰富的图示和实际案例，这使得原本抽象的理论变得生动形象，易于理解和消化。例如，在阐述地震波的传播机制时，书中通过三维模型和动画模拟，直观地展示了不同地震波类型对结构产生的差异化影响，这比单纯的文字描述要深刻得多。此外，书中对不同抗震设防烈度下的设计方法和规范解读，也十分到位，为我提供了宝贵的实践指导。这本书就像一位良师益友，它不仅仅是传授知识，更是在培养一种解决问题的思维方式，让我能够更自信、更从容地应对结构抗震设计中的各种挑战。

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阅读这本书的过程，对我来说是一场思维的“洗礼”。之前我对结构抗震的理解，更多的是停留在规范条文的层面，知道“怎么做”，但不知道“为什么这么做”。这本书则给了我一个“由内而外”的视角。它不仅仅是罗列规范，而是深入浅出地讲解了规范背后所蕴含的科学原理和工程智慧。我尤其对书中关于结构体系抗震性能的评价部分印象深刻。它详细介绍了如何通过模型的建立、参数的选择，以及对结构响应的分析，来评估不同结构体系在地震作用下的安全性。例如，书中对剪力墙结构、框架结构、框架-剪力墙结构等不同体系的抗震性能进行了比较，并分析了它们各自的优势和劣势。这让我明白，抗震设计并非一成不变的套用公式，而是需要根据具体的建筑类型、场地条件、设防要求等因素，进行综合的权衡和选择。书中对结构减震和隔震技术的介绍，也让我大开眼界，原来除了提高结构的强度和刚度，还有如此巧妙的“卸力”和“缓冲”方法。这本书让我看到了结构抗震设计更广阔的天地，激发了我不断学习和探索的欲望。

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这本书给我的感觉，与其说是一本技术书籍，不如说是一次深刻的学术对话。作者以一种非常“接地气”的方式，将那些原本高高在上的学术理论，用通俗易懂的语言娓娓道来。我不是科班出身，在结构抗震领域，我之前接触到的资料都充满了晦涩的术语和复杂的图表，让我倍感吃力。但是，这本书的语言风格非常亲切，就像一位学长在耐心指导你一样。它不像某些教材那样，上来就抛出一堆公式，而是先从最基本的生活常识出发，比如为什么建筑物会摇晃，地震是怎么产生的。然后，循序渐进地引入力学原理，用生动形象的比喻来解释复杂的概念，比如把弹簧比作结构的刚度，把阻尼比作能量的消耗。我最喜欢的是书中对结构在地震中破坏形式的讲解，它不仅列举了各种破坏的典型案例，还深入分析了导致这些破坏的原因，比如结构的不规则性、材料的脆性等。这让我对结构的脆弱性有了更直观的认识，也更能理解为什么抗震设计如此重要。这本书让我从一个“旁观者”变成了一个“参与者”，我开始主动去思考，去探索，去理解结构抗震的奥秘。

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这本书的阅读体验，就好比在迷雾中行走，直到这本书的出现，才如同拨云见日，让我豁然开朗。之前我对结构抗震的认识，一直存在着一些模糊的“盲点”。比如，为什么有时候看似坚固的结构，在地震中反而会发生严重的破坏？又比如，不同地区的地震特性对结构的影响究竟有多大？这本书以其独特的视角，巧妙地解决了这些困惑。它不仅仅是停留在理论层面，更是将理论与实践紧密结合。书中对各种实际工程案例的分析，让我看到了理论知识在现实中的应用，也让我认识到，工程实践中往往会遇到许多理论模型无法完全涵盖的复杂情况。它鼓励我跳出书本的框架，用更灵活的思维去分析问题。我特别欣赏书中对结构损伤机理的探讨，它不仅仅是描述破坏现象，更是深入分析了导致这些破坏的内在因素，比如材料的疲劳、连接的薄弱环节等。这让我对结构的“生命周期”有了更全面的认识，也更懂得如何在设计阶段就规避潜在的风险。这本书像一位经验丰富的“老工匠”，它不仅仅传授技艺，更重要的是传授一种对工程的敬畏之心和精益求精的态度。

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当我翻开这本书的时候，我被它宏大的叙事结构和严谨的逻辑所吸引。作为一名刚刚毕业的结构工程师，我对理论知识的系统性有着极高的追求，希望能够构建一个完整而扎实的知识体系。这本书在这一点上做得非常出色。它没有停留在对某个特定抗震技术的简单介绍，而是从结构动力学最根本的原理出发，深入剖析了结构在地震作用下的响应机制。从单自由度体系的振动特性，到多自由度体系的动力分析方法，再到拟静力法、反应谱法以及更复杂的时程分析法，书中都进行了详尽的阐述。我特别欣赏它在推导过程中所展现出的数学功底，每一步的逻辑都严丝合缝，没有丝毫的跳跃。这让我能够真正理解每一个公式背后的物理意义，而不是简单地记忆和套用。同时，书中对不同分析方法的适用条件、优缺点以及在实际工程中的应用案例的对比分析，也让我对如何选择合适的分析工具有了更清晰的认识。它不仅仅是一本教材，更像是一部关于结构抗震分析的“百科全书”，内容丰富，讲解透彻，为我构建了一个坚实的理论基础，为我未来的职业发展打下了坚实的地基。

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