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出版者:人民卫生出版社

作者:梁力建 编

出品人:

页数:572

译者:

出版时间:2004-1

价格:42.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787117061940

丛书系列:

图书标签:

• 医学
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• 诊疗
• 医学

建筑之魂：结构工程的艺术与科学 一本深入探索结构工程核心理念、经典案例与前沿技术的权威指南 本书旨在为工程学、建筑学以及相关领域的专业人士、研究人员和高级学生提供一份详尽、系统且富有洞察力的参考资料。它超越了传统教科书对基础理论的罗列，致力于揭示结构工程这门学科在满足功能性、经济性和美学性之间寻求动态平衡的艺术与科学本质。 第一部分：结构的基石与力学的基准 本部分奠定了理解现代结构工程的基础，从宏观的结构系统分类深入到微观的材料响应机制。 第一章：结构工程学的演进与哲学 追溯结构工程从古罗马拱券到现代摩天大楼的发展历程，探讨结构设计哲学如何随材料科学的进步而嬗变。重点分析“安全”、“经济”与“可持续性”三者之间的内在张力与协同关系。深入讨论结构工程师在社会责任中所扮演的关键角色，以及应对复杂荷载环境（如地震、风荷载）的设计伦理。 第二章：材料的内在世界与宏观表现 详细阐述钢材、钢筋混凝土、木材以及新兴复合材料的本构关系。不仅仅停留在屈服点和抗拉强度的简单描述，更着重于疲劳、蠕变、断裂韧性等在长期服役条件下至关重要的参数。通过大量的微观结构分析图谱，解释材料的微观缺陷如何宏观地影响结构承载能力。例如，深入探讨混凝土中骨料的级配对密实度和抗压强度的影响，以及钢材晶体结构缺陷对焊接质量的潜在风险。 第三章：静力学与动力学的统一视角 系统梳理线性与非线性静力分析方法，并引入变分原理在结构力学求解中的应用。动力学部分，本书采用更偏向工程实际的视角，详细解析单自由度与多自由度系统的自由振动、受迫振动和瞬态响应。特别辟章讨论振动控制技术（如粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器）的设计原理及其在超高层建筑和桥梁中的应用实例。 第二部分：经典结构系统的深度剖析 本部分专注于对工程实践中最为核心的结构构件和系统进行深入、细致的力学剖析和设计规范解读。 第四章：梁、板与框架系统的协同作用 超越欧拉-伯努利梁理论的局限性，本书引入更精确的剪切变形理论（如Mindlin-Reissner理论）来分析厚板和短梁。对于框架系统，重点讨论次结构法、传递矩阵法在复杂刚架结构分析中的应用。书中包含一套完整的、基于“塑性铰”概念的极限承载力分析流程，用于指导钢结构和钢筋混凝土框架的抗倒塌设计。 第五章：拱、壳与薄壁构件的张拉艺术 拱与壳体被视为结构力学中“形态决定强度”的典范。本章详细分析了曲面结构在不同边界条件下的应力流线，并引入张拉整体结构（Tensegrity）的概念，探讨预应力在优化结构自重和跨越能力上的潜力。对于薄壁构件，重点分析其在受压和受扭时的屈曲行为，并提供实用的局部失稳修正方法。 第六章：地基与结构的相互作用（SSI） 结构设计的挑战往往并非来自结构本身，而是来自它与大地之间的复杂耦合。本章详细介绍了土体-结构相互作用（SSI）的建模方法，包括Winkler地基模型、弹性半空间模型以及更精确的有限元耦合法。通过对深基坑开挖过程中的地层变形监测数据分析，指导工程师如何进行分阶段的支护设计，以确保邻近既有结构的稳定。 第三部分：现代挑战与前沿技术 结构工程正面临气候变化、城市化密度增加以及智能化需求等多重挑战。本部分聚焦于应对这些挑战所需的新技术和新范式。 第七章：抗震设计方法的革命：性能化设计 从传统的基于力的设计（Force-Based Design）转向基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）。详细介绍如何定义“可接受的损伤状态”（如即时使用、生命安全、倒塌预防），以及如何通过非线性时程分析来验证结构能否在特定地震烈度下达到预设的性能目标。书中提供了详细的“需求响应”曲线的构建方法。 第八章：预应力混凝土的深度应用与后张拉技术 探讨后张预应力技术在超长跨度桥梁、大跨度屋盖中的应用。本书特别关注预应力钢绞线的耐久性问题，包括应力松弛、环境腐蚀以及锚具的疲劳寿命评估。通过案例分析，说明如何利用预应力来控制后浇筑部分的收缩裂缝，并提高结构的整体刚度。 第九章：结构健康监测（SHM）与智能维护 结构健康监测是实现基础设施长效安全的关键。本章深入探讨了SHM系统的基本框架，包括传感器技术（如光纤布拉格光栅传感、压电材料）、数据采集与处理、以及模式识别算法。重点阐述如何利用数据驱动的方法来识别结构损伤的早期迹象，从而将传统的“定期大修”转变为“按需维护”，极大地延长结构的使用寿命并降低运营成本。 第十章：参数化设计与生成式结构 面向未来的结构设计，本章介绍了如何利用参数化建模工具（如Grasshopper）结合拓扑优化算法来探索最优的结构形态。讨论了仿生结构设计（Biomimicry）的原理，例如模仿骨骼或植物的材料分布方式，实现结构性能的最大化与材料使用的最小化。本书强调，未来的结构工程师必须掌握计算设计与制造（Additive Manufacturing）的集成能力。 结语：结构工程的未来视野 本书最后总结了可持续性设计、低碳材料的应用，以及结构工程与信息技术的深度融合（BIM、数字孪生）将如何重塑未来的城市天际线。它期望激发读者将严谨的科学分析与无限的创新思维相结合，设计出更安全、更经济、更具环境责任感的未来世界。 本书的叙述风格严谨而富有逻辑性，图表丰富，配有大量经过精确计算验证的工程实例，旨在成为结构工程师工具箱中不可或缺的参考手册。

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