現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設計的概念與方法

前言

　　傳統(tǒng)的土木工程專業(yè)的課程教學中，存在“分門授課多，綜合歸納少”的情況。尤其對結(jié)構(gòu)工程專業(yè)而言，除需學習4-5門力學課程外，尚需學習8-10門專業(yè)課程。眾多的課程往往對學生的學習形成相互獨立的“知識孤島”，相互缺少有機的聯(lián)系。這種情況就使他們?nèi)狈Y(jié)構(gòu)總體形態(tài)的了解，缺乏深入理解結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，獲取對結(jié)構(gòu)的感性和悟性。為土木工程專業(yè)高年級學生開設一門綜合性的提高其對結(jié)構(gòu)感悟性的課程，使他們在眾多課程知識的基礎上，歸納提煉并升華他們對結(jié)構(gòu)的理解，是很有必要的。作為這樣一門課程的教科書，必須反映現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程的時代特征。它不僅要反映所謂“現(xiàn)代”的傳統(tǒng)理解，即高層、大跨、空間作用和美學等要求，更必須強調(diào)21世紀對各項建設的“綠色”設計理念，即節(jié)能減排、環(huán)境友好和滿足可持續(xù)發(fā)展的要求?！　∩虾＝煌ù髮W是國內(nèi)率先在本科生中開設《結(jié)構(gòu)概念設計》課程的高校。自1998年已經(jīng)連續(xù)多年應用美國林同炎教授等的著作“結(jié)構(gòu)概念與體系”作為教材。相對于結(jié)構(gòu)細部設計，林同炎教授在書中更強調(diào)了結(jié)構(gòu)總體的概念設計。做好概念設計，則得益最大。而做好概念設計，其思路則主要源于設計者對結(jié)構(gòu)性態(tài)的感悟性和對基本力學概念的應用.林同炎教授提倡用最簡單的方法來處理復雜的問題，通過對結(jié)構(gòu)的感悟性，用簡單的基本力學方法正確設計結(jié)構(gòu)的組成和傳力途徑。其方法的特點和貢獻就是將復雜的結(jié)構(gòu)力學分析隱藏起來，而將其實質(zhì)表達為簡單靜力學進行處理，這就很容易被工程師們所理解并付諸應用。

內(nèi)容概要

本書介紹現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的概念設計和分析方法，強調(diào)概念設計需要在總體構(gòu)思上考慮美學和可持續(xù)發(fā)展理念，同時應用力學的概念和體系構(gòu)建結(jié)構(gòu)的框架，融匯結(jié)構(gòu)的分解與集成，將復雜結(jié)構(gòu)簡化分解為三維整體結(jié)構(gòu)、二維子結(jié)構(gòu)乃至一維構(gòu)件進行分析，并將這些構(gòu)件集成為滿足高層、大跨、空間等不同功能要求的整體結(jié)構(gòu)。    本書共分八章，主要內(nèi)容有結(jié)構(gòu)體系分類，荷載估算，結(jié)構(gòu)的整體分析方法，子體系分析方法，構(gòu)件分析方法，豎向高層結(jié)構(gòu)、橫向大跨結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的力學概念和簡化設計方法，同時結(jié)合國內(nèi)外多個工程案例啟發(fā)讀者對結(jié)構(gòu)的感悟性。本書附有習題，可供讀者訓練手算能力。    全書可作為高等院校土建類專業(yè)的本科生或研究生教材，也可供廣大從事土木工程的工程師、建筑師等專業(yè)技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　黃真，1982年天津大學本科畢業(yè)，1988年天津大學獲博士學位。1990年赴德國工作學習，并于1995年在德國布倫瑞克大學獲德國工學博士學位。1998年回國后任天津外資鋼結(jié)構(gòu)公司總工程師，負責設計施工多項鋼結(jié)構(gòu)工程。2001年起在上海交通大學土木工程系從事教學與科研工作。　　林少培，大連理工大學1956年本科畢業(yè)，1956～1958年鋼結(jié)構(gòu)研究生，1962～1966年大連理工大學工程力學研究生。1992年獲國務院頒發(fā)的大連理工大學政府特殊津貼。曾任中國土木工程學會計算機應用委員會理事，中國力學學會計算力學委員會理事，前國家計委、中國國際工程咨詢公司咨詢專家。1967～1984年在大連理工大學工程力學系和工程力學研究所從事教學與科研工作，1985年后在上海交通大學土木工程系從事教學與科研工作。

書籍目錄

作者簡介序前言目錄第一章  緒論  1.1  現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的特征  1.2  結(jié)構(gòu)概念設計的意義  1.3  建筑設計的過程  1.4  結(jié)構(gòu)性態(tài)和設計原則  1.5  結(jié)構(gòu)設計與可持續(xù)發(fā)展  1.6  結(jié)構(gòu)設計與美學應用  1.7  第一章小結(jié)第二章  荷載估算  2.1  豎向荷載  2.2  風荷載  2.3  地震作用  2.4  其他間接荷載  2.5  結(jié)構(gòu)荷載與變形反應  2.6  第二章小結(jié)第三章  結(jié)構(gòu)整體分析  3.1  結(jié)構(gòu)體系分類  3.2  結(jié)構(gòu)整體分析方法  3.3  結(jié)構(gòu)立面布置的“力流”分析方法  3.4  結(jié)構(gòu)平面布置的“基印圖”分析方法  3.5  結(jié)構(gòu)高寬比與平衡設計  3.6  非對稱建筑與復雜結(jié)構(gòu)分解  3.7  結(jié)構(gòu)整體性能設計概念  3.8  第三章小結(jié)第四章  結(jié)構(gòu)子體系分析  4.1  結(jié)構(gòu)體系分解  4.2  整體結(jié)構(gòu)與子結(jié)構(gòu)  4.3  橫向子結(jié)構(gòu)受力特性分析  4.4  橫向子結(jié)構(gòu)分類與簡化計算  4.5  豎向子結(jié)構(gòu)受力特性分析  4.6  豎向子結(jié)構(gòu)分類與簡化計算  4.7  第四章小結(jié)第五章  結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析  5.1  橫向構(gòu)件分析  5.2  豎向構(gòu)件分析  5.3  預應力構(gòu)件分析  5.4  節(jié)點的連接方法  5.5  第五章小結(jié)第六章  豎向高聳結(jié)構(gòu)分析  6.1  豎向高聳結(jié)構(gòu)的特點  6.2  剪力墻結(jié)構(gòu)體系  6.3  框架結(jié)構(gòu)體系  6.4  筒結(jié)構(gòu)體系  6.5  豎向混合結(jié)構(gòu)體系  6.6  案例與討論  6.7  第六章小結(jié)第七章  橫向大跨結(jié)構(gòu)分析  7.1  橫向大跨結(jié)構(gòu)的特點  7.2  拱結(jié)構(gòu)體系  7.3  懸索結(jié)構(gòu)體系  7.4  斜拉結(jié)構(gòu)體系  7.5  案例與討論  7.6  第七章小結(jié)第八章  空間結(jié)構(gòu)分析  8.1  空間結(jié)構(gòu)的特點  8.2  空間桁架和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系  8.3  空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系  8.4  膜結(jié)構(gòu)體系  8.5  空間可展結(jié)構(gòu)體系  8.6  案例與討論  8.7  第八章小結(jié)附錄1  思考與練習附錄2  某單層多跨鋼結(jié)構(gòu)廠房概念設計實例附錄3  某多層框架鋼結(jié)構(gòu)廠房概念設計實例附錄4  關(guān)于本書的調(diào)研報告參考文獻

章節(jié)摘錄

　　因此，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在共同完成一項獨特工程中的作用是相互關(guān)聯(lián)的、互補的，建筑物總是建筑師和結(jié)構(gòu)工程師共同創(chuàng)造的產(chǎn)物。對不同的工程對象，其作用也是各有其突出的方面。但是，由于知識背景的不同，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的合作往往又是比較困難的，因為建筑物是有形和無形、抽象和具體的綜合體。建筑師側(cè)重空間形式、感知氛圍等總體和宏觀方面，而結(jié)構(gòu)工程師則側(cè)重于有形、具體的結(jié)構(gòu)工程對象和微觀方面，雙方的思維方法有時使雙方的溝通渠道不太暢通。　　建筑師處理問題是用自上而下、著眼總體的方法。他們由項目的初始條件、設計約束和現(xiàn)有資源，根據(jù)工程經(jīng)驗，著眼于整體體系，構(gòu)思出一個空間安排，滿足建筑的功能要求和美學表達。然而，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工程師教育的模式卻是自下而上、著眼局部的方法。先學習具體的梁柱的細節(jié)處理而不充分考慮整體結(jié)構(gòu)的功能及可持續(xù)發(fā)展要求。這樣，就使建筑師和結(jié)構(gòu)工程師之間形成了一條鴻溝，限制了他們之間的交流和進行創(chuàng)造性的合作，而這種合作與交流在建筑的方案和初步設計階段是特別重要的?！　≡诜桨冈O計階段，無論建筑師或結(jié)構(gòu)工程師都要集中精力處理好整體的問題，而不是致力于處理局部的構(gòu)件細部。只有深刻理解建筑總體空間形式的相互關(guān)系，才能更好地加強對局部構(gòu)造需求的理解。因此，先將建筑物看作一個整體空間形式，集中思路在結(jié)構(gòu)的整體體系分析，并分解出子結(jié)構(gòu)體系和關(guān)鍵的構(gòu)件，然后將基本力學概念和知識融合其間，才能得到滿足建筑設計三要素的完美建筑。

編輯推薦

　　本書是關(guān)于介紹“現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設計的概念與方法”的教學用書，書中第一章是概論；第二章是荷載估算；第三章介紹結(jié)構(gòu)的整體分析方法，將復雜的整體結(jié)構(gòu)簡化為簡單的三維結(jié)構(gòu)進行分析，通過“力流”方法優(yōu)化結(jié)構(gòu)的立面布置，通過“基印圖”方法優(yōu)化結(jié)構(gòu)的平面布置；第四章介紹結(jié)構(gòu)子體系的分析方法，將三維整體結(jié)構(gòu)分解為二維子結(jié)構(gòu)進行分析；第五章介紹結(jié)構(gòu)構(gòu)件的分析方法，將二維平面子結(jié)構(gòu)分解為一維直線或曲線構(gòu)件進行簡化分析；第六章、第七章和第八章將這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件綜合集成為滿足不同現(xiàn)代功能要求的豎向高層結(jié)構(gòu)、橫向大跨結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，同時結(jié)合多個工程案例啟發(fā)讀者對結(jié)構(gòu)的感悟性。

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