通用结构设计理论与实践

本书重点讲解了日常设计大多数工程师困惑的问题，并列举大量案例，全书图文并茂、通俗易懂，理论与实践紧密结合。本书为作者根据工程实际多年的经验总结和丰富的理论提炼出的成果，对提高我国结构设计整体水平有积极的意义。 

本书阐述了基于结构分析的结构危机预测与设防控制理论（PSR理论），分别介绍了结构设计目标、设计决策方法和手段等问题，将材料学、力学、数学和系统工程学有机结合，从而达到结构设计追求 “安全、经济、适用” 的目标。让结构工程师对结构设计有完整的认识，帮助结构工程师建立整体结构设计思维。

欧添雁，2004年武汉大学毕业，结构工程硕士，武汉中南电力设计院高级工程师。一级注册结构工程师。主要从事工业结构设计，参与完成项目20多项，完成单项工程100多项。有丰富的海外工程设计经验，了解美国、欧洲和东南亚等国规范。擅长结构分析和安全可靠性评估，将数学和基本力学理论应用到工程实际中。在结构设计中提出多项创新，在国内核心期刊发表论文10多篇。

第1章  结构工程师综合能力培养1

1.1  结构工程师在工程中的角色1

1.2  正确使用结构设计软件3

1.3  如何成为优秀的结构工程师4

1.4 
PSR结构设计方法6

1.5  提高设计效率8

1.6  结构工程师书目9

1.7  小结10

第2章  结构安全控制理论与实践12

2.1  结构安全控制理论与实践自学指导12

2.2  结构安全可靠的依据13

2.3  安全控制方法19

2.4  基于破坏后果的安全控制设计21

2.5  小结24

第3章  结构力学模型建立与分析25

3.1  结构力学模型建立与分析自学指导25

3.2  结构力学模型的分析基础26

3.3  结构体系力学行为34

3.4  结构计算模型建模分析工程实例47

3.5  小结50

第4章  地震作用与抗震设防51

4.1  地震作用与抗震设防自学指导51

4.2  地震作用53

4.3  抗震设防目标及实现策略64

4.4  抗震设计过程66

4.5  五大抗震措施68

4.6  结构抗震规范条文说明69

4.7  抗震设计的问题74

4.8  高层结构的抗震设计理念76

4.9  小结76

第5章  混凝土结构承载力设计原理77

5.1  混凝土结构承载力设计原理自学指导77

5.2  框架结构体系设计对象78

5.3  构件破坏机理与承载力分析80

5.4  结构构件快速设计的方法83

5.5  设计速算表格的编写与应用86

5.6  小结88

第6章  钢结构承载力设计原理90

6.1  钢结构承载力设计原理自学指导90

6.2  钢结构体系90

6.3  钢结构的材料性能及钢构件的破坏危机和抵抗措施93

6.4  构件破坏机理与承载力分析94

6.5  螺栓连接节点计算原理104

6.6  钢结构的焊接选择#质量控制与计算原理107

6.7  钢结构除锈防腐和运输设计110

6.8  构件设计计算110

6.9  常用钢结构节点设计原理117

6.10 
小结118

第7章  地基与基础设计原理120

7.1  地基与基础设计原理自学指导120

7.2  地基基础设计目标120

7.3  地基破坏原理121

7.4  实际工程中地基土承载力的确定124

7.5  沉降计算原理与控制方法125

7.6  软弱地基处理方案选择129

7.7  桩基础130

7.8  独立基础132

7.9  筏板基础133

7.10 
基础评估速算方法133

7.11 
小结136

第8章  基于PSR结构设计方法案例分析137

8.1 
PSR结构设计方法的核心思想137

8.2  工程案例概况137

8.3  荷载分析137

8.4  确定结构布置方案139

8.5  模型的建立141

8.6  模型整体分析144

8.7  结构分析147

8.8  安全评估156

8.9  小结159

结构工程师工作负担重、压力大，这是普遍现象。作者作为过来人，本着帮助年轻人的

目的，这些年在网上与同行们进行了很多技术交流。但是这种交流的影响和效果有限，为了

更好地与广大同行交流探讨，作者结合多年来的设计实践与工程经验，撰写了这本《通用结

构设计理论与实践》。

本书阐述了基于结构分析的结构危机预测与设防控制理论（PSR结构设计理论），分别

介绍了结构设计目标、设计决策方法和手段等问题。本书将材料学、力学、数学和系统工程

学有机结合，从而达到结构设计“安全、经济、适用”的目标。

本书针对当前结构工程师缺乏的设计思想作了论述，主要有以下5点。

（1）结构设计目标。本书提出了结构设计三水准“小震不坏、中震可修、大震不倒”理论

及其实现方法。

（2）结构行为分析。理解结构行为是结构安全和经济控制的基础。结构设计应系统分析结构布置、构件和材料等因素对结构安全的影响。在结构因素分析的基础上作设计决策，分别介绍钢结构和混凝土常见结构体系和构件行为的本质。

（3）结构设计手段。设计的手段和方法决定了设计的效率和质量。结构设计分为定量分析和评估决策，有的需要软件精算，有的需要简化计算，有的需要评估决策，对不同的设计对象和设计目标，应选择合适的结构设计手段。

（4）结构安全控制。结构安全控制具有系统性和整体性。结构安全控制就是阐述荷载、材料和结构承载力的可靠性，解释结构安全控制的本质，提出结构安全评估的方法。

（5）本书提出“大震不倒”的设计目标和实现方法，解决了工程师“出完图后晚上睡不好

觉”的困扰。

总之，结构设计是一项系统工程，本书有助于结构工程师完整地认识结构设计，建立整体的结构设计思维。

本书分为8章，各章主要内容如下。

第1章，帮助结构工程师明确自己的定位，找到技术成长的方向和方法。

第2章，介绍结构安全控制，帮助结构工程师了解结构安全控制的理论以及理论与实践的关系。

第3章，介绍结构力学模型建立与分析的基本方法，重点讲解几种常见的结构体系的特点，提出整体与局部内力互等理论，让结构工程师对结构体系有新的认识，提高结构体系分析能力。

第4章，讲解结构抗震与设防的基本原理，将复杂的结构地震作用和抗震问题简单化，让结构工程师理解地震作用和抗震的本质。

第5、6、7章，分别讲解混凝土、钢结构和地基基础基本构件承载力的计算原理和速算方

法。

第8章为案例分析，展示了PSR结构设计方法的思想在结构设计中的应用和结构安全复核方法。

本书提出了很多新的设计思路，理论与实践相结合，是通用性结构设计理论的指导书。本书既可以作为结构工程师的指导书，也可以作为高等学校土木工程专业本科生和研究生的辅导书。

本书系统讲述设计目标、设计方法、安全控制等结构设计思想，是所有结构设计技术书的导航书。对于刚踏出校门进入行业的年轻工程师，帮助他们快速踏进结构设计门槛，培养良好结构设计习惯，建立独立思考能力。对需要考注册的结构工程师，帮助他们找到突破提高的路径。对需要技术上有所突破的工程师，帮助他们摆脱日常设计困惑，提高设计水平和设计效率。