大跨建築結構倒塌破壞機理 韓慶華 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

韓慶華 著

圖書標籤:

• 大跨建築
• 結構工程
• 倒塌機理
• 結構破壞
• 建築安全
• 韓慶華
• 工程結構
• 力學分析
• 災害防治
• 結構穩定

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030535184

商品編碼：29773776807

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-10-01

基本信息

書名：大跨建築結構倒塌破壞機理

定價：80.00元

作者：韓慶華

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2017-10-01

ISBN：9787030535184

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：128開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

大跨建築結構倒塌破壞機理

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《結構安全與韌性：從設計到失效的深度解析》 前言 建築結構的安全性是人類社會可持續發展和人民生命財産安全最基礎的保障。從宏偉的摩天大樓到橫跨山河的橋梁，再到承載城市交通的隧道，每一個宏大的工程背後，都凝聚著無數工程師的智慧與汗水，也承載著對結構可靠性的嚴苛考驗。然而，自然災害的頻發、荷載條件的變化、材料的老化以及設計施工中的潛在缺陷，都可能導緻結構承受超齣其設計能力的風險，甚至發生災難性的破壞。如何深入理解結構在不同條件下可能齣現的失效模式，並在此基礎上提升結構的整體安全性和抵抗災難性事件的能力，是土木工程領域永恒的課題。 本書旨在構建一個關於結構安全與韌性的全麵知識體係，從理論基礎、設計理念、失效機理到評估與加固策略，進行一次係統性的梳理與深入的探討。我們期望通過對結構在各種極端荷載與復雜環境下的行為進行細緻的分析，揭示其潛在的薄弱環節與破壞路徑，從而為工程師們在實際工程中提供更堅實的技術支撐和更前瞻的風險防範思路。本書並非僅僅停留在對已有知識的復述，而是力圖通過嚴謹的學術視角，結閤前沿的研究成果，引領讀者更深入地理解結構失效的本質，並探索提升結構韌性的可行途徑。 第一章：結構安全理論基礎與發展曆程 本章將係統迴顧結構安全理論的發展脈絡。我們將從早期基於確定性方法的經驗設計規則齣發，闡述概率論和數理統計在結構可靠度分析中的引入如何推動瞭工程設計的科學化進程。重點將介紹不同可靠度指標的概念及其在工程實踐中的應用，如一階可靠度方法（FORM）和二階可靠度方法（SORM）等。同時，我們將探討極限狀態設計法（LSD）的核心理念，包括不同類彆的極限狀態（如承載能力極限狀態、正常使用極限狀態）以及相應的荷載組閤和抗力分項係數的選取原則。 此外，本章還將觸及結構安全評估的最新發展，例如基於性能的設計（Performance-Based Design）理念，它不再局限於滿足單一的可靠度指標，而是關注結構在不同地震、風荷載等作用下的性能錶現，如損傷程度、使用功能喪失等。我們將介紹性能目標的確立、需求響應分析以及不同性能水平下結構的性能評估方法。最後，本章將對結構安全理論的未來發展方嚮進行展望，強調智能化、信息化技術在結構安全監測、評估和風險管理中的潛力。 第二章：結構荷載與環境作用的綜閤分析 結構的安全性能直接取決於其所承受的荷載和環境作用。本章將對各類常見的結構荷載進行深入分析，包括恒荷載（自重、永久裝修）、活荷載（人員、設備、傢具）、風荷載、雪荷載、地震荷載、溫度作用、水土壓力以及動荷載等。我們將詳細介紹不同荷載的標準值、頻遇值、組閤值的確定方法，並闡述其在不同設計規範中的差異性。 環境作用的分析同樣至關重要。本章將聚焦於極端環境因素對結構安全的影響，例如： 風荷載的極端性： 討論颱風、龍捲風等極端天氣現象可能引起的瞬時高風壓、渦激振動以及可能發生的風緻結構失穩。我們將介紹風洞試驗、計算流體力學（CFD）模擬在風荷載精確評估中的作用。 地震作用的復雜性： 深入分析不同震級、震源機製、場地條件以及遠近場效應可能導緻的地震動特性差異，並探討其對結構動力響應的影響，特彆是場地液化的風險。 溫度作用的纍積與突變： 分析溫度變化對結構産生的應力、變形以及可能引發的熱脹冷縮應力集中，以及極端溫度驟變可能導緻的材料性能劣化或脆性破壞。 水化熱與早期裂縫： 對於大體積混凝土結構，將深入分析水化熱纍積可能導緻的內部溫度梯度，進而引發的拉應力與裂縫，探討其對結構整體強度的影響。 腐蝕與老化： 考察海洋、工業大氣等腐蝕性環境對鋼筋混凝土、鋼結構等材料造成的劣化機製，以及混凝土碳化、凍融循環等對結構耐久性的長期影響。 特殊荷載與作用： 討論如爆炸衝擊波、碰撞荷載、地麵沉降、滑坡等地質災害對結構的潛在威脅，及其在設計和評估中的考慮。 本章強調，準確理解並科學量化各種荷載與環境作用的組閤效應，是進行可靠結構分析與設計的基石。 第三章：結構主要破壞模式的微觀與宏觀機理 本章是本書的核心內容之一，我們將從材料力學、斷裂力學、塑性力學等基本理論齣發，深入剖析各類結構構件和整體結構可能發生的破壞機理。 材料層麵的破壞： 混凝土的破壞： 詳細闡述混凝土在受壓、受拉、受剪下的應力-應變關係，分析其脆性特徵、微裂縫擴展、宏觀開裂直至壓碎或拉裂的完整過程。我們將探討鋼筋與混凝土之間的粘結破壞機理，以及混凝土受凍融、堿骨料反應等劣化因素的影響。 鋼材的破壞： 分析鋼材在拉、壓、剪、彎、扭作用下的屈服、強化與斷裂行為，重點討論鋼材的延性特徵及其在延性破壞中的作用。我們將探討鋼材在高強度、耐候鋼等特殊應用中的性能特點，以及焊接、連接部位的應力集中與破壞。 其他材料的破壞： 簡要介紹木材、磚石、復閤材料等在結構中的破壞特性。 構件層麵的破壞： 梁的破壞： 深入分析梁在彎麯、剪切、扭轉作用下的破壞模式，如撓度過大、抗剪破壞（斜裂縫）、受彎破壞（壓潰、屈服）、受扭破壞等。 柱的破壞： 闡述柱在軸嚮壓力、彎麯與剪切聯閤作用下的失穩（壓屈）破壞、混凝土壓碎、鋼筋屈服與壓潰等。 闆與殼體的破壞： 分析闆殼在承受均布荷載或集中荷載下的彎麯、剪切、扭轉及其可能發生的整體失穩。 連接節點的破壞： 探討螺栓連接、焊縫連接、錨固連接等節點在受力時的應力集中、滑移、斷裂、拔齣等破壞模式。 結構整體層麵的破壞： 靜力失穩（Buckling）： 深入分析長細比、邊界條件、荷載性質對壓屈失穩的影響，如柱的軸嚮壓屈、闆的局部或整體屈麯、空間結構的整體失穩等。 動力失穩（Dynamic Instability）： 探討在周期性荷載（如風振、地震）作用下可能發生的參數共振、共振等動力失穩現象。 連續梁/框架的鏈式失效（Progressive Collapse）： 重點分析一個構件的突然失效如何引發一係列連鎖反應，導緻結構整體或局部的大範圍倒塌。我們將探討其誘因（如爆炸、撞擊、設計缺陷）以及失效路徑的演化。 疲勞破壞： 分析在反復荷載作用下，材料內部微裂縫的萌生、擴展直至構件斷裂的過程，尤其在橋梁、機械設備等長期承受動荷載的結構中。 脆性破壞（Brittle Fracture）： 探討在特定材料（如低韌性鋼材、混凝土）或特定環境（低溫）下，結構可能發生的無明顯預警、快速發展的脆性斷裂。 本章將結閤大量實例和失效分析報告，通過圖文並茂的方式，讓讀者直觀地理解這些復雜的破壞機理。 第四章：結構承載能力與抗倒塌能力評估 本章將重點介紹如何量化評估結構的承載能力和抵抗災難性倒塌的能力。 承載能力評估： 基於規範的設計方法： 迴顧並深化對極限狀態設計法的理解，強調不同分項係數的物理意義，以及如何通過荷載效應與抗力效應的比較來判斷結構的承載能力。 基於性能的評估： 介紹非綫性靜力分析（Pushover Analysis）和非綫性動力時程分析（Nonlinear Time History Analysis）等方法，如何通過模擬結構的非綫性響應，評估其在不同地震或風荷載下的性能水平，以及其達到極限狀態或倒塌的臨界荷載。 材料與構件的可靠度評估： 介紹如何利用統計方法，結閤材料的變異性、構件的尺寸效應、施工質量等因素，計算結構的可靠度指標。 抗倒塌能力評估： 鏈式失效分析： 詳細介紹用於評估結構抵抗突然構件失效能力的分析方法。包括： “踢齣”（Remove-a-Column）方法： 模擬移除某個關鍵柱後，結構的剩餘承載能力。 跌落分析（Drop Analysis）： 模擬上層結構在下層構件失效後跌落産生的動力效應。 逐步倒塌分析（Progressive Collapse Analysis）： 使用非綫性有限元方法，模擬構件失效後的應力重分布、塑性鉸形成、大變形發展直至整體倒塌的過程。 抗爆與抗撞擊能力評估： 介紹如何根據爆炸物的當量、距離，或者車輛、船舶撞擊的參數，評估結構的關鍵構件和整體結構的響應，以及如何通過數值模擬來預測其破壞程度。 容許性倒塌（Graceful Collapse）的設計理念： 探討如何通過閤理的設計，使得結構在遭遇極端荷載時，能夠以可控的方式逐步損傷，而不是發生瞬時的、災難性的整體倒塌，為人員疏散留齣寶貴時間。 本章將穿插實際工程案例，展示如何運用這些評估方法，對現有結構進行安全鑒定，以及在設計階段優化結構，提升其抗倒塌能力。 第五章：提升結構韌性與安全性策略 基於前述對結構破壞機理和評估方法的理解，本章將聚焦於提升結構安全性和韌性的工程實踐策略。 高性能材料的應用： 高強度、高性能混凝土： 介紹UHPC（超高性能混凝土）、RPC（反應型聚閤物混凝土）等新型混凝土材料，及其在提升強度、耐久性、抗裂性方麵的優勢。 高延性鋼材與復閤材料： 討論高屈強比鋼材、形狀記憶閤金、縴維增強聚閤物（FRP）等在提升結構延性、抗震性能和抗腐蝕性能方麵的應用。 隔震與減震技術： 詳細介紹隔震支座（如橡膠支座、滑動支座）、阻尼器（如粘滯阻尼器、屈服阻尼器）等消能減震構件的工作原理及其在提升結構抗震性能中的關鍵作用。 結構設計與構造優化： 冗餘設計（Redundancy）： 強調結構體係應具備足夠的冗餘度，當部分構件失效時，荷載能被其他構件有效承擔，避免齣現“單點失效”。 延性構造設計： 介紹如何通過構件的配筋構造、節點連接設計，提升結構的延性，使其在屈服後仍能承擔一定的荷載，並發生明顯的變形，從而避免脆性破壞。 抗局部破壞設計： 針對可能發生的局部破壞（如撞擊、爆炸），設計相應的加強措施，如設置防撞護欄、爆炸泄壓裝置等。 耐久性設計： 強調針對特定環境，采取有效的防護措施，如增加混凝土保護層厚度、使用防腐蝕材料、設置排水係統等，以延長結構的使用壽命。 結構監測與健康診斷： 傳感技術與數據采集： 介紹各種結構健康監測（SHM）技術，如應變片、加速度計、位移計、溫度傳感器、腐蝕監測儀等，以及無綫傳感器網絡（WSN）的應用。 數據分析與損傷識彆： 探討如何利用采集到的數據，通過模態分析、頻率分析、損傷定位算法等，識彆結構的損傷狀態、評估其剩餘壽命，並預測潛在的風險。 預警係統與應急響應： 介紹如何建立基於監測數據的預警係統，及時發齣安全警報，並製定相應的應急響應預案。 結構加固與修復技術： 外包鋼加固、粘貼FRP加固、混凝土外加層等： 介紹常用的結構加固技術，如何通過增加構件截麵、提高材料性能、改善連接等方式，恢復或提升結構的承載能力。 修復技術： 討論混凝土裂縫修復、鋼筋銹蝕處理、構件更換等常用的修復方法。 結語 結構安全與韌性是一個動態演進的領域。隨著科學技術的不斷進步，新的材料、新的計算方法、新的監測手段層齣不窮，為我們提供瞭更強大的工具來理解和應對結構麵臨的挑戰。本書所闡述的理論與方法，僅是這個宏大知識體係中的一部分。我們期望通過本書的閱讀，能夠激發讀者對結構安全問題的深刻思考，培養嚴謹的工程態度，並不斷探索更安全、更可靠、更具韌性的工程解決方案，為人類社會的可持續發展貢獻力量。 本書的內容涵蓋瞭從宏觀到微觀，從理論到實踐的多個層麵，旨在為土木工程師、結構工程師、研究人員以及相關專業的學生提供一份有價值的參考。我們相信，對結構破壞機理的深入理解，是設計安全可靠結構，提升城市韌性的關鍵所在。

評分☆☆☆☆☆

說實話，剛拿起這本書的時候，我還擔心內容會過於晦澀難懂，畢竟“倒塌破壞機理”聽起來就充滿瞭復雜的數學模型和高深的物理定律。然而，作者的敘事節奏和邏輯構建卻齣乎意料地流暢。他似乎深諳如何引導讀者一步步走進復雜的結構世界，先用直觀的現象引入，再層層深入到復雜的本構關係和數值模擬。我特彆欣賞其中關於“軟化區”形成過程的描述，作者沒有急於給齣結論，而是通過一係列巧妙的比喻和圖示，將那些抽象的力學行為可視化瞭。這使得我這個非純理論齣身的讀者，也能相對輕鬆地把握住核心思想。這本書的好處在於，它不僅告訴你“會發生什麼”，更重要的是，它解釋瞭“為什麼會發生”，這種溯源性的分析，對於提升我們對結構穩定性的整體把握能力，有著不可估量的幫助。它像是一位經驗豐富的老前輩，耐心細緻地為你拆解那些曾經讓你睏惑不解的結構“疑難雜癥”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，我認為在於它提供瞭一種全新的、批判性的視角來看待我們日常所做的工作。在行業內，我們經常追求“最優設計”或“經濟設計”，但這本書卻不斷提醒我們，在追求效率和美觀的背後，必須牢牢守住安全這條底綫，並且要預見到那些“意想不到”的失效模式。書中對不同結構體係——比如框架、剪力牆、以及新型復閤結構——在遭受局部損傷後的連鎖反應分析，非常到位。尤其是對比瞭不同材料體係（鋼材、混凝土、木材）在極限狀態下的韌性差異時，那份客觀和冷靜，令人印象深刻。它不是一本鼓吹恐慌的書，而是一本教你如何理性、科學地預估風險的書。閱讀過程中，我不得不停下來，審視自己手頭正在進行的項目，重新思考那些被我們視為“標準做法”的細節，是否真的能抵禦住那些極端情況的考驗。這種自我反思的驅動力，這本書給予得非常強烈。

評分☆☆☆☆☆

我周圍的同事對這本書的評價褒貶不一，但這恰恰說明瞭它的分量。對於那些習慣於按圖索驥、依賴標準圖集的工程師來說，書中探討的非綫性、大變形乃至幾何非穩定問題，可能會讓他們感到不適，因為它挑戰瞭他們舒適區的邊界。但對於真正緻力於結構安全研究和復雜工程挑戰的人來說，這本書無疑是一座寶庫。我個人尤其欣賞作者在介紹數值模擬方法時的那種批判精神，他沒有盲目推崇有限元分析的萬能性，而是清晰地指齣瞭不同模型在捕捉破壞初級階段的局限性。這種對工具和方法的審慎態度，是真正有經驗的專傢纔會有的標誌。總而言之，這是一本需要沉下心來啃讀的書，它不會給你快速的答案，但它會給你提問的深度和思考的角度，讓你從“會做”升級到“能理解本質”。

評分☆☆☆☆☆

這本關於建築結構的書，光是書名就能讓人感受到一種厚重和深度。我花瞭幾天時間仔細研讀瞭其中的一些章節，發現作者在探討結構失效的那些關鍵節點時，展現齣瞭一種近乎執著的嚴謹。比如，書中對於極端荷載作用下材料響應的分析，那種從微觀到宏觀的推演過程，讓人不得不佩服其學術功底。特彆是關於節點區域應力集中和傳力路徑中斷的描述，簡直是教科書級彆的闡釋，對於我們這些常年在工地和設計院之間奔波的人來說，簡直是醍醐灌頂。我印象特彆深的是，作者並沒有停留在理論層麵，而是大量引用瞭工程實例，對比瞭不同設計規範在應對突發事件時的局限性，這種結閤實際的探討方式，讓原本枯燥的力學分析變得生動起來，也讓我對“安全冗餘”這個概念有瞭更深刻的理解，不再是簡單地套用規範參數，而是真正理解瞭背後的物理意義和工程哲學。這本書絕對是結構工程師案頭必備的工具書，值得反復翻閱，每一次閱讀都會有新的領悟。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版也體現瞭其專業性，圖錶的清晰度極高，這對於理解復雜的應力雲圖和變形軌跡至關重要。我最喜歡的是書中對不同破壞模式的分類和歸納，那種清晰的邏輯脈絡，仿佛一張結構失效的“地理圖譜”。它不僅講解瞭破壞是如何發生的，還巧妙地融入瞭預防和加固的思路，雖然不是主旨，但作為一種延伸思考，極大地豐富瞭內容的實用價值。例如，在討論到關鍵構件的冗餘設計時，作者通過對比幾種不同的加固策略，直觀地展示瞭“修復”與“預防”在經濟效益和長期穩定性上的權衡。這種係統性的思維訓練，遠超齣一本單純的技術手冊的範疇。讀完後，我感覺自己對“結構生命周期管理”的概念有瞭更立體化的認知，不再是孤立地看待設計、施工和使用階段，而是將它們視為一個連續、相互影響的整體，這對於提升項目整體質量管理水平，具有重要的指導意義。