建築結構:分析方法及其設計套用

建築結構:分析方法及其設計套用

《建築結構:分析方法及其設計套用》是2005年6月1日清華大學出版社出版的圖書,作者是Daniel L. Schodek。

基本介紹

  • 書名:建築結構:分析方法及其設計套用
  • 作者:Daniel L. Schodek著;羅福午,楊軍,曹俊譯
  • ISBN:9787302104674
  • 類別:圖書
  • 頁數:569 頁
  • 定價:66.00元
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2005-6-1
  • 裝幀:平裝
  • 版次:4
內容簡介,前言,目錄,

內容簡介

本書主要包括3篇:第1篇引導性概念,介紹了必須掌握的建築結構概念和力學概念;第2篇結構構件的分析和設計,介紹了12種結構構件的基本性能和設計要點;第3篇結構設計原理,介紹了從結構體系考慮問題的基本原則和思路。
本書作者注重對基本概念的深刻剖析,以豐富而高超的教學經驗為基礎,將廣博的結構知識納入清晰的體系,並用簡潔、易於理解的方式加以表達;更重要的是,本書不僅傳授了結構分析和設計的方法,而且提供了提高綜合考慮結構問題的能力知識。
本書可作為建築結構專業的簡明教學參考書或非結構專業的教學參考書,也可作為有一定結構背景的教師和工程技術人員的參考書。

前言

在力學領域中存在一批永恆的物理學原理,它們能夠幫助設計人員掌握現有結構形式的性能及想出解決結構問題的新方法。過去3個世紀以來,這些原理有著迅速的發展,它們的成熟性和完整性已經到了令人驚訝的程度。當然,一些新的認識還在繼續被發現,同時也希望今後不斷有更新的發現; 而且這些已經被設計人員採用的分析工具仍是廣泛適用且十分有效的。所以可以認為,結構領域面臨真正的挑戰不在於再去開發新的分析工具,而是怎樣將那些已經認識到的原理用到設計中來,以及為建造更好的建築物做出有創新意義的結構解答。
本書概述構成荷載作用下結構性能的物理學原理,其主要目的不但是傳授結構分析的方法,更是為了探索這些結構分析方法在建築結構設計中的作用。正因為這個作用,本書所討論的題材既包括工程專業課程中的內容,也在一定程度上包括建築學專業課程中的內容。傳統的工程學科分支間難以逾越的界限(例如靜力學、材料力學),在這裡都蓄意加以淡化,因為此處所採用的是一種更為綜合的分析方法。
本書分成3篇。第1篇是“結構分析和設計”這個主題在基本概念方面的概述,第2篇為讀者引入較多的主要建築結構構件,並討論對它們的分析和設計。這部分中的每一章都分成幾節,它們: (1)引入所考慮的構件,說明它在建築物中的作用; (2)定性地(用一種“直觀”的方法)討論構件在荷載作用下的性能; (3)定量地考察構件在荷載作用下的性能; (4)討論構件設計的方法(不單純是分析)。第3篇為結構設計所獨有的邏輯討論,它是更廣泛的建築物設計過程中的一個組成部分。本書附錄所討論的是一般結構設計中更為深入的原理。
本書還希望成為學生和教師想要策劃他們自己所學、所教課程的主要資源。例如對於那些只需要套用所述主題中嚴格定性方法的人,他們可能只需閱讀第1篇中的第1章,第2篇中每一章的名為“引言”和“一般原理”的節別,以及第3篇的全部內容; 因而在這些章節里就要簡要提供該領域在設計方面(而不是在分析方面)定性的總的看法。第3篇是為已經具有結構分析方面背景的學生寫的,它概括了設計中有用的信息,對這些內容學生都可以獨立地進行閱讀。
在第1、2和3篇中,都對所分析主題的敘述有一定程度的重複,它使得學生或教師能夠按照他們閱讀或使用本書內容的順序適時地將它們前後結合起來。例如,在第2章中第一次引入的剪力圖和彎矩圖,在敘述另一結構構件——桁架時再次引入,並把它們和對桁架的分析結合起來。在這裡介紹了剪力圖和彎矩圖的不同表述法;如果需要,教師還可以對它們作多種變化。又如本書著者從一開始就一般性地敘述了剪力圖和彎矩圖,並將它們作為桁架分析的一部分,然後在討論對梁的分析和設計以前,在第2章中又對剪力圖和彎矩圖作更為抽象的展開; 其他教師也可以選用各種手段處理所傳授的主題材料。本書的撰寫具有足夠的靈活性,可用於不同的閱讀和傳授方法。在任何情況下,書中所列內容從頭到尾均可作為直接閱讀的材料。
當然,本書著者要感謝直接或間接地為本書提供觀點和方法的人士。S?波拉利斯(Spiro Pollalis)教授為協助本書原稿的修訂,為籌備學生使用的有例題和案例分析的光碟(CD)貢獻了他的寶貴時光和精力。非常感謝哈佛大學設計研究生院(Graduate School of Design at Harvard)的學生多年來將本書所有的材料作為他們的課程內容所做的貢獻和無盡的支持。尤其重要的支持來自凱(Kay)、內德(Ned)和B.斯科台克(Ben Schodek),他們的幫助更為顯著。還要感謝本版校閱人、評論人的卓有益處的評論和建議,他們是耶魯大學的J.W.埃克斯萊(James W Axley,Yale University)和溫特沃斯技術學院的K.G.本尼迪克特(Kurt G Benedict,Wentworth Institute of Technology)。

目錄

第1篇引導性概念
第1章結構: 總覽3
1-1概述3
1-2結構的一般類型4
1-2-1基本分類4
1-2-2主要結構構件9
1-2-3基本結構單元及其集合12
1-3分析和設計結構時的基本問題14
1-3-1基本的結構現象14
1-3-2結構的穩定性15
1-3-3構件的受拉、受壓、受彎、受剪、受扭和承壓: 概述18
1-4索狀結構: 拱、纜索及其相關型式19
1-4-1基本特徵19
1-4-2結構性能22
1-5其他分類25
習題27
第2章力學原理28
2-1引言28
2-2力和力矩28
2-2-1分析的目標和過程28
2-2-2力30
2-2-3純量和矢量30
2-2-4力的平行四邊形31
2-2-5力的分解和合成33
2-2-6靜力等效系統35
2-2-7力矩36
2-3平衡39
2-3-1質點的平衡39
2-3-2剛體的平衡40
2-3-3作用力和反作用力42
2-3-4完整的靜力分析58
2-4內力和內力矩60
2-4-1軸力(拉伸和壓縮)60
2-4-2剪力和彎矩61
2-4-3剪力和彎矩的分布62
2-4-4結構中荷載、剪力和彎矩之間的關係79
2-5關於應力的概述81
2-5-1拉應力和壓應力81
2-5-2受拉構件的強度82
2-5-3容許應力83
2-6材料的力學性能84
2-6-1引言84
2-6-2材料的一般應力-應變特性84
2-6-3彈性85
2-6-4強度88
2-6-5材料的其他性能89
2-7受拉和受壓構件的變形90
習題92
第3章結構分析和設計概述96
3-1分析和設計準則96
3-2結構上的荷載97
3-2-1引言97
3-2-2靜力荷載98
3-2-3風荷載102
3-2-4地震力105
3-2-5荷載組合110
3-3一般結構分析過程111
3-3-1基本步驟111
3-3-2模擬結構112
3-3-3模擬外荷載116
習題131
第2篇結構構件的分析和設計
第4章桁架135
4-1引言135
4-2一般原理136
4-2-1三角形136
4-2-2桿件中的力: 定性分析137
4-3桁架分析140
4-3-1穩定性140
4-3-2構件受力: 概述142
4-3-3節點平衡144
4-3-4截面平衡153
4-3-5桁架中的剪力和彎矩158
4-3-6超靜定桁架160
4-3-7特殊受拉構件的使用: 纜索161
4-3-8空間桁架162
4-3-9節點剛度164
4-3-10計算機輔助分析方法164
4-4桁架設計166
4-4-1目標166
4-4-2結構外形166
4-4-3桁架高度175
4-4-4桿件的設計問題176
4-4-5平面桁架與三維桁架的比較181
習題181
第5章索結構: 纜索和拱183
5-1引言183
5-2索形的一般原理183
5-3纜索結構的分析和設計186
5-3-1引言186
5-3-2懸索結構:集中荷載188
5-3-3懸索結構:均布荷載193
5-3-4一般的索方程式197
5-3-5纜索的長度198
5-3-6風效應198
5-4纜索結構的設計200
5-4-1簡單懸索200
5-4-2雙層纜索系統204
5-4-3斜拉結構205
5-5拱的分析和設計208
5-5-1砌體拱208
5-5-2拋物線形的剛性拱: 均布荷載210
5-5-3索形拱: 集中荷載211
5-5-4拱結構的設計212
5-5-5三鉸拱215
5-5-6兩鉸拱、固定端拱和三鉸拱的比較226
習題228
第6章受彎構件: 簡支梁229
6-1引言229
6-2一般原理230
6-2-1建築物中的梁230
6-2-2基本的應力分布232
6-3梁的分析237
6-3-1彎曲應力237
6-3-2梁的側向壓屈250
6-3-3剪應力252
6-3-4支承應力257
6-3-5扭轉258
6-3-6剪力中心260
6-3-7撓度261
6-3-8主應力264
6-3-9有限元分析266
6-4梁的設計267
6-4-1一般設計原理267
6-4-2木樑的設計274
6-4-3鋼樑的設計278
6-4-4鋼筋混凝土梁: 一般性原理283
6-4-5鋼筋混凝土梁: 設計和分析原理285
6-4-6鋼筋混凝土梁: U. S.詳細設計過程287
6-4-7先張和後張預應力294
習題298
第7章受壓構件: 柱300
7-1引言300
7-2一般原理300
7-3受壓構件分析303
7-3-1短柱303
7-3-2長柱305
7-4受壓構件的設計315
7-4-1一般設計原理315
7-4-2柱的尺寸321
7-4-3木柱設計321
7-4-4鋼柱設計322
7-4-5鋼筋混凝土柱設計324
習題325
第8章連續結構: 梁326
8-1引言326
8-2一般原理327
8-2-1剛度328
8-2-2力的分布328
8-3超靜定梁的分析329
8-3-1近似和精確分析方法之間的比較329
8-3-2近似分析方法329
8-3-3構件剛度變化的影響330
8-3-4支座沉降的影響335
8-3-5部分載入條件的影響336
8-4超靜定梁的設計338
8-4-1引言338
8-4-2設計彎矩339
8-4-3設計連續梁的形狀340
8-4-4鉸結點的套用342
8-4-5控制彎矩的分布344
8-4-6鋼筋混凝土連續梁346
習題347
第9章連續結構: 剛架348
9-1引言348
9-2一般原理348
9-3剛架的計算351
9-3-1計算方法351
9-3-2梁和柱相對剛度的重要性358
9-3-3側傾361
9-3-4支座沉降362
9-3-5部分載入條件的影響363
9-3-6多層剛架363
9-3-7空腹桁架365
9-4剛架的設計367
9-4-1引言367
9-4-2剛架類型的選擇368
9-4-3設計彎矩370
9-4-4剛架的形狀372
9-4-5構件和連線件的設計374
9-4-6一般性考慮374
習題375
第10章格線結構和平板結構376
10-1引言376
10-2格線結構377
10-3平板結構379
10-3-1單向平板結構379
10-3-2雙向平板結構382
10-4雙向體系設計: 平板、格線和空間構架的一般目標389
10-5鋼筋混凝土板的設計391
10-6空間構架結構399
10-7折板結構402
習題406
第11章膜結構和索網結構407
11-1引言407
11-2充氣結構408
11-2-1背景408
11-2-2氣承式結構411
11-2-3充氣結構415
11-2-4其他考慮416
11-3索膜結構的分析和設計417
11-3-1曲率417
11-3-2支承條件418
11-3-3找形419
11-3-4材料420
習題421
第12章殼體結構422
12-1引言422
12-2球殼結構424
12-2-1引言424
12-2-2殼面的薄膜作用426
12-2-3球殼中的內力類型426
12-2-4球殼內的經向力428
12-2-5球殼內的環向力429
12-2-6內力的分布431
12-2-7集中力432
12-2-8支承條件: 受拉環梁和受壓環梁432
12-2-9其他考慮435
12-3圓柱形殼體436
12-4雙曲拋物面殼體438
習題440
第3篇結構設計原理
第13章結構格線和模式: 一般性規劃和設計443
13-1引言443
13-2普通格線443
13-3結構層次的一般性特徵447
13-3-1單向體系447
13-3-2雙向體系449
13-3-3與屋頂形狀的關係452
13-3-4結構類型與跨度的關係453
13-3-5荷載類型與結構類型的關係457
13-3-6集中的結構與分布的結構458
13-3-7強制性約束: 防火安全要求458
13-4設計問題459
13-4-1結構與功能空間的關係459
13-4-2空間構成的特徵463
13-4-3單向體系與雙向體系: 格線幾何形狀和尺寸的影響465
13-4-4局部幾何條件的影響467
13-4-5改變支承位置470
13-4-6不均勻的格線471
13-4-7大空間的處理472
13-4-8特殊情況的處理473
13-4-9結構格線的交匯478
第14章結構體系: 抵抗側向荷載的設計481
14-1側向力對結構設計的影響481
14-1-1基本設計問題: 低矮結構和中等高度結構481
14-1-2高層結構489
14-2抗震設計的考慮493
14-2-1基本原理493
14-2-2總體設計和平面考慮495
14-2-3抗震結構的主要特徵499
14-2-4材料501
14-2-5剛度因素501
14-2-6非結構單元503
14-2-7新方法: 基礎隔離體系和其他技術504
習題504
第15章結構體系: 構造方法506
15-1引言506
15-2木結構507
15-3鋼筋混凝土結構512
15-4鋼結構518
15-5基礎和擋土牆521
習題524
第16章結構連線525
16-1引言525
16-2連線接頭的基本幾何形狀525
16-3連線件的基本類型527
16-3-1螺栓和鉚釘529
16-3-2焊接接頭532
習題533
附錄534
A單位轉換534
B非匯交力系534
C形心535
D慣性矩536
E梁中的彎曲應力540
F梁中的剪下應力542
G彎矩-曲率關係543
H撓度545
I力矩-面積定理: 傾角和撓度546
J超靜定結構的其他分析方法549
K受壓構件的臨界壓屈荷載551
L基於計算機的分析方法: 力法和矩陣位移法553
M有限元法559
N特性561
O典型材料性質563
名詞術語中英文對照565

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