普通高等教育“十一五”规划教材 结构动力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:275

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出版时间:2009-8

价格:29.00元

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isbn号码:9787508389745

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振动理论与工程应用：土木工程抗震设计基础 本书面向土木工程、结构工程、工程力学等相关专业的高年级本科生和研究生，旨在系统阐述工程结构抗震分析与设计的理论基础、分析方法以及工程实践中的关键技术。 本书内容聚焦于理解和量化结构在地震荷载作用下的动力响应，为保障土木工程结构在地震灾害中的安全与韧性提供坚实的理论和技术支撑。 全书内容组织严谨，逻辑清晰，从基本的振动理论出发，逐步深入到复杂的空间结构动力分析与抗震设计规范的应用。本书力求理论深度与工程实用性并重，旨在培养读者将抽象的动力学原理转化为实际工程问题的解决能力。 --- 第一部分：结构动力学基础理论 本部分是全书的基石，系统回顾和深入探讨了描述结构动力行为的基本数学模型和物理概念。 第一章：单自由度体系的自由振动与强迫振动 本章从最简单的结构模型——单自由度（SDOF）体系出发，建立其运动微分方程，并详细推导自由振动（固有频率和阻尼比的概念）的求解方法，包括无阻尼和粘性阻尼情况下的自由振动衰减规律。随后，重点分析了简谐荷载作用下的强迫振动，引入了频率响应函数、放大系数以及共振现象的物理意义。这一章为理解更复杂的结构体系奠定了基础。 第二章：多自由度体系的自由振动分析 将自由度和质量矩阵的引入，系统地推导了多自由度体系的运动方程。核心内容包括特征值问题的求解，即如何确定体系的固有频率（特征值）和振型（特征向量）。详细阐述了振型正交性的重要性及其在后续分析中的应用。通过对小型桁架和框架结构的实例分析，帮助读者直观理解振型在描述结构不同运动模式中的作用。 第三章：多自由度体系的强迫振动与响应分析 本章将外部动力荷载（如地震动）引入多自由度体系。重点讲解了模态叠加法（Modal Superposition Method）的基本原理和实施步骤。该方法是工程结构动力分析中最常用且最有效的手段之一。详细分析了在任意地震波激励下，如何利用前几阶模态的贡献来近似计算结构的位移、速度和加速度响应。此外，还讨论了复数模态法在处理非对称结构中的适用性。 第四章：连续体结构的动力学基础 本章将分析的范围从离散化的多自由度体系扩展到连续体结构，如梁、板和壳体。主要内容是推导并求解经典梁（如欧拉-伯努利梁）的动力学方程，确定其无穷多个自由度的固有频率和振型。这为有限元方法中单元的动力学建模提供了理论支撑。 --- 第二部分：结构地震响应分析方法 本部分将理论知识应用于实际的抗震分析，重点介绍工程实践中处理地震动和进行结构响应计算的具体技术。 第五章：地震动的基础特性与反应谱理论 深入探讨地震动的本质，包括地震波的传播机制、场地效应以及地震动记录的特征。本章的核心是结构反应谱（Response Spectrum）理论。详细讲解了如何利用反应谱（包括位移、速度和加速度反应谱）来预测结构的最大动力响应，而无需进行复杂的时域积分。解释了反应谱峰值因子、阻尼对反应谱的影响，以及如何通过反应谱分析进行保守和精确的抗震评估。 第六章：时程分析与数值积分方法 在反应谱分析不足以精确捕捉复杂非线性响应时，时程分析（Time History Analysis）成为必要。本章系统介绍了求解常微分方程组的数值积分方法，如Newmark-$eta$法和中心差分法。讨论了显式与隐式积分方法的优缺点，并强调了时间步长的选择对计算稳定性和精度的影响。本章也为后续的非线性分析方法打下基础。 第七章：有限元法在结构动力学中的应用 系统阐述如何利用有限元方法（FEM）建立工程结构（梁单元、板单元、三维实体单元）的质量矩阵和刚度矩阵。详细讨论了集中质量法和一致质量法在动力分析中的应用差异。重点讲解如何将这些离散化模型输入到通用有限元分析软件中，进行模态分析和响应分析的设置与结果解读。 --- 第三部分：工程抗震设计与性能化方法 本部分内容衔接动力学分析与结构抗震设计规范，强调结构在地震作用下的延性、耗能机制以及现代抗震设计理念。 第八章：结构抗震设计基本原理 本章阐述了基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）的基本理念，与传统的基于力的设计方法进行对比。重点讲解了地震作用下的内力重分布、塑性铰的形成、以及耗能机制在提高结构抗震能力中的核心作用。介绍不同抗震设防目标的实现路径。 第九章：抗震分析的专门技术 针对复杂工程结构，本章介绍了几种重要的抗震分析技术： 1. 静力弹塑性分析（Pushover Analysis）：介绍逐步荷载法和性能点判定方法，用于评估结构的极限承载力和变形能力。 2. 非线性动力时程分析：讨论如何精确建立材料的非线性本构关系（如钢材和混凝土的滞回模型），并利用时程分析评估结构在强震下的实际损伤状态。 3. 包络反应谱分析：介绍如何根据规范要求，利用反应谱方法对结构进行初步的抗震承载力校核。 第十章：结构阻尼与隔震减震技术 深入探讨结构阻尼在耗散地震能量中的作用，区分结构自身阻尼与人工添加的阻尼装置（如粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器）的特性与应用。详细介绍隔震技术（Seismic Isolation）的原理，包括基本隔震系统的类型（如铅芯橡胶支座、摩擦摆支座）及其在减小地震输入能量、保护上部结构方面的效果和设计要点。 --- 附录 附录A：经典结构的自由振动解（复习） 附录B：矩阵代数基础回顾 附录C：常用工程结构阻尼比参考值 本书特色： 理论与工程紧密结合： 每一章节的理论推导后均附有详细的工程实例分析，帮助读者理解理论在实际工程中的应用。 软件操作指导性强： 结合当前主流有限元软件（如SAP2000, ETABS, ABAQUS的部分功能）的分析流程，指导学生如何设置动力学分析工况。 强调性能化设计： 全面覆盖从传统抗震设计向现代性能化抗震设计理念的过渡和实现方法。

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作为一个学生，我接触过不少关于结构动力学的教材，而这本《结构动力学》给我留下了深刻的印象。它在内容组织上非常合理，逻辑清晰，层层递进。对于一些复杂的概念，作者会通过形象的比喻和图解来帮助理解，这对于初学者来说非常友好。我特别喜欢书中关于非线性动力学和分岔理论的介绍，虽然这部分内容在大学本科阶段可能不会深入讲解，但这本书将其引入，为我们未来的学习和研究打开了思路。书中对一些经典问题的案例分析也非常透彻，让我能够将理论知识与实际问题相结合。例如，书中对不同类型结构在各种激励下的动力响应的分析，让我对结构的动力特性有了更直观的认识。总的来说，这本书不仅是一本教材，更是一本能够激发学习兴趣、拓展学术视野的读物。它让我看到了结构动力学在现代工程和科学研究中的重要作用和广阔前景。

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这本书我一开始买的时候，只是抱着随便看看的态度，毕竟结构动力学这个领域对我来说也算是个比较新的知识点，以前接触的都比较皮毛。但是翻开之后，我才意识到这本书的深度和广度远超我的预期。它不像一些教科书那样枯燥乏味，而是用一种循序渐进的方式，将复杂的概念一层层剥开，让我能够逐步理解。尤其是在讲到振动模态分析的时候，作者通过大量的图示和案例，把那些抽象的数学公式变得生动起来，我甚至能感觉到模型在我的脑海里振动。书中对结构阻尼的讨论也非常透彻，从理论推导到实际应用，都有详细的阐述。我特别喜欢其中关于随机振动的部分，这部分内容在我看来是结构动力学中最具挑战性的，但作者的处理方式非常有条理，让我能够掌握其中的核心思想，并且知道如何去应对实际工程中的复杂随机载荷。总的来说，这本书为我打开了一扇新的大门，让我对结构动力学有了更深层次的认识，也为我今后的学习和工作打下了坚实的基础。

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说实话，我对结构动力学并没有很强的专业背景，当初买这本书也是因为工作需要，需要了解一些基础知识。刚开始读的时候，确实觉得有些吃力，很多概念都很陌生。但是，这本书的优点在于它有一个非常清晰的学习脉络。作者并没有上来就抛出很难的公式，而是先从最基本的自由振动概念讲起，逐步引入阻尼、受迫振动等内容。我尤其喜欢书中对周期性激励下结构的共振现象的讲解，通过生动的例子，让我理解了为什么某些频率的激励会导致结构产生巨大的响应，以及如何避免这种情况的发生。书中也介绍了一些常用的动力学分析软件，虽然没有深入讲解操作，但为我指明了进一步学习的方向。我觉得这本书对于非专业背景但需要了解结构动力学的人来说，是一个非常好的入门读物。它让我能够快速地建立起对结构动力学基本原理的认知，并且知道自己在哪里可以找到更深入的知识。

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这本书给我最大的启发在于它对结构动力学理论和工程实践之间联系的强调。很多教材倾向于理论的深度，而这本书则更加注重理论在实际工程中的应用。比如，在讲解模态参数识别的时候，书中不仅介绍了理论方法，还阐述了这些参数在结构健康监测和故障诊断中的重要作用。它让我们明白，结构动力学不仅仅是实验室里的计算，更是保障工程安全的关键。我印象特别深刻的是关于冲击动力学和碰撞响应的章节，这部分内容在航空航天、汽车制造等领域都至关重要。书中对材料的非线性动力学行为以及结构的塑性变形进行了探讨，让我看到了结构动力学在极端工况下的应用。我觉得这本书的价值在于它能够帮助工程师们将理论知识转化为解决实际问题的能力，并且能够应对更加复杂和严峻的工程挑战。

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我买这本书主要是想用来辅助我进行桥梁工程设计中的动力学分析。在这之前，我对结构的动力响应了解得比较片面，总觉得理论和实际应用之间存在一些鸿沟。而这本书恰恰弥合了这一点。它不仅仅停留在理论公式的推导，更重要的是，它详细讲解了如何将这些理论应用于实际的工程问题中。例如，在分析地震作用下的桥梁响应时，书中给出了具体的计算步骤和方法，甚至还涉及到了一些高级的数值模拟技术，比如有限元分析在结构动力学中的应用。这一点让我觉得非常实用。我特别关注了书中关于风振响应的部分，因为风荷载对高层建筑和桥梁来说是至关重要的动力因素。书中对风的动力特性、结构的风致振动机制以及相应的减振措施都有详尽的介绍。读完之后，我对如何设计更具抗风能力的结构有了更清晰的认识，也更理解了那些在复杂风环境下依然屹立不倒的宏伟建筑是如何做到的。

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