結構動力學:理論及其在地震工程中的應用(第4版 翻譯版)
定 價:85 元
叢書名:海外力學學科優(yōu)秀教材
- 作者:Anil,K.Chopra著,謝禮立,呂大剛等譯
- 出版時間:2016/9/1
- ISBN:9787040459906
- 出 版 社:高等教育出版社
- 中圖法分類:O342
- 頁碼:748
- 紙張:膠版紙
- 版次:4
- 開本:16開
《結構動力學:理論及其在地震工程中的應用(第4版 翻譯版)》對結構動力學的基本知識、基礎理論給予了系統(tǒng)、全面的闡述,在系統(tǒng)介紹基本理論知識的同時,密切結合地震工程的實踐,對理論研究和工程應用,乃至抗震設計規(guī)范中的一些重要的結構動力學問題都給予了重點介紹,充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的風格。
本書是經(jīng)典著作《結構動力學:理論及其在地震工程中的應用》(第4版)的翻譯版。由哈爾濱工業(yè)大學謝禮立院士及多位教授翻譯而成。
本書著者AnilK.Chopra教授是當今結構動力學和地震工程學的一位大師,本書在第2版的基礎上補充新的研究成果之后修訂而成的。其中有Chopra教授自己的創(chuàng)造性貢獻,更有經(jīng)他匯總了的世界上其他學者的重要貢獻。本書可以說是當今結構動力學方面的一本經(jīng)典著作。
本書對結構動力學的基本知識、基礎理論給予了系統(tǒng)、全面的闡述,在系統(tǒng)介紹基本理論知識的同時,密切結合地震工程的實踐,對理論研究和工程應用,乃至抗震設計規(guī)范中的一些重要的結構動力學問題都給予了重點介紹,充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的風格。
宗旨和目的
這本有關結構動力學的書是想作為土木工程專業(yè)的教科書,它包含結構動力學理論及其在結構的地震分析、反應、設計和評估中的應用等許多內容。為了適應初學者,我們假設讀者沒有結構動力學的預備知識。書中介紹的內容足夠詳細,并且通過仔細的交互引證使之形成整體,從而使本書特別適合于自學。本書的這個特點,再加上在內容選擇上充分考慮實際應用,應該會使職業(yè)工程師們,特別是地震易發(fā)國家中從事結構分析與設計的工程師們對本書產(chǎn)生興趣。
由于許多學生和職業(yè)工程師覺得這個科目難學,所以在寫作本書的過程中,我們把重點放在了使結構動力學易于被學生和職業(yè)工程師學習。為達此目的,書中的內容圍繞以下幾個特點進行組織:使每一部分的數(shù)學推導盡可能地簡單;對分析方法進行總結以強調關鍵的分析步驟,方便讀者按照步驟操作應用;這些方法用120多個給出了詳細解答的例題進行說明,其中包括許多綜合性的和實際的例題,從中強調了結果的物理解釋;精心設計了大約500幅插圖,它們對教學是有效的,其中很多插圖涉及大量的結構動力反應的計算機模擬。為了將內容與真實世界相聯(lián)系,本書包括了結構的照片和地震時記錄的結構運動。
下面幾個目的激發(fā)了本書的準備工作:
·把所研究結構的理想化模型與真實結構的特性聯(lián)系起來。
·以強調分析方法物理內涵的方式介紹結構動力反應理論。
·通過實際應用所產(chǎn)生的問題,來說明理論在解題過程中的運用。
·運用理論的結果來解釋結構對各種動力激勵的反應,重點是結構對地震激勵的反應。
·應用結構動力學理論進行參數(shù)研究,以揭示在多層建筑地震反應、設計與評估中的一些基本問題。
本書的這種組織和表達方式應有助于讀者更深入地理解這門學科的內容,從而滿懷信心地運用結構動力學理論來處理實際問題,特別是在結構的地震分析、設計和評估中的實際問題,這樣就縮小了理論與實踐之間的距離。
本書的發(fā)展過程
自從1995年首次出版以來,本書已經(jīng)通過幾種方式進行了修訂和擴編,產(chǎn)生了第2版(2001年)和第3版(2007年)。由于地震斷層附近地面運動記錄數(shù)目逐步增加,促使我們對第6章進行了擴充,以識別近斷層地面運動的特殊性質,并將其與通常的遠場地面運動進行比較。由于對橋梁抗震性能的興趣逐漸增加,有幾章增加了橋梁動力學及其地震反應的例題。為了適應對適合于基于性能的地震工程(Performance-Based Earthquake Engineering,PBEE)的簡化動力分析方法所增長的需求,對第7章進行了擴充,提供了對地震引起的非彈性體系和彈性體系變形的全面討論,展示了非彈性設計譜在結構的允許延性設計、基于位移的設計和既有結構抗震評估方面的應用。第19章(現(xiàn)在是第20章)全部重寫,以吸收1990年以后在非彈性建筑物地震分析和反應方面的進展。第21章(現(xiàn)在是第22章)原來僅限于三部建筑規(guī)范——美國規(guī)范、加拿大規(guī)范和墨西哥規(guī)范,對其進行了擴充,以包含歐洲規(guī)范。受到結構工程領域采用基于性能的指南評估既有建筑物的驅動,增加了第22章(現(xiàn)在是第23章)。
應讀者的要求,收入了動力分析的頻域方法,但是作為附錄給出而不是貫穿于書中。此決定源于我的目標:保持每一部分的數(shù)學推導盡可能地簡單,從而使結構動力學易于為學生和職業(yè)工程師理解。
謝禮立(1938年3月10日-):地震與防災工程專家,中國工程院院士。1938年3月出生于上海市。1960年畢業(yè)于天津大學土木系;現(xiàn)任中國地震局工程力學研究所名譽所長、研究員、博士生導師和哈爾濱工業(yè)大學土木工程學院教授;中國地震工程聯(lián)合會會長,國際地震工程學會副主席。
前輔文
第Ⅰ篇 單自由度體系
第1章 運動方程、問題表述和求解方法
§1.1 簡單結構
§1.2 單自由度體系
§1.3 力-位移關系
§1.4 阻尼力
§1.5 運動方程:外力
§1.6 質量-彈簧-阻尼器系統(tǒng)
§1.7 運動方程:地震激勵
§1.8 問題表述與單元力
§1.9 靜力和動力反應的聯(lián)合
§1.10 微分方程的求解方法
§1.11 單自由度體系的學習:內容的安排
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附錄1 彎曲單元的剛度系數(shù)
習題
第2章 自由振動
§2.1 無阻尼自由振動
§2.2 粘滯阻尼自由振動
§2.3 自由振動中的能量
§2.4 庫侖阻尼自由振動
習題
第3章 對諧振激勵和周期激勵的反應
第一部分:粘滯阻尼體系:基本結果
§3.1 無阻尼體系的諧振動
§3.2 具有粘滯阻尼的諧振動
第二部分:粘滯阻尼體系:應用
§3.3 對激振器的反應
§3.4 根據(jù)諧振試驗確定固有頻率和阻尼
§3.5 力的傳遞與隔振
§3.6 對地面運動的反應與隔振
§3.7 振動測量儀器
§3.8 粘滯阻尼耗散的能量
§3.9 等效粘滯阻尼
第三部分:非粘滯阻尼體系
§3.10 具有率無關阻尼的諧振動
§3.11 具有庫侖摩擦的諧振動
第四部分:對周期激勵的反應
§3.12 Fourier級數(shù)表示
§3.13 對周期力的反應
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附錄3 四坐標對數(shù)圖紙
習題
第4章 對任意激勵、階躍激勵和脈沖激勵的反應
第一部分:對任意時變力的反應
§4.1 對單位脈沖的反應
§4.2 對任意激勵的反應
第二部分:對階躍力和斜坡力的反應
§4.3 階躍力
§4.4 斜坡力或線性遞增力
§4.5 具有有限上升時間的階躍力
第三部分:對脈沖激勵的反應
§4.6 求解方法
§4.7 矩形脈沖力
§4.8 半周正弦脈沖力
§4.9 對稱三角形脈沖力
§4.10 脈沖形狀的影響和對短脈沖的近似分析
§4.11 粘滯阻尼的影響
§4.12 對地面運動的反應
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習題
第5章 動力反應的數(shù)值計算
§5.1 時間步進法
§5.2 基于激勵插值的方法
§5.3 中心差分法
§5.4 NEWMARK法
§5.5 穩(wěn)定性與計算誤差
§5.6 非線性反應分析:中心差分法
§5.7 非線性反應分析:NEWMARK法
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習題
第6章 線性體系的地震反應
§6.1 地震激勵
§6.2 運動方程
§6.3 反應量
§6.4 反應時程
§6.5 反應譜的概念
§6.6 位移反應譜、偽速度反應譜和偽加速度反應譜
§6.7 根據(jù)反應譜確定結構峰值反應
§6.8 反應譜的特征
§6.9 彈性設計譜
§6.10 設計譜與反應譜的比較
§6.11 設計譜與反應譜之間的區(qū)別
§6.12 速度反應譜和加速度反應譜
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附錄6 1940年El Centro地面運動
習題
第7章 非彈性體系的地震反應
§7.1 力-變形關系
§7.2 標準屈服強度、屈服強度折減系數(shù)和延性系數(shù)
§7.3 運動方程和控制參數(shù)
§7.4 屈服的影響
§7.5 屈服位移反應譜和屈服強度反應譜
§7.6 根據(jù)反應譜確定屈服強度和位移
§7.7 屈服強度-延性關系
§7.8 屈服和阻尼的相對影響
§7.9 耗散的能量
§7.10 附加的耗能裝置
§7.11 非彈性設計譜
§7.12 設計譜的應用
§7.13 設計譜和反應譜的比較
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