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出版者:Amer Society of Civil Engineers

作者:Charles A. Kircher

出品人:

页数:936

译者:

出版时间:1989-4

价格:USD 78.00

装帧:

isbn号码:9780872627017

丛书系列:

图书标签:

• 地震工程
• 结构工程
• 抗震设计
• 地震风险评估
• 工程振动
• 地基工程
• 结构动力学
• 土木工程
• 灾害防治
• 地震工程应用

《结构动力学与抗震设计：理论与应用》 简介 本书深入探讨结构动力学的基础理论及其在现代抗震工程实践中的应用。作为一本面向高级本科生、研究生以及结构工程师的专业著作，它旨在为读者提供坚实的理论基础和解决实际工程问题的能力。 内容概要 本书共分为四个主要部分，层层递进，系统地梳理了结构抗震领域的核心知识体系。 第一部分：结构动力学基础 本部分首先回顾了工程力学中的基本概念，如自由振动、强迫振动和阻尼振动。通过对单自由度体系（SDOF）和多自由度体系（MDOF）的详细分析，读者将掌握振动分析的基本方法，包括固有频率、振型、阻尼比的计算与意义。内容涵盖了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立，以及状态空间法、模态叠加法等求解振动方程的常用技术。同时，本书也介绍了如何处理更复杂的动力荷载，例如地震动记录的频谱分析和时程分析方法。 单自由度体系（SDOF）的动力响应： 详细讲解自由振动、阻尼振动、以及在各种激励（如简谐激励、任意荷载、冲击荷载）下的响应。 多自由度体系（MDOF）的动力响应： 重点阐述模态分析的概念、固有频率和振型的计算，以及如何利用模态叠加法求解MDOF体系的动力响应。 阻尼理论： 涵盖瑞利阻尼、结构阻尼等多种阻尼模型，并探讨其对结构动力特性的影响。 数值方法在动力分析中的应用： 介绍有限差分法、有限元法等数值技术，以及它们在解决复杂结构动力问题中的作用。 第二部分：地震动特性与场地效应 在理解了结构自身的动力特性后，本部分将视角转向地震动的来源和表现。本书分析了地震动的记录、参数（如峰值加速度、速度、位移、反应谱）及其统计特征，并讨论了不同类型地震动（如近场地震、远场地震）的差异。重点在于场地土的动力特性对地震动放大的影响，包括土层动力参数的确定、场地地震反应分析方法（如等效线性法、非线性时程分析法），以及场地类别对设计地震动参数选择的指导意义。 地震波的传播与记录： 介绍地震波的类型（P波、S波、面波）及其在传播过程中的衰减规律。 地震动参数的统计分析： 详细介绍地震动记录的各种参数，如 PGA, PGV, PGD, 以及它们在抗震设计中的应用。 反应谱理论： 阐述反应谱的生成原理，不同类型反应谱（如加速度反应谱、速度反应谱）的含义，以及如何利用反应谱进行设计。 场地土动力特性与地震动放大： 深入探讨土层对地震动放大的机制，介绍场地地震反应分析的关键技术和方法。 场地类别划分与设计地震动确定： 解释不同场地类别如何影响结构设计，以及如何根据场地条件确定设计地震动的取值。 第三部分：抗震设计方法与规范 本部分是本书的核心应用部分，将理论知识转化为实际设计规范和方法。本书详细解读了现行的国内外主要抗震设计规范，例如美国ASCE 7、欧洲Eurocode 8以及中国的GB 50011等。内容涵盖了静力等效法、反应谱方法、以及更先进的弹塑性时程分析法在结构抗震设计中的应用。重点关注结构的抗震性能目标、构件延性设计、耗能机制的建立以及结构整体抗震能力评估。 抗震设计基本原则与性能目标： 阐述结构在不同地震烈度下的性能要求，如设防烈度、超越概率等。 等效侧力法： 讲解如何将地震动转化为作用在结构上的静力荷载，以及如何计算结构的整体侧向力。 反应谱分析法： 详细介绍如何利用反应谱进行结构的模态分析，并进行结构内力、位移的计算。 弹塑性分析方法： 介绍结构在强震作用下的非线性响应，包括屈服、塑性铰的形成与发展，以及极限承载能力的评估。 构件延性设计与耗能： 强调构件延性在提高结构抗震能力中的作用，并介绍常见的耗能构件和减震技术。 抗震设计规范解读： 对比分析不同国家和地区的抗震设计规范，强调其在实际工程中的应用。 第四部分：现代抗震技术与案例研究 为了紧跟学科发展前沿，本部分介绍了先进的抗震技术，包括隔震技术、消振技术（如阻尼器）等，并探讨了它们在实际工程中的应用效果。通过分析一些经典的工程案例，如大型桥梁、高层建筑、以及重要工业设施的抗震设计与加固，读者可以更直观地理解理论知识的实践价值，并学习如何在复杂工程项目中应用所学知识。 隔震技术： 介绍不同类型隔震支座（如铅芯橡胶支座、高阻尼橡胶支座）的工作原理、设计原则及其应用。 消振技术（消能减震）： 讲解粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器等消能减震装置的工作原理、参数确定以及在结构中的布置。 减震技术： 介绍质量阻尼器（TMD）、调谐质量阻尼器（TMD）等减震装置的工作原理及应用。 工程案例分析： 选择具有代表性的国内外工程实例，深入剖析其抗震设计思路、技术难点与解决方案，为读者提供宝贵的实践经验。 本书特色 本书的编写力求理论与实践相结合，逻辑清晰，内容详实。每个章节都配有丰富的例题和练习题，帮助读者巩固所学知识。同时，书中引用了大量最新的研究成果和工程实践经验，力求体现结构工程领域的最新发展动态。无论是希望深入理解结构动力学原理的学生，还是希望提升抗震设计能力的工程师，都能从本书中获得有益的启示。

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