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內(nèi)容簡介

　　本書作為高級課程的教科書，介紹了結(jié)構(gòu)風工程領域新技術(shù)水平的信息和新的研究成果。主題包括風氣候、設計風速估計、鈍體空氣動力學和應用、風致建筑響應、風、陣風系數(shù)方法、構(gòu)件和外墻上的風荷載、碎片沖擊、風荷載規(guī)范和標準、計算工具和計算流體動力學技術(shù)、建筑物振動下的可居住性、建筑阻尼以及風致振動的抑制。

作者簡介

　　田村幸雄（Y. Tamura），國際風工程專家、國際風工程協(xié)會現(xiàn)任主席、我國“外專千人計劃”專家、國家風災減災組織主席、日本風工程協(xié)會前主席、日本學術(shù)會議聯(lián)絡委員、日本建筑學會抗風設計委員會主審人。田村幸雄教授畢業(yè)于日本早稻田大學，現(xiàn)為日本東京工藝大學教授，是日本多項重大科研項目負責人、日本COE（2003~2007年）計劃負責人、Global COE項目風工程專題的負責人（2008~2012年），并受聘為《國際風工程與空氣動力學》《結(jié)構(gòu)工程進展》《風與結(jié)構(gòu)》《高層與特殊建筑的結(jié)構(gòu)設計》等國際期刊編委，獲美國土木工程師協(xié)會ASCE Cermak獎章、日本風工程協(xié)會獎章、日本建筑學會獎章。 Ahsan Kareem教授，美國工程院院士、國際風工程協(xié)會主席（2007~2015年）、美國Notre Dame大學土木環(huán)境工程和地質(zhì)科學系教授、東京大學客座教授。Kareem教授是國際的空氣動力學、海浪動力學和隨機振動專家。發(fā)表高質(zhì)量期刊論文 200多篇。曾在1984年獲得過由美國政府授予的表彰青年研究人員的總統(tǒng)獎，還獲得了包括A. G. Davenport Medal（2007）、Robert H. Scanlan Medal（2005）、Jack E. Cermak Medal（2002）在內(nèi)的國際風工程領域的高學術(shù)榮譽。擔任Journal of Engineering Mechanics、Journal of Structural Engineering、Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics、Structural Safety等十余本刊物的首席編輯、副編輯和編委等職務。Ahsan Kareem教授在結(jié)構(gòu)工程學、隨機動力學、風工程學等領域獲得了令人矚目的成就，并先后培養(yǎng)了大批中國博士、碩士留學生。 Enrica Bernardini美國，印第安納州，圣母，圣母大學，自然災害建模實驗室。

圖書目錄

譯者序
原書前言
本書作者
第1章強風及其特性1
1.1簡介1
1.2強風和流體力學1
1.2.1強風氣候1
1.2.2強風流體動力學2
1.3風速的統(tǒng)計描述4
1.3.1平均風速5
1.3.2風速波動9
1.4地形影響16
參考文獻18
第2章設計風速的估計19
2.1簡介19
2.1.1術(shù)語19
2.1.2基本可靠性要求20
2.2數(shù)據(jù)基礎21
2.2.1國家氣象局提供的基本信息21
2.2.2質(zhì)量控制和修正22
2.2.3母體分布23
2.2.4極值總體抽樣24
2.3基本統(tǒng)計27
2.3.1組合規(guī)則27
2.3.2廣義極值分布27
2.3.3廣義帕雷托分布29
2.3.4概率分布的描述參數(shù)的識別29
2.3.5被識別參數(shù)的統(tǒng)計穩(wěn)定性33
2.4設計風速的最佳估計34
2.4.1基本方法34
2.4.2應用舉例35
2.5方向性37
2.5.1簡介37
2.5.2每次風暴的最大風速38
2.5.3風暴持續(xù)時間和額外風暴小時數(shù)的相對強度39
2.5.4額外風暴小時中的方向變化40
參考文獻41
第3章鈍體空氣動力學43
3.1簡介43
3.2阻力和升力43
3.2.1阻力43
3.2.2流動分離45
3.3鈍體上的壓力47
3.3.1流過流線形體的平穩(wěn)流47
3.3.2流過流線形體的平穩(wěn)均勻流47
3.3.3湍流，三維鈍體48
3.4雷諾數(shù)對鈍體力和壓力分布的影響50
3.5湍流對鈍體力的影響53
3.5.1湍流對阻力的影響54
3.5.2湍流對升力的影響55
3.6圓角半徑的影響56
3.7順風和橫風激勵以及渦旋脫落57
3.8澳大利亞和新西蘭風荷載標準AS/NZS 1170.2怎樣處理鈍體空氣動力學59
3.9小結(jié)60
參考文獻61
第4章大跨橋梁空氣動力學62
4.1簡介62
4.1.1第一個轉(zhuǎn)折點：平均風荷載62
4.1.2第二個轉(zhuǎn)折點：陣風荷載63
4.1.3第三個轉(zhuǎn)折點：動態(tài)風荷載63
4.2氣動力公式65
4.2.1靜力分量65
4.2.2準平穩(wěn)空氣動力學65
4.2.3非平穩(wěn)空氣動力系數(shù)67
4.2.4瞬態(tài)力68
4.3氣動不穩(wěn)定性69
4.3.1氣動不穩(wěn)定性的概念69
4.3.2翼面顫振的二維條帶理論69
4.3.3顫振理論的應用70
4.3.4非平穩(wěn)升力的實驗71
4.3.5三維顫振分析72
4.3.6馳振74
4.3.7扭轉(zhuǎn)顫振76
4.4抖振分析76
4.4.1隨機振動分析76
4.4.2在單自由度系統(tǒng)的應用78
4.4.3在阻力激勵下的水平線狀結(jié)構(gòu)79
4.4.4在升力激勵下的水平線狀結(jié)構(gòu)80
4.5渦激振動81
4.5.1渦旋脫落的概念81
4.5.2數(shù)學公式81
4.5.3橋面板的渦激振動82
參考文獻84
第5章結(jié)構(gòu)的風致振動：主要針對高層建筑的空氣動力學86
5.1簡介86
5.2建筑和結(jié)構(gòu)的順風向激勵和響應87
5.2.1鈍體上的脈動阻力88
5.2.2陣風響應系數(shù)89
5.2.3氣動阻尼91
5.3建筑和結(jié)構(gòu)的橫風激勵和響應93
5.3.1入射湍流導致的激勵93
5.3.2尾流激勵94
5.3.3橫風運動導致的激勵96
5.4其他脈動力和響應現(xiàn)象99
5.4.1扭轉(zhuǎn)振動99
5.4.2渦旋脫落引起的順風和橢圓振動99
5.5高層建筑的風致干擾激勵100
5.5.1高層建筑在干擾激勵下的順風和橫風響應101
5.5.2高層建筑干擾激勵下的扭轉(zhuǎn)響應102
5.5.3設計要素102
5.6減少建筑和結(jié)構(gòu)的風致響應的空氣動力措施104
5.6.1建筑形狀的空氣動力修正對高層建筑風致響應的影響104
5.6.2開洞和底部排氣的優(yōu)點105
5.6.3建筑物頂部、錐度、扭曲、逆流和其他組合建筑形狀的影響105
5.6.4設計要素105
5.7小結(jié)106
致謝107
參考文獻107
第6章評估結(jié)構(gòu)在風激勵下順風向響應的陣風系數(shù)法110
6.1時域內(nèi)點狀結(jié)構(gòu)的風作用110
6.2頻域內(nèi)點狀結(jié)構(gòu)的風作用111
6.3氣動導納112
6.4單自由度(SDF)系統(tǒng)的動力響應綜述112
6.5位移譜116
6.6位移譜積分117
6.7峰值響應的估算118
6.8順風向加速度估算120
6.9小結(jié)121
致謝121
參考文獻121
第7章建筑組件和覆蓋層上的風荷載122
7.1簡介122
7.2建筑物上的風荷載124
7.2.1建筑物的空間變化和幾何形狀對壓力的影響125
7.2.2風荷載的時間變化127
7.2.3內(nèi)部壓力和壓力均衡128
7.2.4設計風荷載的確定130
7.3組件和覆蓋層系統(tǒng)對風荷載的響應130
7.3.1從屬面積和荷載分配131
7.3.2低循環(huán)疲勞131
7.3.3靜疲勞和玻璃132
7.4建筑物組件和覆蓋層的測試方法133
7.5小結(jié)134
參考文獻135
第8章水平風致飛射物及其碰撞試驗137
8.1簡介137
8.2之前已出版的研究137
8.3飛射物碰撞和碰撞測試標準138
8.4飛射物類型和運動方程139
8.4.1一般的飛射物類型139
8.4.2運動方程139
8.4.3無量綱形式141
8.4.4早期軌跡解141
8.4.5數(shù)值解142
8.5實驗和數(shù)值研究142
8.5.1塊狀飛射物的軌跡143
8.5.2桿狀飛射物的軌跡145
8.5.3片狀飛射物的軌跡146
8.6應用147
8.7討論149
致謝149
參考文獻149
第9章風荷載規(guī)范和標準的理解：規(guī)定背后的基本原理151
9.1簡介151
9.2風速152
9.2.1地貌153
9.2.2風速和湍流模型157
9.2.3地形影響165
9.2.4風氣候165
9.3風壓系數(shù)167
9.3.1面積平均壓力168
9.3.2規(guī)范化過程中的折減系數(shù)171
9.3.3低層建筑中的附加風荷載172
9.3.4低層建筑中屋頂形狀和幾何的影響174
9.4內(nèi)部壓力175
9.5數(shù)據(jù)庫輔助設計（DAD）177
9.6風荷載的計算估計177
9.6.1計算機輔助風工程178
9.7結(jié)論和小結(jié)180
致謝180
參考文獻181
第10章風效應的數(shù)值模擬185
10.1簡介185
10.2基于波疊加（譜）的方案186
10.2.1譜方法186
10.3基于數(shù)字濾波（時間序列方法）的