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页数:233

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出版时间:2009-9

价格:28.00元

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isbn号码:9787508468259

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《现代建筑结构设计与分析》 图书简介 第一章：绪论——建筑结构设计的基本理念与发展脉络 本章旨在为读者建立一个宏观的、系统性的现代建筑结构设计思维框架。我们将从人类工程实践的源头追溯，深入剖析结构设计在建筑艺术与工程安全之间的平衡艺术。内容涵盖结构设计的基本原则，包括安全性、适用性、经济性与美观性，并详细阐述了国内外结构设计规范的演变历程及其核心精神。特别聚焦于二十一世纪以来，结构工程领域面对高层化、大跨度、复杂形体结构挑战所展现出的技术革新，例如高性能材料的应用、结构健康监测（SHM）系统的集成，以及可持续性设计理念（如低碳混凝土、可回收材料）在结构选型中的重要性。我们还将探讨结构工程师在多专业协同设计中的定位与职责，强调从概念设计阶段就融入结构优化的必要性。 第二章：材料科学与结构性能 本章深入探讨支撑现代建筑的基石——结构材料的本征特性、性能指标及其在实际工程中的行为模式。重点关注钢材、钢筋混凝土、预应力混凝土以及新型复合材料。对于钢材，我们将详细分析其屈服点、抗拉强度、韧性及焊接性能，并结合疲劳、蠕变等长期荷载效应进行讨论。在钢筋混凝土部分，详述混凝土的配合比设计、龄期对强度的影响、收缩与徐变现象，以及钢筋与混凝土之间的协同工作机制。此外，本章将专门设立一节讨论高性能材料的应用，如超高性能混凝土（UHPC）的抗裂机理与应用潜力，以及木结构体系（如胶合木GLT、正交胶合木CLT）在绿色建筑中的复兴及其设计考量。材料的本构关系模型是本章的核心，通过经典力学与有限元分析的视角，揭示材料在不同应力状态下的响应规律。 第三章：荷载的确定与作用机理 结构设计的起点是对作用在结构上的各种荷载进行准确评估。本章系统梳理了结构设计中必须考虑的所有荷载类型，并按照国家规范进行分类和量化。首先是恒荷载（死荷载）的精确计算，包括自重、楼板、墙体、固定设备等的精确建模。其次是活荷载（使用荷载）的设计值取用原则，区分住宅、办公、公共建筑的不同使用场景。重点深入探讨了环境荷载，特别是风荷载与地震作用。风荷载部分将涉及风压的分布、脉动效应，以及针对超高层建筑的扭转效应分析。地震作用部分，将详述地震波的特性、场地的分类、结构的基本振动周期估算，以及抗震设计的基本原则，包括“强柱弱梁”和“良好延性”的设计目标。此外，还将覆盖雪荷载、温度应力、施工荷载等特殊荷载的分析方法。 第四章：结构分析的基本理论与数值方法 本章是理解结构反应的基础，聚焦于线弹性与非线性结构分析的理论框架。内容从经典梁、板、壳理论出发，推导出平衡方程、几何方程和本构方程。系统介绍位移法和力法在静定与超静定结构分析中的应用。随后，本章的核心转向现代工程分析的主流工具——有限元法（FEM）。我们将详细剖析单元的选取（如梁单元、板壳单元、实体单元）、单元刚度矩阵的形成过程、整体刚度方程的组装与求解。针对几何非线性、材料非线性、接触非线性等复杂问题，本章将阐述如何运用弧长法、牛顿-拉夫逊迭代等数值算法实现稳定的非线性分析。读者将学习如何利用专业软件平台进行建模、网格划分、边界条件施加及结果后处理，以确保分析结果的可靠性。 第五章：钢结构设计原理与节点详述 本章专注于现代钢结构的设计与构造。内容从钢结构构件的强度校核、稳定性验算入手，涵盖轴心受力构件（柱）、弯曲构件（梁）以及组合受力构件的设计。特别关注构件的局部失稳和整体失稳的判别，如欧拉屈曲理论在细长柱设计中的应用。在梁的设计中，深入探讨塑性铰的形成与承载力极限状态的确定。本章的精华部分在于节点设计，详细解析了螺栓连接（承压型、摩擦型）和焊接连接（角焊缝、坡口焊缝）的受力机理、强度计算及构造要求。对于复杂节点如梁柱刚性节点、桁架节点，将结合有限元应力云图分析，指导读者完成安全、经济且易于施工的节点详图绘制。 第六章：钢筋混凝土结构设计与优化 本章聚焦于钢筋混凝土（RC）结构的设计方法与构造实践。内容首先介绍极限状态设计法，包括承载能力极限状态（强度）和正常使用极限状态（裂缝与挠度）。在强度设计方面，详细阐述了受弯构件（梁）的开裂、受拉钢筋屈服、受压区混凝土破坏的平衡点分析，以及配筋量的确定。针对受剪构件，阐述斜截面受剪承载力与抗剪承载力的协同作用。在配筋构造上，强调了最小配筋率、最大配筋率、锚固长度、搭接长度及箍筋间距的规范要求。此外，本章还将覆盖预应力混凝土结构的基础理论，包括预应力损失的计算、锚具的选择以及现浇与预制构件的施工控制要点。 第七章：结构体系的选择与高层建筑设计 本章探讨了不同结构体系在应对不同工程挑战时的适用性。我们将对比分析框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构以及伸臂桁架结构、巨型框架结构的优缺点和受力特性。高层建筑设计是本章的重点，深入讲解水平荷载（风、抗震）在垂直结构构件上的分配机制。内容涉及剪力墙的布置原则、连梁的设计、战胜扭转效应的措施，以及伸层结构和转换层的设计思路。此外，还将介绍减隔震技术的基本原理，如隔震支座的选型、耗能支撑的布置，以及如何通过结构体系的创新来提高建筑的整体抗倒塌能力。 第八章：地基与基础工程设计 基础是结构安全的最后一道防线。本章系统介绍地基勘察报告的解读，包括土的物理力学性质指标（如内摩擦角、粘聚力、压缩模量）的工程意义。内容涵盖浅基础（独立基础、条形基础、筏板基础）的设计计算，重点在于地基承载力的确定和不均匀沉降的控制。对于深基础（桩基础），将详细分析单桩的竖向承载力（极限承载桩端阻力与侧阻力），以及群桩效应。本章强调土-结构相互作用（SSI）对结构动力响应的影响，并指导读者如何根据地质条件选择最经济合理的持力层和基础形式，确保上部结构的稳定。 第九章：结构施工技术与质量控制 结构设计必须与施工工艺紧密结合。本章从设计者的角度审视施工过程中的关键环节。内容覆盖钢结构预制、现场拼装、高空作业的安全控制；混凝土浇筑的温度控制、养护要求、模板支撑体系的稳定性验算。重点讨论施工缝、后植筋、临时支撑等对结构整体性可能产生影响的设计细节的处理。最后，本章强调结构质量的现场验收标准，包括混凝土强度取样、钢筋保护层厚度的检测、焊接质量的无损探伤（UT/RT）等，确保最终建成的结构与其设计模型相符。 第十章：结构健康监测与工程抗灾研究 面向未来，本章介绍了先进的结构工程技术。内容包括结构健康监测（SHM）系统的原理、传感器（如应变片、加速度计、位移计）的布设策略及数据处理方法，用于实时评估结构安全性和使用性能。在抗灾研究方面，我们将探讨极端事件（如爆炸、碰撞、火灾）对结构体系的破坏模式，以及如何通过冗余设计和特殊约束，增强结构的“多灾种”抵御能力。本章旨在拓宽读者的视野，使其了解结构设计不再是静态的计算，而是动态的、持续优化的过程。

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说实话，我最初对这类工具书的期望值并不高，很多市面上的教材总是偏重理论的枯燥阐述，实战性不足。然而，这本手册的“实操性”彻底颠覆了我的认知。它不是停留在软件界面功能的罗列，而是深入到了设计流程的每一个“痛点”。举个例子，关于变电站三维建模的那一章，作者没有用晦涩的专业术语堆砌，而是采用了“问题导入——错误示范与分析——标准操作步骤详解——优化建议”的四段式教学法。我按照书中的步骤，在实际项目中应用了一个之前一直搞不定的接地网设计优化，效果立竿见影，原本需要反复迭代三四次的计算和修改，这次一次性通过了评审。书中那些详尽的快捷键组合和定制化脚本的编写示例，简直是为我这种追求极致效率的工程师量身定做的“加速包”。特别是对于那些常常需要在不同软件平台间进行数据转换的场景，书中给出的兼容性解决方案和数据清洗技巧，真正体现了作者对日常工作压力的深刻理解，而不是闭门造车式的理论构建。

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这本书的深度和广度，让我感到非常惊喜，它成功地在基础知识的夯实与前沿技术的引入之间找到了一个完美的平衡点。初学者可以从容地跟上它的节奏，理解从基础的电气原理图绘制规范到复杂的继电保护逻辑图的构建过程。而对于我们这些已经有一定经验的从业者来说，它提供的那些关于“智能化”和“绿色能源”接入的最新标准解读，则极具前瞻性。我尤其欣赏它对新标准——比如最新的IEC和国网标准——的引用和对比分析。作者并没有简单地告知“应该怎么做”，而是深入剖析了“为什么会这样变化”，这种对设计思想根源的追溯，让我的知识体系得到了极大的拓宽。我感觉自己不再仅仅是一个会操作软件的“绘图员”，而是能够站在更高维度去思考系统架构的设计师。书中对不同电压等级和不同应用场景（如工业厂房与市政基础设施）的设计差异化处理，也显示出作者对行业生态的全面把握。

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与其他同类书籍相比，这本书在“疑难解答”和“常见陷阱规避”方面的投入明显更多，这部分内容往往是其他出版物所忽略的“隐性知识”。作者似乎非常清楚地知道，新手在学习过程中会在哪些具体的步骤上卡住，或者在哪里会因为理解偏差而导致设计返工。书中专门辟出了一块内容，详细列举了三十个最容易出错的操作点，比如线路上标称负荷与实际校验负荷不匹配导致的计算偏差，或是电气符号库调用错误引发的规范性问题。针对每一个陷阱，它都提供了清晰的纠正步骤和背后的原理分析。这种近乎“防呆设计”的编排方式，极大地降低了试错成本。当我遇到一个棘手的图纸审查意见时，这本书往往能在我翻阅几页后，准确地指出问题的症结所在，并提供符合当前行业最高实践的解决方案。可以说，它不仅仅是传授知识，更是在传授一种“规避风险”的职业智慧。

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这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面那深沉的宝蓝色调，配上几条简洁有力的橙色线条勾勒出的电路图轮廓，立刻就抓住了我的眼球。我一直觉得，好的技术书籍不仅仅是内容的堆砌，更是一种视觉上的享受。内页的纸张选用得也很考究，摸上去有一种温润的质感，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到明显的疲劳。更值得称赞的是，排版布局简直是教科书级别的典范。作者在文字和图示之间的留白处理得非常得当，每一个章节的标题都用了一种醒目又不失稳重的字体加粗，让人在快速翻阅时能迅速定位到自己需要的信息点。特别是那些关键公式和操作步骤，它们被放置在独立的、带有浅灰色背景的方框内，形成视觉上的焦点，极大地提升了学习的效率。我记得有一次，我需要在短时间内梳理一个复杂的系统原理，这本书的结构化呈现方式，让我避免了在密密麻麻的文字中迷失方向。它仿佛是一位经验丰富的老工程师，不仅把知识讲清楚了，还把笔记做得井井有条地摆在了你的面前，这种对细节的关注度，体现了出版方对专业读者的尊重。

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阅读体验上，这本书的语言风格是那种极其克制而精确的“工程师式”的表达，没有多余的修饰，直击要害，这对于需要快速获取信息的专业读者来说，是最大的优点。它的行文逻辑如同严谨的逻辑电路，前因后果清晰，每句话都带着明确的目的性。我最喜欢它在解释复杂算法或特定模块化设计时，所采用的类比手法。比如，在讲解参数化元件库的构建时，作者将其比作乐高积木的搭建过程，一下子就让原本抽象的编程逻辑变得直观易懂。这本书的“工具箱”部分做得非常实用，里面收录了许多作者自己编写的、经过实战检验的小工具代码片段，甚至连如何进行版本控制和项目文档管理的建议都有涉及。这已经超出了传统意义上“教科书”的范畴，更像是一份伴随职业生涯成长的“导师手册”。它教会我的不仅仅是如何使用工具，更是如何像一个高效的专业人士那样去组织和管理我的设计工作。

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