建筑結(jié)構(gòu)原理

前言

　　本書(shū)主要適用于建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)和土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生和其他需要了解建筑結(jié)構(gòu)在荷載作用下如何工作的人員。該書(shū)闡述了達(dá)到這種理解所需要的概念。通過(guò)形成一種概念體系使任何一種建筑的結(jié)構(gòu)性能均能予以理解。在探索這種結(jié)構(gòu)體系的過(guò)程中，會(huì)使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程變得脈絡(luò)清楚?！　∵@種概念體系是通過(guò)描述和圖形來(lái)表達(dá)的，無(wú)需采用任何數(shù)學(xué)概念。首先應(yīng)用最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)介紹這些概念，然后逐漸介紹更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以加深對(duì)這些概念的理解。在第9章，運(yùn)用這些概念體系解釋某些現(xiàn)有建筑物的結(jié)構(gòu)性能?！　”M管大多數(shù)人很少考慮結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但他們卻處于天然的和設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體的包圍之中。他們整日生活在這些結(jié)構(gòu)體中，旅游、吃飯、睡覺(jué)等一切活動(dòng)都離不開(kāi)結(jié)構(gòu)。在史前時(shí)代，人類(lèi)就已習(xí)慣于使用結(jié)構(gòu)了。的確，人、動(dòng)物和植物本身就是結(jié)構(gòu)。許多動(dòng)物還建造結(jié)構(gòu)體，如鳥(niǎo)巢、蜘蛛網(wǎng)等。大多數(shù)史前人在日常生活中經(jīng)常使用結(jié)構(gòu)。他們建造各種形式的住房，制造船只、橋梁、武器和器具。每個(gè)群體都想為他們的制造物進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。盡管我們不知道這種設(shè)計(jì)過(guò)程是如何進(jìn)行的，但最終都包含著傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。這些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法日益定型，成為當(dāng)時(shí)那個(gè)群體整個(gè)文化的組成部分。　　當(dāng)人們進(jìn)入文明社會(huì)，即逐步演變而不是一成不變的社會(huì)時(shí)，便要求新型的建筑物，如寺院、倉(cāng)庫(kù)、城堡等。隨著傳統(tǒng)的建筑方法不再適用，需要新的技術(shù)和設(shè)計(jì)工藝。然而這些并非總是成功的?！　∷性O(shè)計(jì)過(guò)程都要求有一種評(píng)估設(shè)計(jì)方案的方法。在傳統(tǒng)體系中不會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，所有構(gòu)筑物的性能均由經(jīng)驗(yàn)確定了。　　顯然，早期的土木建設(shè)者主要關(guān)心新的建筑物，并且對(duì)于結(jié)構(gòu)的行為特征似乎比較清楚。然而對(duì)于結(jié)構(gòu)性能的技術(shù)認(rèn)識(shí)則是緩慢而耗時(shí)的。只是到了19世紀(jì)，大多數(shù)此類(lèi)知識(shí)才被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然，這不會(huì)阻止建筑師們建造最驚人的結(jié)構(gòu)體——從金字塔到大教堂，從石弩到水車(chē)。

內(nèi)容概要

本書(shū)試圖通過(guò)建立一種概念體系，使任何一種建筑結(jié)構(gòu)原理都能夠容易被人理解。在由淺入深的探索過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)概念體系是通過(guò)生動(dòng)的描述和簡(jiǎn)單的圖形而非數(shù)學(xué)概念建立的，因此，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程變得十分清晰。此外，書(shū)中運(yùn)用這些概念體系對(duì)6個(gè)經(jīng)典建筑物的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了解釋和分析?！　”緯?shū)適合高等院校大土木專(zhuān)業(yè)、建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)師生作為教材或教輔學(xué)習(xí)使用，對(duì)結(jié)構(gòu)工程師和建筑師均有較強(qiáng)的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

馬爾科姆·米萊在1966年取得結(jié)構(gòu)工程師資格。他不僅自己從事設(shè)計(jì)，也為國(guó)際建筑公司工作，他的設(shè)計(jì)包括從重點(diǎn)土木工程項(xiàng)目到房屋整修和輕縈結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)。他曾為建筑學(xué)和工程學(xué)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生教授工程課程。

書(shū)籍目錄

前言第1章  荷載和荷載路徑  1 永久荷載  2 可變荷載  3 偶然荷載  4 荷載概括  5 反作用荷載  6 荷載路徑第2章  內(nèi)力  1 柱和梁  2 簡(jiǎn)單框架  3 板  4 荷載路徑第3章  結(jié)構(gòu)構(gòu)件特性  1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件  2 應(yīng)力與應(yīng)力分布概念  3 軸向應(yīng)力  4 彎曲應(yīng)力  5 剪應(yīng)力  6 組合應(yīng)力第4章  復(fù)雜應(yīng)力概念  1 主應(yīng)力  2 梁人剪應(yīng)力的作用  3 梁截面形狀的影響  4 雙軸彎曲  5 復(fù)合構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力  6 小結(jié)第5章  結(jié)構(gòu)材料  1 材料性能的種類(lèi)  2 結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用  3 土訓(xùn)作為結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn)  4 非結(jié)構(gòu)效應(yīng)第6章  結(jié)構(gòu)的安全與破壞  1 安全的基本概念  2 結(jié)構(gòu)破壞類(lèi)型  3 塑性性能  4 軸向不穩(wěn)定性  5 結(jié)構(gòu)理論之間的關(guān)系第7章  結(jié)構(gòu)的幾何形狀與性能  1 結(jié)構(gòu)的幾何形狀  2 結(jié)構(gòu)體系的性能  3 桁架與框架  4 纜和拱  5 軸向不穩(wěn)定性的預(yù)防第8章  簡(jiǎn)簡(jiǎn)單建筑物的性能  1 基本結(jié)構(gòu)與承載  2 結(jié)構(gòu)作用與穩(wěn)定第9章  結(jié)構(gòu)實(shí)例  1 達(dá)勒姆大教堂  2 棕櫚宮  3 薩爾蘇埃拉競(jìng)技場(chǎng)  4 法國(guó)國(guó)家工業(yè)與技術(shù)展覽中心  5 聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行  6 中國(guó)銀行大廈第10章  結(jié)構(gòu)概念  1 建筑結(jié)構(gòu)  2 構(gòu)筑荷載路徑  3 荷載路徑的幾何形狀  4 整體結(jié)構(gòu)性能  5 材料與構(gòu)件和選擇  6 構(gòu)件連接  7 結(jié)構(gòu)與建筑構(gòu)造補(bǔ)充閱讀文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　因?yàn)闃前澹ㄔ诩夹g(shù)文獻(xiàn)中通常稱(chēng)為板）彈性性能的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)難度大或者經(jīng)常是不可能的，樓板結(jié)構(gòu)的彈性分析通常不能作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分來(lái)進(jìn)行。相比之下，由丹麥工程師F·w約翰森（FW johanssen）研制的鋼筋混凝土屈服線分析法實(shí)施起來(lái)比較簡(jiǎn)單。當(dāng)然，必須選擇正確的屈服線模型以保證最低的破壞荷載被計(jì)算。　　這些一維和兩維結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)動(dòng)體系依賴(lài)于最大彎矩位置上塑性鉸（屈服線）的形成。這些鉸的形成允許結(jié)構(gòu)在幾何構(gòu)造上簡(jiǎn)單地折疊成一個(gè)破壞外形。這意味著只有當(dāng)內(nèi)軸向力不存在或忽略不計(jì)，以及結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造允許簡(jiǎn)單折疊時(shí)，這些簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)破壞類(lèi)型才有可能發(fā)生?！　±?，塑性鉸和折疊的思想并沒(méi)有對(duì)簡(jiǎn)單柱是如何破壞的問(wèn)題給出指導(dǎo)。同樣，屈服線的思想也沒(méi)有對(duì)圖4.22中所示的曲線殼如何破壞的問(wèn)題給出指導(dǎo)。要知道這些結(jié)構(gòu)是如何破壞的，必須考慮軸向力的作用。　　6.4軸向不穩(wěn)定性　　當(dāng)一個(gè)純一維結(jié)構(gòu)構(gòu)件受軸向端荷載作用時(shí)，它或伸展或收縮（見(jiàn)圖2.1～圖2.6及相關(guān)內(nèi)容）。如果結(jié)構(gòu)材料是線彈性或完全塑性的（見(jiàn)圖5.6），構(gòu)件就會(huì)在荷載增加時(shí)發(fā)生彈性變形直到達(dá)到彈性極限。然后構(gòu)件變成塑性的且在破壞荷載作用下無(wú)限變形。因?yàn)檩S向應(yīng)力分布被假定是均勻的（見(jiàn)圖3.29），所以整個(gè)橫截面在破壞荷載處變成塑性的。

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