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和田章 著

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• 结构设计
• 抗震设计
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• 工程结构
• 建筑工程
• 结构健康监测
• 耐久性设计
• 结构优化

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出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112163786

商品编码：1457079983

出版时间：2014-11-01

作  者:和田章 著作 曲哲 等 译者 定  价:29 出 版 社:中国建筑工业出版社 出版日期:2014年11月01日 页  数:218 装  帧:平装 ISBN:9787112163786 ●第1章 绪论
●1.1 损伤控制设计
●1 1.1 抗震设计发展简史
●1.1.2 超高层建筑的抗震设计
●1.1.3 损伤控制设计方法
●1.2 外部作用与结构损伤
●1 2.1 性能目标的设定
●1.2.2 损伤控制设计
●1.2.3 可靠度工程与损伤控制
●1.3 新材料与新技术
●1.4 可持续性建筑结构
●参考文献
●第2章 结构动力学基础
●2.1 什么是振动
●2.2 单自由度体系无阻尼自由振动
●2.2.1 单自由度体系的运动方程
●2.2.2 振动体系的能量平衡方程
●2.2.3.框架结构简化为单自由度体系
●2.2.4 由多个弹簧组成的振动体系
●2.3.有阻尼单自由度体系的自由振动
●部分目录

内容简介

土木工程结构是地震灾害的*主要载体，通过技术创新提升工程结构的抗震性能也是“基于性能的地震工程”的*重要支承。技术创新不能只停留在理论层面，而是一个将创新性想法付诸实践，在解决实际问题的过程中不断完善并*终得以推广应用的完整过程。和田章、岩田卫、清水敬三、安部重孝、川合广树编著的《建筑结构损伤控制设计》共分6章，**章绪论；第2章结构动力学基础；第3章损伤控制结构的基本原理；第4章损伤控制结构基本分析中的结构动力学；第5章损伤控制设计的应用与讨论；第6章地震风险管理等内容。本书很多内容涉及日本建筑结构设计的基本概念和方法。 和田章 著作 曲哲 等 译者 和田章，1946年出生。1968年毕业于东京工业大学，1981年取得该校工学博士学位。1970年就职于日建设计，1982年就任东京工业大学助教授，1989年提升为教授，2011年任名誉教授。2011—2013年间担任日本建筑学会会长，2011年当选日本学术会议会员，2014年开始担任日本隔震结构协会会长。曾荣获日本建筑学会奖(1996年和2003年)，高层建筑与都市人居委员会(CTBUH)Fazlur R.Khan终身成就奖(2011年)等多项大奖。1980年开始从事减隔震结构的研究、设计规范编制、设计咨询等方面的工作．同时在美国、英国、意大利等国积极推广普及隔震技术术，并曾在中国北等

建筑结构损伤控制设计：一种审慎的未来营建哲学 引言 在现代社会，建筑不再仅仅是遮风挡雨的物理空间，更是承载人类活动、文化传承和经济发展的重要载体。随着城市化进程的加速和建筑复杂度的不断提升，如何确保建筑结构的长期安全、可靠与可持续性，已成为建筑工程领域最核心的挑战之一。传统的结构设计理念，往往侧重于满足规范要求的强度和稳定性，以抵抗已知的荷载和潜在的灾害。然而，在面对日益复杂的荷载组合、不可预测的极端事件以及对建筑生命周期内性能保持性的更高要求时，这种传统方法开始显露出其局限性。 “建筑结构损伤控制设计”这一概念的提出，标志着建筑结构工程领域的一次深刻的范式转变。它不再仅仅追求“不破坏”，而是更加关注“如何更好地应对破坏”，甚至将“可控的损伤”作为一种主动的设计手段，以实现更高级别的安全目标和更优化的经济性能。这是一种更加审慎、前瞻且极富智慧的营建哲学，旨在构建能够“韧性生存”的未来建筑。 一、 损伤的本质与设计的新视角 传统设计将损伤视为需要极力避免的“失败”状态。一旦发生，往往意味着结构功能的丧失，甚至可能导致灾难性的后果。然而，从更宏观和长远的视角来看，任何结构都可能在不同程度上经历损伤。例如，服役期间的疲劳累积、微小的裂缝生长、材料的老化、甚至一些轻微的地震扰动，都可能在结构内部留下痕迹。如果将这些损伤的发生视为不可避免的物理过程，那么设计的目标就应从“完全阻止损伤”转变为“有效控制损伤的发生、发展及其后果”。 损伤控制设计正是基于这样的认识，它将损伤视为一个动态发展的过程，并将其纳入到设计决策的考量之中。这意味着： 从静态到动态的思维转变： 不再仅仅考虑结构在特定荷载下的瞬时反应，而是关注其在生命周期内的累积损伤和性能退化。 接受并管理不确定性： 认识到自然灾害和服役环境的不可预测性，设计应具备一定的容错能力，以便在突发情况下仍能保持可接受的性能。 将损伤视为一种信息： 通过监测和评估结构损伤，可以及时获取结构健康状况的宝贵信息，为维护和修复提供依据，延长结构的使用寿命。 二、 损伤控制设计的核心理念与方法 损伤控制设计并非单一的技术手段，而是一系列相互关联的理念、原则和方法的集合。其核心在于通过精心的设计，使结构在遭受一定程度损伤后，仍能保持其关键功能，或至少能够以一种可预测、可管理的方式发生耗能和变形，从而避免发生大规模的、灾难性的破坏。 1. “延性”与“耗能”的设计： 延性（Ductility）： 这是损伤控制设计的基石。延性是指材料或结构在达到屈服强度后，能够发生显著变形而不发生脆性断裂的能力。一个高延性的结构，在地震等动力荷载作用下，能够吸收和耗散大量的能量，通过自身可控的塑性变形来“自我保护”，避免应力集中导致的大范围破坏。设计中，会特别关注构件的配筋、连接方式以及材料的选择，以提升其延性表现。 耗能（Energy Dissipation）： 除了材料本身的延性，还可以通过引入额外的耗能装置来增强结构的抗震性能。这些装置，如阻尼器（粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器等），能够在结构发生变形时吸收和耗散动能，从而减小结构的振动响应和损伤。它们就像是为结构安装了“减震器”，有效地保护了主体结构。 2. “损伤容许”与“冗余设计”： 损伤容许（Damage Tolerance）： 允许在结构的某些区域发生一定程度的损伤，但要确保这些损伤不会蔓延至关键承重构件，并且结构仍能维持其基本承载能力。这需要对结构的荷载传递路径进行深入分析，并设计相应的“保护机制”。 冗余设计（Redundancy）： 通过设计具有多重荷载传递路径的结构体系，使得当某个构件失效时，荷载能够被重新分配到其他构件上，从而避免整体的倒塌。高冗余度的结构，即便遭受局部损伤，也能保持相当程度的整体稳定性。这就像拥有一套备用系统，当主系统出现问题时，备用系统能够立即接管。 3. “性能化设计”与“生命周期管理”： 性能化设计（Performance-Based Design, PBD）： 损伤控制设计往往与性能化设计紧密结合。性能化设计不再仅仅满足强度规范，而是根据建筑在不同震级或不同灾害下的预期性能水平（如：正常使用、弹性、显著损伤但不倒塌、倒塌等）来进行设计。损伤控制是实现高性能目标的重要手段。 生命周期管理（Life Cycle Management）： 损伤控制的设计考虑贯穿建筑的整个生命周期，从设计、施工、运营、维护到最终拆除。通过在设计阶段就预设损伤控制策略，可以显著降低后期维护和修复的成本，延长建筑的使用寿命，并提升其在整个生命周期内的经济效益和环境效益。 三、 损伤控制设计的实践应用与技术挑战 损伤控制设计的理念在现代建筑结构工程中已得到越来越广泛的应用，尤其是在对安全性和可靠性要求极高的工程领域。 高层建筑与超高层建筑： 在这些高大且复杂的结构中，风荷载、地震荷载以及材料的非线性行为都可能导致显著的损伤。损伤控制设计，通过引入隔震、减震技术和强化构件的延性，能够有效地提高其抗震和抗风性能，保障人员安全。 桥梁工程： 桥梁作为重要的交通基础设施，其安全性和可靠性至关重要。损伤控制设计通过合理的构件连接、减震支座以及裂缝控制设计，能够提高桥梁在复杂交通荷载和自然环境下的抵抗能力，减少维护频率。 工业厂房与重要设施： 对于核电站、石化厂房等关键基础设施，一旦发生灾难性事故，后果不堪设想。损伤控制设计在此类工程中扮演着至关重要的角色，通过冗余设计、强化安全壳结构以及配备先进的监测系统，确保在极端事件下仍能维持功能或安全停机。 历史建筑的保护与修复： 在修复古老建筑时，如何在不破坏其历史风貌的前提下，提升其抗震和耐久性，也需要借鉴损伤控制的设计思想。通过在关键部位进行加固、引入柔性连接或使用新型抗震材料，可以在最大程度上保留历史信息的同时，提高结构的安全性。 尽管损伤控制设计带来了诸多优势，但其在实践应用中也面临一些技术挑战： 精确的损伤预测与评估： 对结构在不同荷载作用下的损伤发展过程进行精确的模拟和预测，需要复杂的计算模型和可靠的材料本构关系。 先进的监测与诊断技术： 有效地监测结构损伤的发生和发展，需要高性能的传感器、数据采集与分析系统。 新材料与新技术的研发： 损伤控制设计往往需要借助高性能混凝土、形状记忆合金、先进阻尼材料等新型材料和技术，这些材料的研发和应用仍需不断探索。 规范与标准的更新： 现有的结构设计规范和标准，多基于传统的强度设计理念。将损伤控制的设计理念系统地融入规范，需要大量的研究和实践验证。 成本效益的权衡： 损伤控制设计可能在初始阶段带来更高的建设成本，如何更好地平衡初始投资与长期的安全效益，是项目决策者需要仔细权衡的问题。 结论 “建筑结构损伤控制设计”代表了一种更加成熟、审慎和负责任的工程态度。它承认了结构在复杂多变的现实环境中可能面临的挑战，并主动地将“损伤”纳入设计考量，通过创新的理念和技术，构建出更安全、更可靠、更具韧性的建筑。这不仅是对工程技术水平的提升，更是对生命财产安全和可持续发展承诺的体现。随着科学技术的不断进步，以及对建筑性能要求的日益提高，损伤控制设计必将成为未来建筑结构领域的主流趋势，为人类营造更美好的生活空间贡献智慧和力量。这种设计理念，追求的并非是“不破坏”的理想化状态，而是“在可能的破坏中，实现最大限度的安全与价值”。

评分☆☆☆☆☆

这本书，名唤《建筑结构损伤控制设计》，虽然书名听起来颇为专业，但其核心理念却与我们每个人的安全息息相关。作者并没有一开始就抛出复杂的公式，而是从建筑的“生命”角度切入，探讨如何让建筑物在经历风雨、地震等考验时，能够展现出超乎寻常的“韧性”。书中对于“损伤”的定义，我感到耳目一新。它不仅仅是物理上的断裂，更是性能的衰减，功能的丧失。我印象最深的是关于“延性设计”的阐述，作者通过详细的力学分析，解释了为何具有良好延性的材料和结构，能在承受巨大能量时发生可控的变形，从而避免突然的脆性破坏。书中还介绍了各种“耗能机制”，比如屈曲耗能、摩擦耗能、阻尼耗能等，这些机制是如何被巧妙地设计到结构中，以吸收和消散外部输入的能量。我了解到，很多看似简单的连接节点，在损伤控制设计中却扮演着至关重要的角色。此外，书中还对建筑结构的“可靠度”进行了深入的探讨，它不仅仅是概率，更是一种设计理念，如何通过科学的方法，最大程度地降低结构失效的风险。读完这本书，我不再仅仅把建筑看作是冰冷的钢筋水泥，而是理解了其中蕴含的关于“生命力”和“智慧”的设计。

评分☆☆☆☆☆

《建筑结构损伤控制设计》这本书，给我带来的最大感受是，原来我们习以为常的建筑，其背后蕴含着如此深奥的设计哲学。作者没有回避结构在极端荷载下的表现，反而将其作为研究的重点。他详细分析了不同荷载类型，如地震、风、爆炸等，对结构产生的动力响应，以及这些响应可能引起的损伤。书中对“非线性分析”的介绍，让我第一次理解到，当结构承受的荷载超过弹性极限时，它的行为会变得多么复杂，而精确模拟这些复杂行为，是实现损伤控制的基础。我特别欣赏作者在讲解概念时，总是会引用大量的实际工程案例，这些案例的真实性和典型性，使得抽象的技术原理变得触手可及。例如，在讨论如何提高结构的抗震能力时，书中详细介绍了减隔震技术，包括隔震支座、阻尼器等，并对其工作原理、优缺点以及在不同类型建筑中的应用进行了深入剖析。我之前对这些技术只停留在模糊的印象，现在则有了更清晰的认识。此外，书中还强调了材料选择的重要性，以及如何通过先进材料（如高强度钢、高性能混凝土、纤维增强聚合物等）的设计应用，来提升结构的整体性能和损伤容限。这本书不仅仅是关于如何“抵抗”损伤，更是关于如何“管理”和“控制”损伤，使其在可接受范围内，从而延长结构的使用寿命，保障人民生命财产安全。

评分☆☆☆☆☆

《建筑结构损伤控制设计》这本书，给了我一个全新的视角来看待建筑物。我一直以为，结构设计就是把各种构件堆叠起来，保证它不会倒塌就行了。但这本书让我明白，真正的挑战在于，如何在面对不可避免的外力时，让结构能够“聪明”地响应。作者在书中详细介绍了各种损伤的成因，从材料本身的缺陷、施工过程中的误差，到环境因素的长期作用。他用大量图表和案例，生动地展示了这些损伤是如何一步步侵蚀结构的健康。我特别喜欢关于“损伤累积”的章节，它解释了为什么有些结构在看似短暂的使用时间内就会出现问题，而有些结构却能历经百年风雨。书中对“疲劳损伤”的深入分析，也让我意识到，不仅仅是突发性的强震，日常的微小振动和应力循环，同样是结构“隐形杀手”。作者还介绍了多种损伤评估方法，从宏观的视觉检查，到微观的材料分析，以及各种无损检测技术，这些方法是如何帮助工程师判断结构的损伤程度，并制定相应的修复策略。这本书让我意识到，建筑结构的维护并非是事后补救，而是一个主动预测和控制的过程，而损伤控制正是这一过程的核心。

评分☆☆☆☆☆

《建筑结构损伤控制设计》这本书，可以说彻底刷新了我对建筑结构安全性的认知。我一直以为，安全性就是“坚固”，就是“不倒”。但这本书让我明白，真正的安全性，在于“控制”。作者并没有回避结构在极端荷载下的脆弱性，反而将其作为研究的起点。他通过对各种失效模式的细致分析，揭示了结构可能出现问题的关键环节。我尤其对书中关于“结构损伤容限”的讨论感到惊叹。它解释了为什么有些结构即使出现一定的损伤，仍然能够保持其基本功能，甚至在一定程度上抵御进一步的破坏。书中还详细介绍了各种“自愈合”材料和技术，以及如何通过设计，让结构在发生微小损伤后，能够自我修复，从而延长其使用寿命。我了解到，很多先进的结构监测技术，如分布式光纤传感系统，是如何能够实时感知结构的应变、温度等参数，从而提前预警潜在的损伤。此外，书中还对结构的“韧性”进行了深入的探讨，它不仅仅是材料的延性，更是整个结构系统在面对外力时，能够有效吸收和耗散能量的能力。这本书让我深刻理解到，建筑结构的损伤控制，是一项复杂而精密的系统工程。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本名为《建筑结构损伤控制设计》的书，虽然书名听起来相当专业，但我出于对建筑安全和耐久性的好奇，还是翻阅了一下。这本书的内容，我只能说，它深入浅出地探讨了我们在日常生活中可能从未细想过的结构“韧性”问题。作者并没有一开始就抛出枯燥的公式和理论，而是从一些经典的建筑倒塌案例入手，比如那座在地震中屹立不倒的东方明珠，以及同样在地震后奇迹般幸存的某某大桥，通过这些生动的例子，引出了“损伤控制”这一核心概念。它让我明白，建筑并非是僵硬的、不可动摇的，而是在面对外力时，需要具备一定的“弹性”和“智慧”，能够以可控的方式吸收和消散能量，从而避免灾难性的整体破坏。书中详细阐述了材料的力学性能如何影响结构的响应，特别是那些具有优异延展性和吸能能力的材料，它们是如何在设计中被巧妙运用的。我印象最深刻的是关于“耗能构件”的章节，作者通过大量的图示和模型分析，解释了这些构件如何在地震或强风等极端荷载下，通过自身的变形或破坏来保护主体结构，就像是人体内的“保险丝”一样，牺牲自己来保全整体。此外，书中还涉及了结构监测技术的发展，从传统的传感器布设到如今的物联网和大数据分析，如何实时掌握结构的健康状况，从而提前预警和干预，这一点也让我茅塞顿开，原来现代建筑的安全保障体系如此复杂而又精密。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本关于如何构建更安全、更可持续的建筑未来的思想启迪之作。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到《建筑结构损伤控制设计》这本书的时候，我有点担心它会过于晦涩难懂，毕竟“损伤控制”这个词本身就带着一丝技术性的距离感。然而，当我翻开第一页，就被作者的叙事方式所吸引。他并没有直接进入技术细节，而是从一个宏观的视角，勾勒出人类对建筑稳定性和安全性的不懈追求。从古老的拱券结构到现代的高层建筑，作者层层递进地分析了不同时代、不同技术背景下，人们是如何理解和应对结构在自然灾害面前的脆弱性的。书中对“损伤”的定义和分类，也比我想象中要细致得多。它不只是指物理上的裂缝或断裂，还包括了性能的退化、功能的丧失等更广泛的意义。作者通过一些案例研究，比如桥梁在长期服役后出现的疲劳损伤，或者地下结构在施工扰动下产生的变形，来阐述损伤是如何逐步累积，最终可能导致结构失效的过程。我对书中关于“失效模式”的讨论尤为感兴趣，了解不同的失效模式，比如脆性断裂、延性屈曲、局部屈曲等，对于预判结构的薄弱环节至关重要。作者还详细介绍了各种损伤检测技术，从超声波、声发射到光纤传感等，这些技术是如何帮助工程师“看见”肉眼无法察觉的微小损伤，从而进行早期诊断和修复。这本书让我意识到，建筑结构的设计并非一劳永逸，而是一个需要持续关注和维护的动态过程，而“损伤控制”正是这一过程中的关键理念。

评分☆☆☆☆☆

拿到《建筑结构损伤控制设计》这本书，我首先被其严谨的标题所吸引，这预示着它将是一部深入探讨结构安全性的专业著作。阅读过程中，我发现作者并没有将“损伤”简单地等同于“破坏”，而是将其置于一个更广阔的性能退化和功能丧失的语境中进行考察。书中对各种损伤的类型、成因以及发展规律进行了详尽的论述，从材料本身的缺陷、施工过程中的误差，到环境因素的长期作用，无不涵盖其中。我尤其对书中关于“结构失效模式”的分类和分析印象深刻，这让我能够清晰地认识到，结构可能出现的薄弱环节和潜在的危险。作者还详细介绍了各种损伤评估和检测技术，包括无损检测、智能监测等，这些技术如何帮助工程师“诊断”结构的“病情”，并制定相应的“治疗方案”。此外，书中对“结构冗余度”和“损伤容限”的设计理念进行了深入的探讨，这让我明白，一个真正安全可靠的结构，并非是绝对不会发生损伤，而是在发生损伤后，仍然能够保持其关键功能。这本书让我对建筑结构的“生命周期”管理有了更深刻的理解，而损伤控制正是这一管理的核心。

评分☆☆☆☆☆

第一次接触《建筑结构损伤控制设计》，就被其“控制”二字所吸引。这让我联想到，建筑结构并非是任由命运摆布的物体，而是可以通过精妙的设计来驾驭其响应的。书中对于“损伤”的定义，非常具有启发性。它不仅仅是破坏，更是性能的下降。作者通过分析不同构件在受力过程中的应力分布和变形特性，揭示了哪些部位更容易成为损伤的起点，以及损伤是如何从局部蔓延到整体的。我尤其对书中关于“结构冗余度”的论述印象深刻。它解释了为什么有些结构即使部分构件失效，仍然能保持整体稳定，这其中很大程度上归功于设计时留有的“后备力量”。作者还探讨了如何通过引入“弱轴”设计，引导荷载沿着预设的路径传递，从而实现能量的有效耗散。在我看来，这是一种“智慧”的设计，而不是简单的“强化”。书中还介绍了各种主动与被动控制技术，比如主动质量阻尼器（AMD）、调谐质量阻尼器（TMD），以及如何通过智能材料和传感器网络，实现对结构实时状态的感知和反馈控制。读这本书，让我对建筑结构的“生命周期”有了全新的认识，损伤控制贯穿于设计、施工、运营和维护的各个环节，是一种系统性的工程思维。

评分☆☆☆☆☆

《建筑结构损伤控制设计》这本书，与其说是一本技术手册，不如说是一本关于建筑“生存智慧”的哲学读物。作者并没有回避结构在极端荷载下的危险性，反而深入研究如何让结构在面对这些挑战时，能够以一种“可控”的方式响应。书中对“损伤”的定义，以及其发展过程的描述，都充满了科学的严谨和哲学的思考。我特别欣赏作者在讲解“耗能构件”和“吸能机制”时，所采用的类比和图解。它让我能够直观地理解，这些看似附加的构件，是如何在关键时刻牺牲自己，来保护主体结构。书中还探讨了“结构失效的不可逆性”，以及如何通过设计，将这种不可逆性降到最低。我了解到，很多在高层建筑和桥梁等关键工程中应用的减隔震技术，其核心思想就是“以柔克刚”，通过引入柔性连接和阻尼元件，来降低结构在地震等动力荷载下的响应。此外，书中还对“结构健康监测”和“损伤预测”进行了详细的介绍，这些技术如何帮助我们提前发现问题，避免小损伤演变成大灾难。这本书让我对建筑的“生命力”有了更深的敬畏，而损伤控制正是赋予这种生命力的重要手段。

评分☆☆☆☆☆

我最近拜读了《建筑结构损伤控制设计》这本书，其内容之丰富，见解之深刻，令我颇受启发。作者以其深厚的专业功底，为我们揭示了建筑结构在面对各种外部挑战时，如何通过精巧的设计来实现“损伤控制”。书中对“损伤”的定义，远超出了简单的物理损坏，它包含了性能的退化、功能的降低，以及最终导致结构失效的一系列过程。我印象特别深刻的是关于“风险评估”和“失效机理”的章节。作者通过大量的案例分析，详细阐述了不同荷载类型（如地震、风、爆炸、车辆撞击等）对结构可能造成的损伤，以及这些损伤是如何在构件和整体结构中累积和发展的。书中对“结构冗余度”和“多重防护”的设计理念进行了深入的探讨，这让我明白，一个优秀的设计，不仅仅是保证主承重构件的强度，更是要考虑当个别构件失效时，整个结构仍然能够保持稳定。此外，书中还介绍了各种先进的损伤检测和评估技术，从传统的无损检测方法，到现代的智能监测系统，这些技术如何帮助工程师实时掌握结构的健康状况，并采取相应的预防和修复措施。这本书让我对建筑结构的“生命周期”管理有了更深层次的理解，损伤控制是贯穿始终的关键环节。