高清PDF《工程结构的风致振动、稳定与控制》陈政清 著 2013年

内容简介
本书系统论述了桥梁、建筑、输电塔和冷却塔等工程结构物因风荷载而产生的振动、稳定和控制问题，反映了作者近20 年来在理论分析、实验方法和工程应用方面的研究成果。全书共16章。第1章介绍空气动力学与气动弹性力学基础，第2章介绍梁杆结构的几何非线性分析方法，第3章介绍高层建筑风荷载与等效风荷载，第4章介绍桥梁风荷载，第5章介绍山区峡谷风环境，第6章介绍输电塔与冷却塔的风荷载，第7章至第
12章分别论述气动参数识别、颤振、抖振和涡振等风致振动和稳定的深度问题，第13章至第15章介绍风致振动的控制方法及拉索、吊杆等易振构件的减振技术，第16章简要介绍计算流体动力学(CFD)方法。
本书可供桥梁工程、结构工程、风工程、空气动力学和振动控制等领域的广大科技工作者参考，也可作为上述领域的硕士和博士研究生的专业参考书。

前言
1940年，美国旧塔科马桥在8级大风中发生大幅扭转振动，70分钟后中跨加劲梁全部落人海中。这一-惨痛事故使桥粱界认识到考虑风的动力效应的重要性。对风效应的研究逐步形成了以研究结构风致振动、稳定与控制为重点的一门新学科一结构风工程。从旧塔科马桥事故算起，结构风工程学科的发展至今不过70余年的历史。以结构(含工民建结构、桥梁、特种结构等)风致振动、稳定与控制研究为重点的结构风工程学科是土木工程的前沿学科，也是空乞动力学、乞动弹性力学、结构动力学、实验科学与计算机科学等多学科交叉融合的一门新兴学科。它包括理论和数值分析、风洞试验、现场实测与控制三大部分，研究内容广泛。风工程与航空工程一样，以空气动力学与气动弹性力学为理论基础，虽然自然风速大大低于飞行器飞行速度，但是风工程研究有其自身的特点和难度。例如，工程结构多为钝体，而不是航空器那样的流线体，饨体的特征紊流具有明显的非线性特征;体型巨大的工程结构使得大气紊流效应(紊流度、积分尺度、展向相关性)不可忽略等。因此它也是一门研究难度较大的学科，至今仍有很大的研究空间。我国从20世纪80年代开始大规模基础设施建设后，风工程研究日益受到重视，目前已经从学习国外经验为主的阶段过渡到自主创新和赶超国际先进水平的阶段。及时总结30年来我国抗风研究成果，无论对学术界还是工程界都是非常有益的。
本书共16章，基本覆盖了结构风致振动、稳定与控制的研究范围。除第1章介绍空气动力学与气动弹性力学基础外，其余各章都包含有作者在这一-领域取得的成果与进展。第2章结合作者开发的NACS程序，论述结构几何非线性分析理论与数值实现方法，是悬索桥结构分析的基础。第3章介绍高层建筑结构风荷载的风洞试验方法与考虑风致振动效应的等效风荷载理论。第4章对桥粱各类静动力风荷载作统-的描述和深入的理论分析。第5章依据湖南矮寨峡谷风环境的现场实测、风洞试验和大范围流场的CFD模拟研究成果，分析峡谷风环境的特点。第6章介绍输电塔与冷却塔风荷载，报道作者开发的大型发电厂冷却塔的全连续气弹模型试验技术。第7章介绍节段模型气动参数识别方法，详细报告作者所开发的三自由度强迫振动和主动格栅试验技术及相应的识别方法。第8章论述颤振频域分析方法，对作者开发的多模态分析方法作详细介绍，并提供在ANSYS中实现物理坐标颤振分析的命令流文件.第9章深人分析桥梁非定常气动力问题，对目前钝体桥梁空气动力学理论方法中存在的一些问题提出作者的见解。
钢桥的涡激共振是目前普遍关注的一个问题，第10章尽可能系统地介绍现有的涡振理论，并探讨流固耦合分析这一新途径与悬索桥多阶模态涡振问题。第11章是作者研究紊流对颤振和抖振的影响的初步成果。结构物之间的气动干扰导致静力风荷载增加已为大家熟悉，第12章的重点是研究气动干扰引起的结构风致振动现象。第13章重点介绍对复杂的结构-减振 器混合系统进行三维仿真分析的方法，以便准确评估减振效果。第14章和第15章主要报告作者多年来在解决拉索和吊杆的大幅风致振动病害方面所取得的成果。第16章介绍计算流体动力学(CFD) 的基本理论与作者所开发的一种二维分析算法。本书对基础理论问题进行了深度分析，如第2章、第4章、第9章和第14章等，这部分内容对于有志深入研究风工程的读者来说，应该是很有价值的资料。
本书研究成果得到国家自然科学基金的长期资助，包括纳人重大研究计划的重点资助研究项目(50738002)、 面上资助项目(59778043、 50178013、 50478051. 50578063、50978095、51178182、51178181) 和青年基金项目(50678067、 50608030、 50708035、50708036、50808079. 50908085) 等。工程界很多单位和专家对书中多年的研究工作给予了大力的支持。中国科学院科学出版基金资助了本书的出版。在此-并表示感谢。
作者自2006年开始收集准备本书的资料，2010 年正式启动撰写工作，又历时两年完成全部书稿并交付出版。全书由陈政清提出写作计划，集体讨论形成各章节大纲并分工完成初稿，由陈政清统一修改定稿。 各章节的具体分工如下:陈政清，第2章和第5章，以及10.5. 12.6、14.5、 14.6. 14.7 和15.5等节;华旭刚，第8章和第13章;张志田，第4章和第9章;祝志文，第1章和第16章;刘志文，第10章前4节和第12章前5节;牛华伟，第6章;韩艳，第7章;李寿英，第3章;李春光，第11章;李暾，第14章前4节;刘慕广，第15章前4节。华旭刚协助修改了第3章和第6章。博士生黄智文参与了第10章的修改和第2章的输人校对工作。硕士研究生陈文负责全书的排版与校对工作，付出了大量的劳动且工作出色。本书包含了作者所在科研团队成员多年的研究成果，为这些研究成果作出贡献的教师和研究生已在每章正文中注明，这里不再- -- -列举。
本书虽经多次校对和讨论，但不足之处仍很多，敬请读者与专家同仁多多指正。

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