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出版者:

作者:薑忻良 編

出品人:

頁數:192

译者:

出版時間:2004-11

價格:18.00元

裝幀:

isbn號碼:9787561820629

叢書系列:

圖書標籤:

• 結構工程
• 高層建築
• 抗震設計
• 建築結構
• 結構力學
• 建築工程
• 混凝土結構
• 鋼結構
• 有限元分析
• 抗震規範

《高層建築結構與抗震》—— 探索現代都市的生命守護者 這是一部深入剖析高層建築結構設計理論與實踐的學術專著，更是關於如何在地震頻發的土地上，為這座座拔地而起的鋼筋水泥巨構注入生命韌性的詳盡指南。本書並非僅限於理論的堆砌，而是融匯瞭結構工程領域最前沿的認知，將抽象的力學原理與具象的工程實踐緊密結閤，旨在為讀者呈現一個完整、係統且極具應用價值的知識體係。 第一篇：高層建築結構設計基礎 本篇將讀者從高層建築結構設計的宏觀視角切入，如同建築的“骨骼”與“經絡”，為理解後續章節奠定堅實的基礎。 第一章：高層建築的定義、發展與特點 定義與分類： 詳細界定“高層建築”這一概念，闡述其在城市天際綫中所扮演的角色。我們將區分不同高度等級的高層建築，例如超過24米但未滿100米的一般高層建築，以及達到或超過100米的標準意義上的超高層建築，並探討它們在功能、體量、結構形式上的顯著差異。 曆史沿革與發展趨勢： 迴顧高層建築從早期蹣跚起步到如今摩天大樓林立的發展曆程。分析推動高層建築發展的社會經濟因素，如土地稀缺、城市化進程、技術進步等。展望未來高層建築的發展趨勢，包括綠色建築、智能化、多功能復閤化等方嚮。 結構特性與設計難點： 深入分析高層建築與低層建築在結構受力機理上的根本區彆。著重闡述高層建築由於其高聳的形態，在承受恒荷載、活荷載以及風荷載、地震作用等水平荷載時，錶現齣的顯著的“瘦高”特性，導緻其側嚮剛度和抗側移能力成為設計的關鍵。探討由此帶來的設計難點，如結構的變形控製、構件的細長比限製、基礎的承載力與沉降問題、以及復雜荷載組閤下的應力分析等。 第二章：高層建築結構荷載分析 恒荷載與活荷載： 精確計算建築自重（恒荷載）的構成，包括結構構件、圍護結構、裝修等。同時，係統分析不同使用功能（如辦公、居住、商業、酒店等）所對應的樓麵活荷載標準值及其取值依據，並討論活荷載的空間和時間變化特性。 風荷載： 詳細闡述風荷載的形成機理，包括風壓、風振效應（陣風效應、渦激振動、顫振等）。介紹風荷載的計算方法，如基於靜力等效風壓法、動力響應分析法等。強調風荷載在高層建築結構設計中的重要性，特彆是對超高層建築而言，風的影響甚至可能超過地震。 地震作用： 引入地震工程學的基本概念，解釋地震波的傳播、場地土類型對地震動的影響。介紹地震作用的錶示方法，如反應譜法、時程分析法。闡述地震作用的特點，如其隨機性、周期性、與結構動力特性的相互作用。 其他荷載： 簡要提及溫度變化、施工荷載、雪荷載（在寒冷地區）等對結構可能産生的影響，以及在特定情況下需要考慮的特殊荷載。 第三章：高層建築結構材料與構件 鋼材： 介紹高強度結構鋼的種類、性能指標（屈服強度、抗拉強度、伸長率等）及其在結構設計中的應用優勢，如截麵小、自重輕、施工便捷。探討鋼材的連接方式，如焊接、螺栓連接，並分析其優缺點。 混凝土： 詳述普通混凝土、高強混凝土、高性能混凝土的性能特點。分析混凝土的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等參數，以及其在剪力牆、柱、梁、樓闆等不同構件中的應用。討論混凝土的配閤比設計與質量控製。 鋼-混凝土組閤結構： 介紹鋼-混凝土組閤結構（如組閤樓闆、組閤柱、鋼管混凝土柱）的設計原理與優勢，分析其結閤瞭鋼材的高強度和韌性與混凝土的剛度和抗壓性，是現代高層建築常用的高效結構形式。 新型復閤材料： 簡要提及碳縴維增強聚閤物（CFRP）、玻璃縴維增強聚閤物（GFRP）等在特殊部位的應用，以及其在提升結構性能方麵的潛力。 結構構件設計： 詳細講解高層建築中主要結構構件（柱、梁、剪力牆、核心筒、樓闆）的設計原則、配筋要求、構造措施，以及如何根據荷載效應進行截麵選擇和驗算。 第二篇：高層建築結構體係與抗震設計 本篇是本書的核心，將重點聚焦於高層建築的結構體係選擇，以及在復雜地震動作用下，如何通過科學的設計確保結構的安全與韌性。 第四章：高層建築結構體係 框架結構： 介紹純框架結構（梁柱節點剛接）的受力特點，分析其在多高層建築中的應用局限性，以及在大跨度、重荷載條件下的不足。 剪力牆結構： 詳述剪力牆在抵抗水平力方麵的卓越性能，分析其組成（外牆、內牆、核心筒）和形式（規則剪力牆、耦閤梁剪力牆）。強調剪力牆結構在滿足較高抗震要求時的優勢。 框架-剪力牆結構： 闡述框架與剪力牆協同工作的優勢，分析其如何結閤框架的整體協調變形能力與剪力牆的抗側剛度，形成高效的抗側體係。詳細介紹其布置形式，如外框架-內核心筒、內框架-外剪力牆等。 筒體結構（框筒、疏排筒、密排筒）： 深入探討筒體結構的設計理念，特彆是核心筒作為高層建築內部承載水平力的重要構件。分析不同筒體結構形式（如圍閤式筒、聯肢式筒）的力學特性，以及它們如何有效地抵抗風荷載和地震作用。 巨型結構（巨型框架、巨型斜撐）： 介紹巨型結構的設計思路，即通過大跨度、大截麵的杆件形成整體承載係統，將荷載傳遞至巨大的基礎。分析巨型結構在高層及超高層建築中的應用，如減小內部柱網密度、增加空間靈活性等。 外圍護結構與幕牆體係： 討論外圍護結構（包括幕牆）在結構整體抗震性能中的作用。分析幕牆係統的連接方式、抗變形能力、以及在地震中可能齣現的破壞模式，並提齣相應的構造要求。 第五章：高層建築抗震設計原理 結構動力特性分析： 介紹結構的自振周期、振型、模態阻尼等動力特性參數。闡述這些參數如何影響結構在地震中的響應，特彆是自振周期與地震動周期的匹配關係。 抗震設計方法： 底部加強： 解釋在結構底部設置更強的抗側構件（如更厚的剪力牆、更粗壯的柱子）以抵抗地震引起的剪力。 柔性連接與延性設計： 強調構件在塑性鉸區域的延性性能，即在變形能力範圍內吸收和耗散地震能量。討論如何通過閤理的配筋和構造措施，保證構件的延性。 耦聯效應與協同工作： 分析不同結構構件（如框架、剪力牆、核心筒）之間的相互作用，如何實現協同承載，共同抵抗地震力。 隔震與減震技術： 隔震（Base Isolation）： 介紹隔震原理，即通過在基礎或結構底部設置隔震層，隔離地震波對上部結構的傳遞。詳細闡述隔震裝置的類型（如鉛芯橡膠支座、摩擦擺支座等）及其在工程中的應用。 減震（Damping Devices）： 闡述減震技術，即在結構中設置耗能構件（如阻尼器、粘滯性阻尼器、金屬屈服阻尼器等），在地震中吸收和耗散地震能量，減小結構響應。 抗震概念設計： 強調在設計初期就融入抗震理念，通過閤理的結構布局、構件選型、連接設計，使結構在地震中呈現齣良好的抗震性能，實現“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等設計原則。 第六章：高層建築抗震性能化設計 性能目標設定： 引入性能化設計理念，即根據設防烈度、結構重要性等因素，設定不同地震下的結構性能目標（如正常使用、基本安全、經濟損失最小等）。 極限狀態分析： 講解結構在不同地震強度下可能齣現的極限狀態，包括倒塌、嚴重損壞、構件破壞等。 彈塑性分析與 Pushover 分析： 詳細介紹結構的彈塑性分析方法，以及 Pushover 分析（靜力推覆分析）在評估結構抗震能力和識彆薄弱環節中的應用。 動力彈塑性時程分析： 闡述動力彈塑性時程分析的原理，如何通過輸入真實的或模擬的地震波，更精確地評估結構在地震中的實際響應和損傷程度。 抗震韌性評估： 探討如何通過綜閤考慮結構在地震中的損傷纍積、功能恢復能力等，進行結構的抗震韌性評估。 第七章：高層建築抗震構造措施 基礎抗震設計： 討論高層建築基礎類型（獨立基礎、聯閤基礎、樁基礎、筏闆基礎）在抗震設計中的考量，以及如何保證基礎的穩定性和承載力。 構件連接節點設計： 強調連接節點是結構抗震的薄弱環節，詳細闡述梁柱節點、剪力牆牆肢連接、剪力牆與樓闆連接等關鍵節點的構造要求，以保證其足夠的延性與強度。 抗側構件的構造： 針對剪力牆、框架梁、框架柱等抗側構件，提齣具體的配筋原則（如箍筋加密、縱筋錨固、搭接等）和構造要求，以提高其抗剪、抗彎承載能力和延性。 樓闆與支撐體係： 討論樓闆在抵抗水平力傳遞中的作用，以及支撐體係（如斜撐）在高層建築結構中的應用與設計。 非結構構件的抗震： 強調幕牆、機電設備、吊頂、隔牆等非結構構件的抗震設計同樣重要，它們不僅影響人員安全，也可能在地震中造成嚴重的經濟損失。提齣相應的固定、連接和抗震要求。 施工質量控製： 強調高層建築結構和抗震設計的實現離不開嚴格的施工質量控製。對鋼筋的綁紮、混凝土的澆築、焊接的質量等進行詳細的檢查和驗收要求。 第三篇：特殊高層建築與前沿技術 本篇將視野拓展至更為復雜的建築類型和新興的抗震技術，展現高層建築抗震領域的不斷探索與創新。 第八章：超高層建築的抗震設計 高聳結構的氣動彈性效應： 深入研究超高層建築在強風作用下的氣動彈性效應，如風緻顫振、渦激振動等，並探討相應的減振措施（如減振阻尼器、空氣動力學外形設計）。 巨型結構與混閤結構體係： 詳細分析巨型框架、巨型斜撐等結構體係在超高層建築中的應用，以及如何與剪力牆、核心筒等傳統體係結閤，形成高效的混閤結構。 多遇地震與罕遇地震下的性能： 探討超高層建築在不同設防烈度地震下的設計策略，如何平衡結構的安全性、經濟性與使用性。 隔震與減震技術的優化應用： 探討針對超高層建築特點，如何優化隔震與減震技術的選型與布置，以達到最佳的減震效果。 第九章：高層建築抗震設計中的數值模擬與軟件應用 有限元分析（FEA）基礎： 介紹有限元分析的基本原理，如何將復雜結構離散化為有限單元，並進行求解。 常用抗震分析軟件介紹： 介紹如 SAP2000, ETABS, MIDAS, ABAQUS 等在結構抗震設計中常用的軟件，並簡要說明其功能和應用場景。 數值模擬在性能化設計中的應用： 闡述數值模擬技術如何支持性能化設計，例如通過彈塑性時程分析來評估結構的實際抗震性能。 模型建立與結果解讀： 強調準確建立結構模型的重要性，以及如何正確解讀數值模擬結果，識彆結構的薄弱環節，並指導設計優化。 第十章：高層建築抗震的未來發展趨勢 智能化與監測技術： 探討結構健康監測係統（SHM）在監測結構健康狀態、評估地震損傷、指導震後修復中的作用。展望未來智能化設計與建造技術在高層建築抗震中的應用。 新材料與新技術的應用： 關注先進材料（如形狀記憶閤金、新型阻尼材料）在提升結構抗震性能方麵的潛力。 綠色建築與可持續發展： 探討如何在高層建築抗震設計中融入綠色建築理念，如使用環保材料、優化能源利用，並兼顧結構的全生命周期可持續性。 韌性城市與社區抗震： 將高層建築的抗震設計置於更廣闊的韌性城市建設背景下，探討如何通過高層建築的抗震能力，提升城市整體的抗災韌性。 本書力求做到內容充實，論述嚴謹，圖文並茂。書中不僅包含理論推導與公式演算，更輔以大量的工程實例分析，力圖使讀者能夠深刻理解理論與實踐之間的聯係，從而在實際工程設計中得心應手。無論您是結構工程師、岩土工程師、建築師，還是相關專業的學生，本書都將是您在高層建築結構與抗震領域求索的寶貴財富。它不僅是一部教科書，更是一份對現代都市生命安全負責的承諾。

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閱讀過程中，我發現這本書的語言風格異常的嚴謹而富有邏輯性，它沒有采用那種過於學術化、讓人望而生畏的晦澀錶達，而是用一種非常清晰、層層遞進的方式來引導讀者理解復雜的力學概念。作者似乎深諳“授人以漁”的道理，他不會僅僅拋齣一個結論，而是會詳細地解析推導過程中的每一步假設和簡化，這對於培養讀者的獨立思考能力至關重要。比如，在講解結構體係的剛度摺減問題時，作者不僅給齣瞭現行的規範計算方法，還追溯瞭這些方法的曆史演變和背後的物理意義，讓讀者明白“為什麼是這樣算”而非僅僅是“照著這樣算”。這種對知識本源的探索，極大地提升瞭我的學習興趣，不再是被動接受信息，而是在主動地構建自己的知識體係。讀完相關章節後，我感覺自己對結構穩定性和變形控製的理解上瞭一個颱階，不再滿足於簡單的公式套用，而是能夠從更宏觀的視角來審視結構設計的閤理性。

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從閱讀體驗的角度來看，這本書的輔助學習資源配置堪稱一流，極大地彌補瞭傳統教材在互動性和實時性上的不足。我注意到書中嵌入瞭大量的二維碼鏈接，掃描後可以直接訪問作者維護的在綫資源庫，裏麵包含瞭更詳細的計算案例的Excel錶格、用於驗證理論模型的有限元分析（FEA）模型文件，甚至是與當前行業主流軟件接口的腳本示例。這對於我們這些習慣瞭數字化學習的年輕一代來說，簡直是太友好瞭。我嘗試打開其中一個關於P-Delta效應分析的案例文件，發現模型的設置邏輯非常清晰，數據輸入和結果輸齣都標注明確，這讓我可以迅速將書本上的理論知識轉化為實際操作能力，大大縮短瞭從“知道”到“做到”的過渡時間。這種超越紙質媒介限製的延伸閱讀體驗，讓整本書的價值得到瞭幾何級的提升，使其成為一本兼具學術深度和實戰價值的工具書。

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這本書的內容深度和廣度都遠超齣瞭我的預期，尤其是在探討新型材料在超高層建築中的應用這一部分，簡直是打開瞭我的新世界。作者似乎非常瞭解當前結構工程領域的前沿動態，不僅迴顧瞭經典的鋼筋混凝土和鋼結構體係，還花瞭大量的篇幅來介紹高性能復閤材料、自修復混凝土以及智能減隔震裝置的實際工程案例。我特彆欣賞作者在處理理論與實踐結閤時的平衡感，每一項技術突破的介紹後，緊接著的都是詳盡的性能指標對比和潛在的施工挑戰分析。舉個例子，書中對巨型框架-核心筒體係在不同風荷載作用下的動力響應分析，從理論推導到數值模擬，每一步都邏輯嚴密，讓人不得不佩服作者深厚的學術功底。這種既有堅實的理論基礎，又不乏工程實踐指導意義的寫作風格，使得這本書不僅僅停留在教科書的層麵，更像是一本工程師必備的案頭參考手冊，適閤各個層級的結構專業人士研讀，從中都能找到屬於自己的知識增益點。

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這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵采用瞭深邃的藍色調，搭配著簡潔有力的白色字體，一下子就抓住瞭我的目光。初次翻開，那種紙張的觸感就讓我感到非常舒服，厚實而富有質感，顯然不是那種廉價的印刷品。內頁的排版布局也相當講究，字裏行間留有足夠的留白，閱讀起來絲毫不會感到擁擠和疲憊。我注意到，許多關鍵的公式和圖錶都被清晰地標注齣來，綫條流暢，細節豐富，即便是初次接觸這方麵內容的讀者，也能快速把握住重點。比如，在闡述某個復雜結構受力分析模型時，作者沒有采用晦澀難懂的純文字描述，而是巧妙地結閤瞭高清晰度的三維剖麵圖進行解釋，這一點非常值得稱贊。這種對細節的極緻追求，讓我對後續內容的深入學習充滿瞭信心，感覺手裏拿的不僅僅是一本教材，更像是一件精心打磨的藝術品，讓人願意花時間去細細品味和研究其中的每一個章節。

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這本書對於抗震設計規範的闡述部分，可以說是精妙絕倫，充分體現瞭作者在實際抗震設計領域豐富的實戰經驗。它不是簡單地羅列規範條文，而是深入挖掘瞭規範背後的設計思想和工程哲學。書中用大量圖示對比瞭不同抗震等級下結構的關鍵部位的構造措施差異，比如梁柱節點域的配筋詳圖，那些細微的箍筋間距變化，在作者的解讀下，立刻變得意義重大，不再是枯燥的數字，而是關乎結構安全的關鍵屏障。我特彆喜歡書中對“大震不倒，小震可修”這一核心理念的深度剖析，作者結閤近年來的強震記錄數據，分析瞭現有設計方法在極端情況下的響應特徵和失效模式，這使得抗震設計不再是基於概率的保守估計，而是一種對工程風險的積極應對。這種結閤曆史教訓和未來趨勢的敘述方式，讓我在學習抗震理論時，始終保持著一份敬畏之心，也更加明確瞭工程責任的重大性。

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