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出版者:中国青年出版社

作者:姚勇

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:88.00

装帧:平装（带盘）

isbn号码:9787500655459

丛书系列:

图书标签:

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建筑结构与材料科学基础 内容提要： 本书旨在为建筑设计、土木工程及相关领域的专业人士和学生提供一套全面且深入的建筑结构与材料科学基础知识体系。不同于侧重于特定软件操作或纯粹美学表现的指南，本书聚焦于支撑建筑物理存在的根本科学原理，探讨材料的内在特性、结构体系的受力机理，以及如何在设计初期就将可持续性和耐久性纳入考量。 全书分为四大核心板块，层层递进，确保读者能够建立从微观材料到宏观结构布局的完整认知框架。 第一部分：建筑材料的本构特性与应用 本部分深入剖析了现代建筑中最常用和最具潜力的新型材料。我们不满足于仅仅介绍材料的用途，而是深入探讨其化学成分、微观结构与宏观力学性能之间的定量关系。 1. 结构混凝土与钢材的深入解析： 混凝土： 详细阐述了硅酸盐水化反应的动力学过程，重点分析了外加剂（如高效减水剂、引气剂）如何调控凝结时间、泌水现象及最终强度的形成。书中包含大量的水胶比-抗压强度曲线图谱，并讨论了不同骨料（碎石、人工骨料）对体积稳定性和耐磨性的影响。对于钢筋的保护层厚度、锈蚀机理及电化学保护方法，进行了详尽的图解说明。 结构钢材： 区别于一般的金属学入门，本书侧重于解释不同钢号（如Q235、Q345、高强钢）的晶体结构、相变温度点以及屈服点和极限拉伸的力学意义。尤其探讨了焊接工艺对材料热影响区（HAZ）性能的改变，以及疲劳裂纹的萌生与扩展判据。 2. 木材的生物力学与耐久性： 木材作为一种重要的可再生资源，本书从细胞壁结构（微纤维素、木质素、半纤维素）入手，解释了其各向异性的力学表现。详细对比了实木、胶合木（Glulam）和正交胶合木（CLT）的抗剪切和抗弯性能差异，并给出了不同气候条件下木材防腐、防蛀处理的技术标准和案例分析。 3. 新型与功能性材料： 本书专门辟出章节介绍高性能材料，包括自修复混凝土的基本原理（通过细菌或聚合物微胶囊实现）、透明木材的光学和力学性能，以及在幕墙系统中应用的夹层玻璃的失效模式分析（如PVB膜的蠕变）。 第二部分：结构力学与受力分析原理 本部分是全书的理论基石，旨在建立严谨的结构思维，而非仅仅停留在公式套用。 1. 静力平衡与结构体系分类： 系统梳理了平面结构（梁、桁架）和空间结构（框架、筒体）的内力求解方法。重点讲解了结构的概念设计，如何通过改变节点连接方式（刚性连接、铰接）来重新分配内力，实现更经济、更可靠的结构方案。 对超静定结构的分析，引入了力矩分配法和挠度控制理论，强调了荷载组合（恒载、活载、风荷载、地震作用）的确定依据。 2. 稳定性与失稳模式： 详尽讨论了压杆的欧拉临界力和廷道尔公式的适用范围。重点分析了薄壁构件（如冷弯型钢或剪力墙）在受压、受剪联合作用下的局部屈曲和整体失稳判据。书中包含大量关于侧向扭转屈曲的工程案例剖析。 3. 动力学基础与抗震设计初步： 引入单自由度体系的自由振动和受迫振动概念，解释了结构的固有周期、阻尼比及其对外部激励的响应关系。这是理解现代抗震设计理念的基础。 第三部分：关键结构体系的构造设计 本部分将理论知识转化为实际的构造图纸语言，关注“如何建造”而非仅仅“如何计算”。 1. 框架结构与剪力墙的协同工作： 详细介绍了节点域的构造处理：梁柱连接节点（特别是钢筋搭接长度、箍筋加密区设置）如何保证塑性铰区的延性。在剪力墙部分，分析了墙肢、端柱、约束边缘构件（约束边缘柱或约束砌体）在抵抗倾覆弯矩中的作用机制，并对比了暗梁、暗柱与显性梁柱的构造差异。 2. 大跨度结构与空间体系： 探讨了拱、壳、网架与张拉结构的设计要点。例如，在网架设计中，如何通过节点球的受力状态来优化杆件的布置密度和弦杆的层数。对于张拉结构（如膜结构），侧重于预应力的施加、荷载下的几何平衡分析及锚固系统的可靠性设计。 3. 地基与基础工程概论： 虽然本书并非专门的地基书，但提供了必要的衔接知识。包括地基承载力的确定方法（经验判据与规范判据的对比）、浅基础与深基础的选择依据，以及不均匀沉降对上部结构的影响分析。 第四部分：建筑的耐久性、维护与可持续性 本部分关注建筑的生命周期管理，强调预防性设计。 1. 防水与防腐蚀体系： 深入分析了水在建筑结构中的迁移路径（毛细现象、渗透、蒸发），并详细对比了不同防水材料（如沥青、高分子卷材、水泥基渗透结晶型材料）的适用场景、施工质量控制标准及失效案例分析。重点讨论了钢筋锈胀对结构寿命的影响。 2. 热工性能与能耗模拟基础： 讲解了传热、对流和辐射在建筑围护结构中的综合效应。介绍了如何通过计算传热系数（U值）来评估墙体、屋面的保温性能，并简要介绍了动态能耗模拟中输入参数（如材料热工参数、朝向、遮阳系数）的选取原则。 3. 结构健康监测（SHM）的材料响应： 概述了新兴的监测技术，如光纤光栅传感器在应变监测中的应用，以及基于材料自身电学特性的压电效应在早期损伤识别中的潜力，为未来建筑的智能化维护提供前瞻性视角。 适用对象： 建筑学、土木工程、结构工程专业在校学生及研究生。 初级及中级结构工程师、建筑设计师，需要巩固基础理论并拓宽材料应用视野的从业者。 从事建筑改造、既有结构评估与加固的专业人员。 本书的特点在于理论的深度与工程实践的广度相结合，力求用严谨的科学语言阐述复杂的工程问题，是理解现代建筑高性能、高可靠性背后的核心逻辑的必备参考书。

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