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出版者:电子工业出版社

作者:马尔科姆·米莱 (Malcolm Millais)

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2016-9-1

价格:CNY 98.00

装帧:平装

isbn号码:9787121298516

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建筑结构设计与抗震分析 本书导言：复杂工程的基石与未来 在现代土木工程领域，建筑结构的设计与分析是确保人类居住和工作环境安全与舒适的核心要素。本书《建筑结构设计与抗震分析》旨在为结构工程师、岩土工程师、结构设计专业学生以及相关科研人员，提供一套全面、深入且与时俱进的理论框架与实践指导。我们不仅关注传统结构体系的力学基础，更着重于面对日益严峻的自然灾害（如强震、台风、极端荷载）时，结构系统如何实现高效、可靠的性能。 本书的内容组织遵循从基础理论到高级应用，再到前沿研究的逻辑链条，力求覆盖当代结构工程实践中的关键挑战与创新方向。全书共分为六大部分，三十五章节，内容详实，图例丰富，旨在帮助读者构建起一个扎实的、能够应对未来工程需求的知识体系。 --- 第一部分：结构力学基础的深化与拓展 (1-7章) 本部分是对结构力学基础概念的系统性回顾与深化，特别强调了在三维空间和复杂荷载作用下的分析方法。 第1章：连续体介质力学基础 深入探讨了应力与应变张量的定义、平衡方程与相容方程。重点解析了材料的本构关系，包括线弹性、弹塑性及粘弹性模型的适用条件与参数确定。通过引入张量分析的工具，为后续的高级结构分析打下坚实的数学基础。 第2章：结构动力学基础 阐述了单自由度与多自由度体系的振动特性。详细推导了自由振动、受迫振动的微分方程解，并引入了模态分析的概念。对于现代结构工程中常见的阻尼特性，如粘滞阻尼、库仑阻尼，进行了详细的辨识与建模方法讨论。 第3章：结构稳定性理论 探讨了杆系结构、板壳结构的失稳模式。着重介绍了欧拉屈曲公式的局限性与修正，以及P-Delta效应在框架结构中的量化分析方法。对于复杂几何形状构件的整体稳定性，引入了基于能量法的判别准则。 第4章：结构分析的数值方法 本章聚焦于有限元方法（FEM）在结构工程中的应用。详细介绍了杆单元、梁单元、板单元及实体单元的刚度矩阵形成过程。通过实例解析了网格划分的敏感性分析、边界条件施加的技巧，并对比了商业软件计算结果的验证方法。 第5章：材料本构关系的高级应用 讨论了钢材、高性能混凝土（HPC）、再生骨料混凝土（RAC）的非线性力学行为。特别关注了钢材在高温、火灾条件下的强度折减模型，以及混凝土受压区应力应变曲线的先进模型（如Modified Compression Field Theory, MCFT）。 第6章：结构体系的简化与理想化 探讨了如何根据工程实际和分析精度要求，对复杂结构进行合理的理想化处理。包括节点连接的刚度简化、墙体与梁板的有效宽度计算，以及对空间桁架和网壳结构的几何离散化策略。 第7章：荷载与作用的精确评估 涵盖了规范中的静力荷载（恒载、活载）和环境荷载（风荷载、雪荷载、温度应力）的取值与组合原则。特别强调了风洞试验数据在超高层建筑风荷载确定中的作用，以及地震动输入参数的选取标准。 --- 第二部分：钢筋混凝土与预应力结构设计 (8-14章) 本部分聚焦于土木工程中最广泛应用的钢筋混凝土（RC）结构和预应力（PSC）结构的设计原理、构件设计与施工控制。 第8章：RC构件极限承载力分析 深入分析了弯曲、剪切、扭转及轴压构件的受力机理。采用塑性铰理论和纤维模型，精确计算构件的极限承载力。着重讨论了剪力设计中，对斜拉区钢筋配置的优化策略。 第9章：变形与裂缝控制设计 阐述了裂缝控制的设计理念。详细介绍了基于荷载分级和应力控制的裂缝宽度验算方法，并探讨了温度和收缩引起的长期变形分析，强调了后张预应力构件的应力松弛效应。 第10章：现浇与装配式RC结构设计 对比分析了现浇框架与装配式结构的设计差异。详细介绍了连接节点（如湿接缝、键槽连接）的抗剪和抗拉性能设计，以及装配式结构在施工阶段的临时支撑与荷载传递问题。 第11章：预应力混凝土结构设计 讲解了有粘结与无粘结预应力的基本原理、应力损失计算与超静定结构中的二次应力分析。重点展示了箱梁、现浇叠合板等结构中预应力筋的最佳布置方法。 第12章：地下结构与挡土墙设计 探讨了土压力计算的理论（朗肯、库仑理论及其修正），以及不同类型挡土墙（重力式、悬臂式、锚定式）的稳定性验算。对地下室结构抗浮和防水设计提出了具体的技术要求。 第13章：桥梁与大跨结构中的RC应用 探讨了连续梁、斜拉桥主塔和箱梁的内力分析方法，并结合疲劳验算，对桥面板和主梁的钢筋配置给出了优化建议。 第14章：钢筋锚固与搭接构造 详细分析了钢筋在混凝土中的粘结机理，重点介绍了锚固长度的计算、机械锚固件的选择与应用，以及钢筋搭接长度在不同受力情况下的要求。 --- 第三部分：钢结构的设计与连接技术 (15-19章) 本部分专注于钢结构的设计理念、高性能钢材的应用，以及各种复杂连接节点的详尽设计方法。 第15章：钢结构性能化设计与规范 介绍了基于目标可靠度的抗力设计方法，对比了不同国家和地区钢结构设计规范中的关键差异。重点讨论了高强度钢材（如Q460, Q550）在优化截面尺寸中的应用潜力。 第16章：压弯构件的稳定性设计 深入分析了压杆的整体屈曲（欧拉）和局部屈曲（板件失稳）。详细阐述了LBB（Length-Buckling-Local）理论在评估构件稳定性的应用，以及考虑了截面塑性发展后的承载力折减系数的确定。 第17章：螺栓与焊接连接节点的详图设计 这是钢结构设计的核心。详细介绍了承载力控制的螺栓连接（承压型、摩擦型）和抗剪、抗弯、抗扭焊接节点的设计与验算。重点讨论了“强柱弱梁”原则在节点设计中的体现，以及抗疲劳焊缝的设计要求。 第18章：钢结构的空间稳定性与侧向扭转屈曲 针对细长悬臂梁、高层建筑的钢梁等，分析了侧向扭转屈曲（LTB）的临界弯矩。介绍了CBE（Continuous Beam Element）法和简化的临界应力法，以确保梁在受弯构件中的抗扭刚度。 第19章：轻型钢结构与冷弯薄壁型钢 针对轻钢建筑体系，阐述了冷弯型钢截面的局部失稳、畸变失稳和整体失稳的分析。重点讨论了连接件的刚度对整体稳定性的影响，以及腹板的有效宽度计算方法。 --- 第四部分：抗震工程：理论、分析与实践 (20-27章) 本部分是全书的重点和难点，聚焦于结构在地震荷载下的响应分析、抗震设计方法以及新型抗震技术。 第20章：地震动特性与场地效应 深入分析了地震波的特征（峰值加速度、反应谱）。详细解释了场地分类、场地修正系数的确定，并介绍了不同地震区对结构设计的影响系数。 第21章：结构抗震分析方法 系统介绍了等效静力法、反应谱分析法、时程分析法（Time History Analysis）。重点讲解了模态叠加法的适用性、高阶模态的截断准则，以及非线性时程分析中材料模型的选择。 第22章：抗震设计的基本原则与性能化设计 阐述了基于“大震不倒、中震可修、小震不坏”的多遇抗震目标。详细介绍了基于性能的抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的概念框架，包括性能指标、需求量化和损伤评估。 第23章：塑性铰分析与延性设计 探讨了结构耗能的原理。通过推导塑性抗震耗能系数，指导工程师如何通过合理的配筋和构造构造，确保结构在强震下形成预期的塑性铰，从而实现延性耗能。 第24章：钢筋混凝土结构的抗震构造措施 详细介绍了梁柱节点域的构造要求、箍筋加密区长度、梁柱配筋率的限制，以及剪力墙的边缘构件配筋设计。强调了这些构造措施在保证延性方面的重要性。 第25章：钢结构抗震与连接节点强化 阐述了钢结构在地震中如何通过屈服耗能。重点分析了梁柱刚性连接和偏心连接的抗震设计，包括“Seismic Restrainer”的应用，以及对焊接残余应力对疲劳寿命的影响。 第26章：隔震与消能减震技术 深入介绍新型抗震技术。详细分析了隔震支座（如叠层橡胶支座、摩擦摆支座）的非线性力学模型及其在反应谱分析中的应用。对粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、屈服型消能元件的选型与布置进行了对比研究。 第27章：结构健康监测（SHM）与震后评估 探讨了利用传感器网络对结构进行实时健康监测的技术。介绍了地震发生后，利用残余变形、模态频率变化对结构损伤程度进行快速、非侵入式评估的方法。 --- 第五部分：先进结构体系与特殊结构分析 (28-32章) 本部分将视角拓展至超高层建筑、大跨空间结构、复杂结构的受力机理与设计要点。 第28章：超高层建筑的动力响应与控制 针对百米以上建筑，重点分析了风致振动、涡流脱落对结构的影响。详细介绍了巨型框架、伸臂桁架、核心筒-外框筒等复杂结构体系的力流传递机制，以及最优阻尼器的设置策略。 第29章：筒体结构与剪力墙体系 深入分析了剪力墙（IRCW）的平面外稳定性、开洞墙的应力集中效应。探讨了框架-核心筒体系的相互作用机理，以及垂直荷载在不同抵抗体系间的分配规律。 第30章：空间桁架与网壳结构的分析 介绍了空间结构在三维荷载作用下的内力计算。重点讲解了薄壳理论在网壳结构分析中的应用，以及节点刚度对整体稳定性的敏感性分析。 第31章：预应力张拉结构与膜结构 探讨了预应力索网的受力平衡原理和线形分析方法。对于膜结构，介绍了初始平衡态的确定和风荷载作用下的非线性分析，以及张拉力的精确控制。 第32章：新型材料结构：木结构与复合材料 涵盖了新型工程材料在结构中的应用。详细解析了胶合木（Glulam）和正交胶合木（CLT）的力学性能和连接节点设计。对纤维增强复合材料（FRP）在结构加固和新建结构中的应用前景进行了展望。 --- 第六部分：结构设计自动化与工程实践 (33-35章) 本部分旨在弥合理论与实际工程应用之间的鸿沟，关注设计流程的优化和质量控制。 第33章：设计校核与极限状态设计 系统回顾了极限状态设计法（LRFD）的流程。重点阐述了可靠度分析在结构设计中的地位，以及如何通过调整分项系数和重要性系数，满足不同结构体系的风险要求。 第34章：结构设计模型的精确化与误差控制 讨论了从建筑模型到结构分析模型转换过程中的信息丢失与误差累积。强调了参数化建模技术在提高设计效率和减少人为错误中的作用，并提出了基于BIM的结构审查流程。 第35章：施工阶段结构安全控制 结构设计的安全不仅止于竣工。本章讨论了施工阶段的临时荷载、顺序安装效应、混凝土养护过程中的温度应力控制，以及关键支撑拆除的验算要求，确保结构在全寿命周期内的安全性。 --- 本书特点： 1. 深度融合规范与前沿理论： 内容严格遵循国际主流设计规范（如AASHTO, Eurocode, AISC/ACI等），并结合最新的学术研究成果，特别是关于非线性动力学和性能化设计的前沿理论。 2. 强调计算思维： 大量篇幅用于解析复杂问题的解析解推导和数值模拟方法的内在机理，培养读者独立解决非常规工程问题的能力。 3. 实践指导性强： 包含大量工程案例分析和关键构造节点的详图说明，帮助读者将理论知识直接转化为可实施的设计方案。 本书是结构工程师从“会用软件”向“精通原理”转变的必备参考书。

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我是一位在建筑设计院工作多年的结构工程师，我更看重书籍对设计理念的引导。《建筑结构原理》的价值绝非仅限于技术手册的范畴，它更像是一部关于“结构美学”和“工程哲学”的著作。书中对不同历史时期结构形式的演变过程进行了简练而深刻的回顾，让我明白了结构设计不仅仅是满足规范的强度和刚度要求，更是对空间、材料和经济性的综合权衡。尤其是关于“结构效率”的论述，作者提倡在保证安全的前提下，如何通过优化布局和截面选择，实现结构自重的最小化和材料利用率的最大化，这对于当下强调绿色和可持续发展的建筑行业来说，具有极强的现实指导意义。书中的一些设计案例分析，展现了结构工程师如何通过巧妙的结构设计，赋予建筑独特的形态和气质，突破了传统框架结构的束缚。阅读它，让人在技术层面精进的同时，也能提升自己的设计格局和人文素养。

评分☆☆☆☆☆

我是一名结构设计领域的自由职业者，对书籍的实用性和即时参考价值要求极高。《建筑结构原理》的强大之处在于其内容的全面性和对现代计算方法的兼容性。它并没有固步自封于传统的解析法，而是非常及时地引入了现代结构分析中常用的矩阵刚度法等数值计算的基础理论，并且用简洁的语言将其背后的物理意义阐述清楚，这对于我频繁使用不同结构软件进行建模和校核工作来说，是极大的便利。当我遇到一些非标准或者复杂的荷载组合时，书中提供的多自由度体系的振型分析和动力响应计算方法，能够迅速帮助我建立正确的分析思路，而不是盲目依赖软件的“黑箱”结果。此外，本书的排版和索引设计也相当人性化，关键公式和定理都被清晰地标注和归纳，使得我能够在短时间内快速定位到所需的理论依据，极大提升了我的工作效率和对设计方案的信心。

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对于一名土木工程专业的学生来说，选择合适的参考书是决定学习进度的关键。《建筑结构原理》对我而言，最大的优点在于它将看似枯燥的力学原理与实际的工程应用场景完美地衔接了起来。最让我受益匪浅的是它对“失效模式”的分析。以往的学习中，我们总是专注于如何让结构“不倒塌”，但这本书深入探讨了各种“不理想”的受力情况——比如局部屈服、构件失稳或疲劳损伤等——并详细分析了这些情况对整个结构体系的影响。这种前瞻性的风险评估能力，是教科书通常不会深入涉及的。我记得有一次在做有限元分析练习时，模型结果与预期不符，正是翻阅这本书中关于“次结构效应”的那一章，我才意识到是自己忽略了某个次要构件的刚度贡献。这本书的章节组织逻辑非常清晰，知识点层层递进，即便是初次接触某些高级概念，也能通过前面章节的铺垫，自然而然地理解其内涵，真正做到了循序渐进。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的结构设计负责人，手头项目繁多且复杂，对工具书的要求极高，不仅要求内容准确，更要求查询便捷、能够提供解决实际问题的思路。说实话，市面上关于结构的书籍汗牛充栋，但真正能让我眼前一亮的并不多。然而，《建筑结构原理》的独特视角让我印象深刻。它没有过多纠缠于基础的应力应变计算，而是将重点放在了“整体性”和“延性”的考量上。书中关于结构抗震设计的章节，对“柔性连接”和“消能减震”技术的探讨，结合了最新的研究成果，这对我优化超高层建筑的设计方案提供了极具价值的参考。我特别欣赏作者在阐述复杂力学模型时所展现出的那种“大师风范”，那种深厚的工程直觉和对结构稳定性的深刻洞察，是冰冷的数字无法替代的。此外，书中对施工阶段可能出现的误差对最终结构性能影响的讨论，也提醒着我们设计不仅要考虑理想状态，更要预留足够的安全裕度。这本书，对我来说，更像是一位随时可以请教的资深顾问。

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这本《建筑结构原理》简直是结构设计领域的“灯塔”！我作为一个刚入行的结构工程师，在学校里学的那些理论知识总是感觉有些抽象和脱节，真正面对实际项目时，心里还是没底。直到我接触到这本书，才真正体会到理论与实践结合的魅力。它的叙述方式非常严谨，但又充满了启发性。比如，在讲解荷载传递路径时，作者不仅仅是罗列公式，而是通过大量生动的工程案例剖析，让我清晰地看到一栋建筑是如何“呼吸”和“抵抗”外部力量的。书中对各种结构形式，从传统的梁柱体系到现代的复杂空间结构，都有深入浅出的分析，特别是对材料的本构关系和受力变形的描述，简直是教科书级别的精准。读完这部分内容，我感觉自己对结构安全性的理解提升到了一个全新的高度，不再是死记硬背规范条文，而是真正理解了规范背后的科学逻辑。这本书的图文并茂的处理方式也功不可没，那些精心绘制的结构示意图，帮助我快速捕捉复杂问题的核心，极大地提高了我的学习效率。可以说，这本书为我打下了坚实的结构分析基础。

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回头看第二版也没有写得特别好啦，翻译显得特别业余，影响阅读体验。

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