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出版者:Wiley

作者:Ralph B. Peck

出品人:

页数:514

译者:

出版时间:1974-01

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471675853

丛书系列:

图书标签:

• 结构
• 基础工程
• 土力学
• 土木工程
• 地基工程
• 岩土工程
• 地基处理
• 桩基
• 地基稳定性
• 土力学
• 工程地质
• 基础设计
• 建筑工程

好的，这是一本名为《结构动力学与抗震设计》的图书简介，内容旨在与《基础工程》有所区别，并提供详细的技术描述。 --- 图书简介：《结构动力学与抗震设计》 概述 《结构动力学与抗震设计》是一本面向土木工程、结构工程领域的高级教科书与专业参考手册。本书深入探讨了结构系统在时变荷载作用下的动力响应规律，并系统阐述了基于性能的抗震设计理论与先进的工程实践方法。本书旨在弥合传统静力设计方法与现代复杂荷载条件下的结构响应分析之间的鸿沟，为工程师提供应对地震、风荷载及其他动态冲击的坚实理论基础和实用工具。 本书内容涵盖从基础理论推导到复杂工程应用的全过程，强调物理意义的清晰阐释与严谨的数学建模。它不仅是一本理论著作，更是一本指导工程师如何设计出安全、可靠、具有韧性结构的实践指南。 主要内容模块 本书结构严谨，共分为六大部分，共计十六章，内容层层递进。 第一部分：结构动力学基础（第1章 - 第3章） 本部分为全书的理论基石，详细介绍了结构动力学分析所需的数学工具和物理概念。 第1章：单自由度系统动力响应 本章首先从最基本的单自由度（SDOF）系统入手，推导自由振动、有阻尼自由振动以及受迫振动的微分方程。重点讨论了系统的固有频率、阻尼比的概念及其物理意义，并详细分析了脉冲荷载、简谐荷载和任意荷载作用下的响应谱方法。引入了超图（Superposition Principle）在求解线性系统中的应用。 第2章：多自由度系统动力分析 本章将理论推广至多自由度（MDOF）系统。详细阐述了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立。核心内容在于特征值问题的求解——模态分析。通过瑞利-里茨法（Rayleigh-Ritz Method）和转移矩阵法（Transfer Matrix Method）的对比，介绍了如何获得系统的特征值（固有频率）和特征向量（振型）。重点讲解了模态叠加法（Modal Superposition Method）在求解非比例阻尼系统响应中的应用局限性与修正方法。 第3章：连续体和柔性结构的动力学 本章将动力学理论应用于无限自由度系统，如梁、板和壳体结构。采用能量法（如伽辽金法）推导连续体结构的运动方程。详细分析了悬臂梁、简支梁的振型与频率的解析解。讨论了忽略高阶振型对结构响应估计的影响，并引入了有效质量和有效刚度的概念。 第二部分：荷载模型与响应分析（第4章 - 第6章） 本部分聚焦于工程实践中常见的动态荷载类型及其对应的分析方法。 第4章：地震工程中的地面运动模型 本章深入探讨地震荷载的特性。从地震波的产生机理到地基运动记录（强地面运动记录，SMGA）的处理，涵盖了地震动的时间历程分析。详细介绍了反应谱理论，包括反应谱的构造、包线化（Envelope）处理及其在设计中的应用。讨论了确定性地震危险性分析（DSHA）和概率性地震危险性分析（PSHA）的基本框架。 第5章：风振分析与气动弹性力学 本章专注于风荷载的动态特性。分析了大气边界层的风速剖面模型和湍流脉动特性。重点讲解了对高耸结构（如塔、桥梁）进行风洞试验或CFD模拟的必要性。深入讨论了风致振动的理论，包括涡激振动（Vortex Shedding）和抖振（Flutter）现象，并介绍了气动弹性稳定性分析方法。 第6章：瞬态荷载与冲击响应 本章处理短时、高强度的动态荷载，如爆炸、碰撞或设备瞬态启动。分析了冲击函数（Impulse Function）的傅里叶变换特性，并利用时间域的数值积分方法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）求解系统的瞬态响应。探讨了能量吸收与耗散在抵抗冲击荷载中的作用。 第三部分：数值分析与计算方法（第7章 - 第9章） 本部分详细介绍了现代结构动力学分析所依赖的数值计算技术，特别是有限元法（FEM）的应用。 第7章：有限元法在动力学中的应用 系统回顾了结构有限元离散化的过程，重点在于动力学刚度、质量和阻尼矩阵的集成。详细区分了集中质量模型（Lumped Mass Model）和一致质量模型（Consistent Mass Model）对计算结果的影响。 第8章：非线性动力分析 针对地震等大变形或材料屈服情况，本章深入研究非线性动力响应。讨论了几何非线性（如P-Delta效应）和材料非线性（如滞回模型的建立）。重点介绍了时程积分方法的收敛性、稳定性和计算效率，包括显式和隐式积分方案的选择与应用。 第9章：模态识别与系统辨识 本章侧重于将理论模型与实际结构健康监测（SHM）数据相结合。介绍了基于实验模态分析（EMA）的频率、阻振比和振型识别技术，如频响函数法、峰值频响函数法。讨论了系统辨识中的逆问题求解，以及如何利用监测数据对有限元模型进行修正和更新。 第四部分：抗震设计基本原理（第10章 - 第12章） 本部分转向性能化抗震设计（Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE）的核心理念。 第10章：基于性能的抗震设计理念 本章详细阐述了从传统“规范设计”向“性能化设计”的转变。定义了不同的性能目标（如正常使用、生命安全、预防倒塌）及其对应的损伤状态。介绍了性能点的概念，以及如何通过控制侧向位移角来满足预设的性能要求。 第11章：非线性反应谱分析与推覆分析 本章介绍了两种主要的非线性设计工具。反应谱分析的非线性拓展，如等效线性化法（Equivalent Linearization Method）。重点讲解了推覆分析（Pushover Analysis），包括推覆曲线的生成、塑性铰的理想化建模、承载力的评估，以及如何根据规范要求确定性能点。 第12章：结构体系的抗震特性 本章对比了不同结构体系的抗震优缺点，包括钢筋混凝土框架、钢结构、砌体结构以及新型消能减震系统。分析了剪力墙、耗能支撑和隔震系统的基本工作原理、设计参数的选取标准，以及在不同地震烈度下的适用性。 第五部分：先进抗震技术（第13章 - 第14章） 本部分聚焦于提高结构韧性和抗损能力的现代工程技术。 第13章：基础隔震技术 本章深入探讨了基础隔震（Seismic Isolation）的原理，即通过延长结构的自振周期来降低地震作用。详细分析了橡胶支座（LRB, HDRB）和滑动支座的非线性力学特性。介绍了隔震系统在不同结构高度和场地条件下的设计流程、位移控制方法及冗余性要求。 第14章：能量耗散与控制系统 本章讲解了主动、被动和半主动控制系统在减震中的应用。重点介绍了粘滞阻尼器（Viscous Dampers）、粘塑性阻尼器（Viscoplastic Dampers）以及调谐质量阻尼器（Tuned Mass Dampers, TMD）的设计、安装及其对结构响应的有效抑制作用。强调了耗能装置的迭代优化设计过程。 第六部分：特殊结构与现代规范（第15章 - 第16章） 本部分将理论应用于复杂工程案例，并结合当前国际主流抗震规范要求。 第15章：特殊结构抗震分析 针对高层建筑、超高层结构、大跨度空间结构以及核电站等重要基础设施，本章探讨了其动力响应的独有挑战。例如，高层建筑的扭转响应控制、风-力耦合作用的考虑，以及在强烈地震下基于构件延性的校核方法。 第16章：结构抗震规范的应用与展望 本章将前述理论与国际先进规范（如ASCE 7, Eurocode 8）的关键设计思想进行对比。讨论了场地效应分类、场地系数的选取，以及在不同设计烈度下，如何从时间历程分析结果推导出规范所需的内力组合和承载力设计要求。展望了基于性能的抗震设计在未来工程实践中的全面推广趋势。 --- 目标读者 本书适合土木工程、结构工程及相关专业的硕士、博士研究生，从事结构设计、工程抗震研究的工程师及科研人员。要求读者具备扎实的材料力学、结构力学和微积分基础。 本书的独特价值 本书的价值在于其对动力学理论的深度挖掘与工程实践的紧密结合。它避免了对基础概念的简单罗列，而是通过详尽的推导和大量的工程实例，揭示了结构在动态荷载下行为的内在机理。特别是对非线性分析、性能化设计框架以及先进减隔震技术的阐述，为读者提供了超越传统规范方法的分析能力。全书旨在培养工程师对结构动态行为的“直觉”判断力，而非仅仅依赖软件的输出结果。

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说实话，我本来对这种技术类书籍是抱着“能看懂多少算多少”的心态去翻阅的，毕竟我过去对力学的理解仅限于大学里那几门选修课的皮毛。但是这本《基础工程学》给了我一个惊喜。它不仅仅是堆砌公式和实验数据，更重要的是，它构建了一种思考问题的框架。我印象最深的是关于“沉降计算”的那几个章节，一开始那些时间相关的沉降模型看着让人头大，什么固结理论、超固结土，听起来就让人想打退堂鼓。但是作者似乎洞察到了读者的这种畏难情绪，他没有直接抛出复杂的微分方程，而是先用一个非常形象的比喻来解释为什么时间对地基的承载力有影响，将抽象的物理过程具象化了。然后，他才一步步引导我们去看那些数学模型，这时再看那些希腊字母和复杂的指数函数，就感觉没那么陌生了。我特别喜欢它在讲解每一个计算方法时，都会附带说明这种方法的适用范围和局限性。这避免了初学者一学到某个工具就“万金油式”地乱用，培养了我们审慎对待每一个工程决策的意识。它教会我的不只是“怎么算”，更是“在什么情况下算”，这种对边界条件的强调，对于我们实际操作中的风险规避至关重要。读完这部分内容，我对那些高楼大厦脚下默默承受一切的结构，肃然起敬，也对地质环境的复杂性有了更深的敬畏。

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这本书的排版和插图设计，真的可以给个高分。我之前看过一些国内出版的类似书籍，内容或许专业，但排版简直是灾难，密密麻麻的文字挤在一起，公式和图表经常错位或者模糊不清，读起来极其费劲。然而《基础工程学》在这方面做得非常出色。字体选择适中，行间距处理得恰到好处，即使长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是那些剖面图和结构示意图，它们不仅仅是简单的线条勾勒，而是充满了信息量。比如在讲解“桩基础”时，书中展示了不同类型桩（摩擦桩、端承桩）在不同土层中的受力示意图，清晰地标注了应力分布的区域，这比纯文字描述有效得多。还有那些表格，数据分类清晰，关键参数被加粗或用不同的颜色区分出来，查找起来非常方便。说实话，我在对比了几本参考书后发现，这本书在“可视化”方面投入了巨大的心力。它仿佛在说：我们知道这些内容本身就很枯燥，但我们有责任用最好的方式呈现给你，让你能更轻松地掌握它。这对于自学或者需要快速查找特定参数的工程师来说，简直是福音。这本书的每一个细节，都透露出对读者体验的重视，这在技术著作中并不多见。

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这本书的章节安排，体现了一种非常扎实的学术功底和清晰的教学思路。我注意到，它并没有急于介绍那些前沿和复杂的课题，而是花费了大量的篇幅来巩固“土的工程性质”这一基础。从颗粒级配到阿特伯格限值，再到渗透性分析，每一步都建立在前一步扎实的基础上。这种“不跳步”的教学方式，对于像我这样非科班出身的人来说，是极其友好的。特别是它对“有效应力原理”的阐述，简直是神来之笔。作者用了好几个小节来反复强调有效应力、孔隙水压力和总应力之间的微妙关系，并辅以大量实例说明，比如在地震或快速荷载作用下，孔隙水压力瞬时变化如何影响地基的抗剪强度。这让我明白，很多结构失稳的问题，根源都在于对这个“看不见”的水压力的低估。此外，书中关于地下水对工程的影响也做了深入探讨，这对沿海城市或者河流附近的工程设计至关重要。这本书的深度和广度兼顾得非常好，它既能满足本科高年级学生的需求，也能让有一定经验的工程师用来查漏补缺，进行系统性的知识回顾，可以说是跨越了不同的知识层级。

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我特别欣赏《基础工程学》中体现出的那种严谨的工程伦理观。它不仅仅是一本计算手册，更像是一位经验丰富的老工程师在传授他的智慧和教训。在讨论到基础设计规范和安全裕度时，作者的语气变得更加审慎和负责任。书中反复强调，工程设计永远不是追求“刚好及格”，而是要留有足够的余地来应对未知的地质变化和荷载波动。例如，在“极限平衡分析”章节的最后，作者增加了一段关于“设计哲学”的思考，他指出，无论数学模型多么完美，地质条件的不确定性永远是悬在头上的达摩克利斯之剑，因此，冗余设计和定期的现场监测是不可或缺的环节。这种超越技术层面的探讨，让我对“工程师”这个职业有了更深层次的理解——它关乎的不仅仅是技术实现，更是对生命和财产安全的终极承诺。这种带着人文关怀和高度责任感的论述，让这本书的价值远超一本普通的专业书籍。它成功地将冰冷的技术计算，与工程师对社会的庄严承诺连接在了一起，极大地提升了阅读体验的厚重感和使命感。

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哎呀，拿到这本《基础工程学》的时候，我真是充满期待。毕竟，一提到“工程”，我就觉得那是专业人士才能啃下来的硬骨头。我本职工作是做城市规划设计的，平时接触的更多是宏观的布局和美学考量，对于地基、土壤力学这些“幕后英雄”的工作，了解得就比较皮毛了。这本书拿到手里，第一感觉是分量十足，封面设计简洁大气，一看就是正经教材的架势。我尤其感兴趣的是关于场地勘察那一部分，毕竟在设计阶段，如果对地下情况一无所知，那简直是空中楼阁。我翻阅了其中关于标准贯入试验和静力触探试验的章节，里面的图示非常清晰，把那些复杂的数值和公式都用非常直观的方式呈现出来了。例如，书中对“持力层”的判定标准，讲解得循序渐进，从理论基础到实际操作的每一步，都有详细的案例支撑。虽然有些地方涉及的岩土分类术语我得时不时停下来查阅一下词典，但这正是我需要的，它强迫我把知识点真正消化掉，而不是囫囵吞枣地翻过去。这本书的逻辑结构安排得很好，从最基础的土的物理性质讲起，逐步深入到边坡稳定分析，每一步的过渡都显得那么自然而然，让人感觉知识体系在脑中慢慢搭建起来，而不是东一块西一块的碎片。我希望通过这本书，能真正理解那些工程师们常挂在嘴边的“安全系数”到底是怎么算出来的，这样在和他们沟通时，我就能更有底气地进行跨专业对话了。

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