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| 編輯推薦： |
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本书是国内*介绍拉压杆模型方法的书，这一结构设计工具在混凝土结构细部设计中具有重要作用。原著作者萨拉赫教授及陈惠发教授都是国外这一研究领域的专家，书中详细介绍了拉压杆模型的原理及其在钢筋混凝土结构设计中的具体应用，书中大量的设计实例对于相关的结构设计工作将很有帮助。
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| 內容簡介： |
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本书是一本致力于介绍拉压杆模型方法在混凝土结构设计中的应用的专业书籍，其主要特色是理论介绍与实例分析并举，从模型理论原理到发展历程，再到各个场景的具体实践都作了非常翔实的介绍和讲解。全书主要分为四个部分：第一部分介绍了拉压杆模型，包括理想塑性极限理论、拉压杆模型下限解、D区和B区等内容；第二部分分析了拉压杆模型的建立过程，涵盖荷载路径法、弹性应力分析、模型优化、基本不连续应力场等内容；第三部分讲解了结构设计中常用的屈服准则，涉及混凝土压杆、节点区、钢筋拉杆、钢筋锚固等内容；第四部分扩展至设计实例，以深梁、浅梁、梁柱连接、桩承台等结构为主要应用场景，详细介绍了拉压杆模型方法在这些结构设计中的具体实践。
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| 關於作者： |
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萨拉赫·艾尔-梅特沃利，普渡大学博士，埃及曼苏拉大学结构工程系主任，多年从事混凝土结构领域的研究与教学工作。曾获得埃及政府奖一等奖。他是美籍华裔工程科学家陈惠发教授的学生，二人合作出版过不少混凝土结构相关的著作。萨拉赫·艾尔梅特沃利教授在教育建筑、工业建筑、桥梁和大尺度屋盖结构设计领域拥有丰富的经验。三十多年来，除了活跃于太阳能利用领域，他还一直活跃于结构工程的各个领域的研究中，例如混凝土结构的稳定性、性能、概念设计以及数值方法在结构工程中的应用等。近年来，他一直是埃及混凝土结构设计与施工规范常务委员会和专业委员会的活跃成员。他的学术头衔包括曼苏尔大学和坦塔大学结构工程系主任、斯图加特大学结构设计研究中心和慕尼黑大学混凝土与砌体结构系洪堡学者，他同时也是夏威夷大学马诺阿分校客座教授。陈惠发教授于布朗大学获得博士学位，是美国工程院院士、美国土木工程师协会荣誉会员、普渡大学土木工程专业杰出教授、夏威夷大学工程学院前院长。陈惠发教授在过去半个多世纪里一直是塑性理论、结构稳定性和钢结构设计领域备受尊敬的领导者，他将塑性力学理论应用于土木工程实践，特别是在极限分析方法应用于岩土工程方面做出了重要贡献。作为一个高被引学者，他一直带领着夏威夷大学和普渡大学的工程系，并且获得了数个*工程奖，包括美国土木工程师协会颁发的Shortridge Hardesty奖、2003年美国钢结构协会终身成就奖等。
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| 目錄：
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1拉压杆模型原理(1)
1.1引言(1)
1.2理想塑性极限定理(1)
1.3拉压杆模型——下限解(9)
1.4D区和B区(15)
1.5历史概述(20)
2建立拉压杆模型(26)
2.1引言(26)
2.2荷载路径法(27)
2.3弹性应力分析(29)
2.4模型优化(31)
2.5基本不连续应力场(32)
2.6基本不连续应力场实例(41)
2.7带腹筋的B区建模(46)
2.8二维和三维建模(49)
3破坏准则(52)
3.1引言(52)
3.2混凝土压杆(53)
3.3节点区(58)
3.4钢筋拉杆(61)
3.5钢筋锚固(62)
4说明性设计实例(68)
4.1引言(68)
4.2集中荷载作用的深梁(68)
4.3对称荷载作用的变高度深梁(73)
4.4非对称荷载作用的变高度深梁(80)
4.5端部缺口梁(81)
4.6带凹槽的梁(82)
4.7局部受压(83)
4.8带大开口的深梁(84)
4.9带两个大开口的高墙(86)
4.10带大开口的连续深梁的强度评估(89)
5深梁(97)
5.1引言(97)
5.2建模(98)
5.3简支深梁的应用(101)
5.4底部加载深梁(111)
5.5间接支承深梁(114)
5.6连续深梁的应用(118)
5.7支架和牛腿(124)
6浅梁和深梁的开口(135)
6.1引言(135)
6.2小开口浅梁(135)
6.3大开口浅梁(140)
6.4腹板开口简支深梁(147)
6.5腹板开口连续深梁(152)
7梁柱连接(157)
7.1引言(157)
7.2正弯矩作用下的直角型连接（节点）(157)
7.3负弯矩作用下的直角型连接(162)
7.4钝角连接(166)
7.5窄柱支承的宽梁或宽柱支承的窄梁(167)
7.6外梁柱连接(168)
7.7T型梁柱连接(174)
7.8内梁柱连接(176)
8桩承台(183)
8.1引言(183)
8.2桩荷载分布(185)
8.3桩承台二维（间接）建模(185)
8.4三维拉压杆模型几何尺寸(193)
8.5桩承台中压杆强度(195)
8.6桩承台节点区强度(199)
8.7通过三维建模评估4桩支撑桩承台的强度实例(200)
8.8通过三维建模评估6桩支撑桩承台的强度实例(209)
索引(221)
后记(237)
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| 內容試閱：
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前言近年来，钢筋混凝土领域*重要的进展之一就是基于下限定理设计的拉压杆模型（STM）的扩展，它扩展到剪切、扭转、承载力以及非连续结构体(如接头、角、开口和深梁)等部位的设计。1961年，Drucker在估算钢筋混凝土简支梁的承载力时，首次在非弹性钢筋混凝土结构分析中引入了拉压杆模型的概念。20世纪70年代，Thürlimann、Nielsen等学者首先将塑性理论应用于剪切和扭转作用下的钢筋混凝土结构设计。20世纪80年代至90年代，在Schlaich等学者的努力下，塑性理论也成为拉压杆模型方法的基础。拉压杆模型方法在世界范围内取得了较好的发展，被大量文献引用，并被很多实践规范采纳，获得了广泛认可。该方法的发展带来了包括非连续区或扰动区(下文简称“D区”)以及类似模型弯曲区或Bernoulli区(下文简称“B区”)设计在混凝土结构一体化设计理论上的重大突破，特别是为钢筋混凝土细部设计提供了正式的设计程序。本书致力于介绍拉压杆模型方法在钢筋混凝土结构设计中的应用。为了全面认识该方法，本书首先介绍了上限和下限的极限分析理论。作为下限解的拉压杆模型方法，特别是在标准D区的模型建立和优化上，其适用性得到了进一步证实。本书讨论了模型单元的破坏准则，尤其是ACI 31814标准的规定和建议。该方法适用于钢筋混凝土结构中的不同层级区域，尤其是细部设计。钢筋混凝土结构设计在D区和B区的处理上采用了混凝土结构一体化设计方法。该方法也被用来解释混凝土单元和区域在边界力作用下的性能以及钢筋的细部设计。本书适合学生、科研人员使用，尤其适合工程师使用。在此，我们感谢工程师R. M. ElGarayhi 和 A. K. Ghoraba在绘制本书插图中付出的努力，还要特别感谢工程师A. K. Ghoraba在校对样书中付出的努力。萨拉赫·艾尔梅特沃利（Salah E.ElMetwally）陈惠发（WaiFah Chen）
1拉压杆模型原理
1.1引言
本章将追溯拉压杆模型(structandtie model，STM)的起源——极限分析，并解释拉压杆模型在弯曲理论无法应用区域中的必要性，从而将其作为一个下限解的方法。该方法是以混凝土结构一体化设计方式处理混凝土构件的合适方法。
本章将讨论极限定理的上限解和下限解、拉压杆模型方法的原理、建立拉压杆模型的方法以及模型的组成要素(即拉杆、压杆和节点)。适用弯曲理论的B区与不适用该理论的D区是不同的。本章将简要回顾：①B区设计的基础——桁架模型的发展;②基于极限分析的拉压杆模型;③拉压杆模型方法的主要发展，包括该方法与桁架模型的联系以及在混凝土结构一体化设计中的应用。
1.2理想塑性极限定理
1.2.1引言
为了在实际工程中有效地进行塑性分析和设计，我们将实际状态理想化。从试验中观察到，一旦材料完全进入塑性范围，它会对增加的变形呈现出较低的附加抗力。忽略塑性范围内的小抗力，可将材料理想化为“理想塑性（perfectly plastic）”。这种理想化的结果和选择适当的流动或屈服强度取决于要解决的问题和材料本身。例如，对大多数结构工程设计中的中等塑性应变范围来说，理想塑性化选择的流动强度应为非线性应力应变性能在适用的应变范围内的平均强度，即图1.1中所示的水平实线(Chen and ElMetwally，2011)。
图1.1一个理想弹塑性材料的单轴应力应变关系
（a）有限塑性材料；（b）高延性材料
1.2.2为什么要极限分析
要获得连续介质力学中的有效解，需满足三个条件：平衡、相容性和本构关系。在某些情况下，同时满足三个条件比较困难。为了简单起见，极限分析中简单的解决方案满足三个条件中的两个即可。过去，工程师们凭借经验，从弱张力材料的平衡和延性材料的运动学出发，提出了许多简单的解决方案，这些方案现在通过极限分析都得以证实。极限分析定理为我们提供了一个非常有力的工具，无须经过烦琐的计算就可以估算出结构或构件破坏荷载的上限和下限。在上述方案中，材料的应变硬化被忽略了，但其影响可以真实地反映在流动强度的选择上，这从实践的角度来看是可以接受的。这种对理想塑性的进一步理想化可以为极限理论提供强有力的证明。极限理论为结构的初步设计和结构分析提供了极好的指导。接下来将讨论极限定理的发展及其在工程中的应用。
破坏荷载的下限解须满足平衡条件和屈服准则；应力或广义应力应满足平衡条件。由此获得的解答为结构工程师提供了良好的安全指南，可用于快速验证采用其他方法得到的答案。该方法适用于不同材料，尤其是弱张力材料，例如岩石或混凝土。因此，在手工计算力流之后，使用这种简单的平衡方法可以很好地检验纪念性建筑（如大教堂）的安全性。
破坏荷载的上限解须满足运动学和屈服准则。该方法特别适用于延性材料，该方法修改后甚至适用于某些有限延性材料。该方法利用工程师对破坏模式的有关经验，应用手工计算进行相应的破坏分析。因此，它为工程师提供了足够清晰的视野来建造一个与自然外力协调的合理结构。
1.2.3基本假设
极限分析得到的破坏荷载与实际塑性破坏荷载不同，因为它是针对理想结构计算得来的。在理想结构中，假设变形在荷载保持不变时无限制地增加。当然，这种假设不会发生在实际结构中，只会发生在既无材料加工硬化又无几何构造发生重大变化的理想结构中。事实上，极限荷载仍然是对实际破坏荷载的较好估算。
使用极限分析定理分析的结构理想化来自以下两个基本假设（Chen and Han，1988；Chen and El Metwally，2011）。
(1)理想塑性材料，即假设结构材料为理想塑性，可运用关联流动法则，不发生应变硬化或软化，如图1.1(b)所示。在这种简化中，许多影响被忽略。例如，计算中消除了时间的影响，忽略了残余应力对初始屈服强度的影响以及局部屈曲对钢构件截面最大塑性弯矩承载力的影响。此外，由黏结和裂缝导致的钢筋混凝土中应力和应变的复杂状态在很大程度上被简化了。
(2)结构的小变形，即在极限荷载下可能发生的物体或结构的几何变化可以忽略不计。在限定荷载下的变形期间，物体或结构的几何描述保持不变。该假设容许利用虚功原理，这是证明极限定理的关键。
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