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出版者:中国建筑工业出版社

作者:杨玉衡

出品人:

页数:213

译者:

出版时间:2002-8

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787112048304

丛书系列:

图书标签:

• 桥梁工程
• 施工技术
• 案例分析
• 工程实践
• 桥梁建造
• 结构工程
• 土木工程
• 施工经验
• 工程案例
• 桥梁施工

现代土木工程结构设计与优化 本书导言： 在人类文明的发展长河中，土木工程始终扮演着至关重要的角色，它不仅是基础设施建设的基石，更是衡量一个国家技术实力与经济活力的重要标志。随着材料科学、计算力学以及先进制造技术的飞速发展，当代土木工程结构的设计与建造正面临着前所未有的挑战与机遇。本书《现代土木工程结构设计与优化》，旨在系统梳理和深入探讨当前土木工程领域中最前沿、最关键的设计理念、分析方法以及优化策略，为结构工程师、岩土工程师、设计院专业人员以及相关专业的高校师生提供一本兼具理论深度与工程实践指导价值的参考著作。 本书并非聚焦于某一特定类型的结构，如桥梁或高层建筑的施工案例，而是致力于构建一个更宏观、更具普适性的结构工程知识体系，涵盖从结构抗震性能化设计到新型材料应用，再到智能监测与维护等多个维度。我们的目标是超越传统的规范驱动式设计，引导读者理解背后的力学原理和优化思想，从而设计出更安全、更经济、更可持续的工程结构。 --- 第一部分：结构抗性与性能化设计理论 本部分重点关注当代结构工程设计理念的根本性转变——从单纯的强度和稳定性验算，转向基于性能的目标化设计。 第一章：极限状态设计理论的深化与扩展 本章将深入探讨基于概率论和可靠性理论的极限状态设计方法。详细分析荷载效应的随机性、材料强度的变异性以及结构模型的不确定性，并介绍如何通过可靠度指标的设定，实现结构在不同使用年限内的预期安全水平。重点阐述第二代和第三代设计方法的哲学基础，特别是它们如何指导实际工程中的截面校核与构件选择。 第二章：结构抗震性能化设计前沿 在全球地震活动日益受到关注的背景下，性能化抗震设计已成为高标准工程的必然要求。本章将详述非线性动力分析方法，如增量时间历史分析（ITHA）和性能点确定。我们将剖析先进的耗能与隔震技术，如黏滞阻尼器、屈服连接件以及基础隔震系统的设计原理和参数选择标准。此外，还将介绍基于性能的评估（PBEE）框架，使工程师能够量化评估结构在特定地震作用下，达到“可修复”、“生命安全”或“立即使用”等不同性能目标的能力。 第三章：风荷载与气动弹性分析 针对超高层建筑、大跨结构以及特殊的薄壁结构，风荷载的影响至关重要。本章详细讲解风场模拟技术，包括边界层风洞试验与计算流体力学（CFD）的应用。核心内容包括结构的三维耦合振动分析、涡激振动（VIV）与失稳现象的机理分析，以及如何通过结构外形的气动优化设计（如扭转、开洞或导流板的应用）来有效控制风致响应。 --- 第二部分：新型结构体系与先进材料应用 随着传统钢筋混凝土和普通钢结构的局限性日益凸显，新型结构形式和高性能材料的引入是行业进步的驱动力。 第四章：预应力混凝土结构的高级应用 本章侧重于预应力技术在复杂结构（如大跨度屋盖、空间网壳结构）中的应用。探讨后张预应力体系的张拉控制、应力损失的精确计算，以及疲劳荷载下预应力钢材的长期性能。特别关注自平衡体系和无粘结预应力技术在提升结构耐久性和适应性方面的优势。 第五章：高性能钢结构与焊接/连接技术 本章探讨新型高强度钢材（如Q550级及以上）在结构设计中的应用潜力与限制。详细分析高性能钢材的延展性、焊接性能及防火性能。重点介绍先进的连接技术，如摩擦型连接、刚性连接的疲劳寿命评估，以及如何通过节点域的细部处理来确保整体结构的延性。 第六章：先进复合材料与结构一体化设计 介绍了纤维增强聚合物（FRP）材料在土木工程中的应用，包括FRP筋材、FRP外加固技术以及FRP复合筒体结构。重点解析FRP材料的非线性本构关系、长期性能退化机制以及在海洋环境或腐蚀性介质中的适用性。此外，还将探讨木结构与钢/混凝土混合结构的集成设计策略。 --- 第三部分：结构分析与优化计算方法 本部分聚焦于支撑现代设计的计算工具和方法论，强调精度、效率与优化目标的一致性。 第七章：有限元建模的精细化与误差控制 深入解析复杂结构（如壳体、楔形体、接触面）的单元选择与网格划分策略。讨论单元的失真问题、奇异性处理以及如何通过p-自适应方法来提高计算精度。重点分析求解器收敛性问题及在处理非线性材料和几何大变形时的策略选择。 第八章：拓扑优化与尺寸优化在结构设计中的集成 本书强调设计目标应是“最优”而非“合规”。本章介绍拓扑优化（Topology Optimization）理论，用于确定材料的最佳空间分布，从而在满足约束条件下实现结构刚度或频率的最大化。随后，介绍尺寸优化（Sizing Optimization）与形状优化（Shape Optimization）的集成应用，通过迭代算法确定最佳构件截面尺寸、支撑位置和边界条件，实现材料使用的最大化经济性。 第九章：结构健康监测（SHM）与数据驱动的工程决策 本章探讨如何利用传感器网络（如应变片、加速度计、光纤光栅传感器）实时获取结构性能数据。介绍振动识别、模态参数更新等状态评估技术。核心在于如何将实时监测数据与结构分析模型相结合（如状态相关模型更新），从而实现基于实际健康状况的、更精准的结构评估、寿命预测与维护决策支持。 --- 结语：面向未来的可持续工程 本书最终强调，未来的土木工程设计必须与可持续发展理念紧密结合。设计不仅要考虑初始施工的安全性与经济性，更要考虑全生命周期内的材料能耗、维护成本以及环境友好性。通过掌握这些先进的设计理论、计算工具和材料技术，工程师将能更好地应对复杂多变的工程挑战，推动土木工程向更智能、更坚固、更绿色的方向发展。

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这本书的价值远超出了单一的工程技术范畴。我发现，它在很大程度上触及了跨专业协作的艺术。桥梁工程牵涉到地质、水文、材料、机械、交通等多个领域，任何一个环节的脱节都可能导致整体项目的停滞。书中详细描述了不同专业团队之间如何通过定期的技术交底会、联合现场勘查等方式实现信息共享和目标统一。特别是对BIM技术在施工阶段的应用和信息反馈机制的描述，非常具有前瞻性，展示了现代工程管理如何通过技术手段来优化人与人之间的沟通效率。这本书让我认识到，一个成功的工程案例，背后一定有一套高效、透明的组织和沟通体系在支撑，技术是骨架，管理和协作才是血肉。

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这本书的封面设计简洁大气，色彩搭配沉稳，透露出一种专业和严谨的气息。我是一个刚入行不久的结构工程师，手边很多理论书籍，但实战经验严重不足。这次抱着学习的心态翻开了它，期待能从中找到一些能立刻在工地上派上用场的知识。 这本书的排版布局非常清晰，图文并茂。那些复杂的结构节点图，配上详细的文字说明，让我这个初学者也能大致理解施工的难点所在。我特别欣赏作者对施工工艺的描述，不再是教科书里那种冷冰冰的理论公式，而是结合了实际遇到的问题和采取的解决方案。比如，书中对大跨径拱桥的支架搭设和混凝土浇筑过程的描述，简直就是一部微缩的施工纪录片，每一个步骤的细节都扣人心弦。这让我深刻体会到，理论是基础，但如何在复杂的现场环境中应对突发状况，才是真正的考验。翻阅过程中，我时常会联想到我目前正在参与的一个小型桥梁项目，书中提到的某些经验教训，让我对我们团队目前的工作流程产生了一些新的思考，或许可以提议做一些小的优化。

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这本书的文字风格非常接地气，读起来完全没有那种晦涩难懂的“行话”堆砌感。作者似乎是一位经验极其丰富的现场指挥官，他的叙事方式充满了故事性。他会用很生活化的语言描述工程师们在高温酷暑或严寒冰雪中攻克技术难关的场景，读起来代入感极强，仿佛亲身站在了施工的第一线。我印象最深的是关于深水基础施工的那一章，作者描述了他们团队如何利用自主研发的临时防护措施，成功抵御了一次突如其来的洪水冲击，保住了关键的承台浇筑。这种讲述方式，将冰冷的技术问题赋予了人性化的温度和紧张感，让我对工程师这个职业又多了一份敬畏。它让我明白，再精密的计算，也抵不过一个果断且富有经验的现场决策。

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作为一个在设计院工作了多年的老工程师，我对市面上大部分的“案例集”都持保留态度，很多充其量就是把图纸和规范罗列一遍，缺乏对“为什么”的深度挖掘。然而，这本书在分析具体工程案例时，展现出的洞察力让我刮目相看。它不仅仅展示了“做了什么”，更重要的是深入剖析了“为什么要这样做”，以及在当时的项目背景下，做出这些技术决策背后的权衡考量——比如成本控制、工期压力、特殊地质条件等。我尤其关注了其中关于旧桥加固改造的部分，那涉及到太多经验的传承和风险的把控。书里对既有结构状态的评估方法和新旧结构连接的技术细节处理，非常到位，这对于我们未来处理城市基础设施更新换代项目时，无疑是一本极具参考价值的“暗器手册”。这种对技术决策背后复杂因素的综合考量，远超出了普通施工手册的范畴。

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坦率地说，我最初是被这本书的“案例”二字吸引的，因为我希望能找到一些可以直接拿来做技术汇报或者培训新人的素材。这本书在这方面表现出色，每一个案例都结构完整，包含了设计背景、主要技术难点、具体的施工方案、质量控制措施以及最终的成果检验。但随着阅读深入，我发现它更像是一本“风险管理与过程控制”的教科书。它花了大量的篇幅来讨论如何在施工过程中识别潜在风险、建立预警机制，以及如何快速有效地处理偏差。这一点对于我们项目管理人员来说至关重要。很多时候，项目失败不在于技术方案本身，而在于对过程中可能出现的各种“黑天鹅”事件准备不足。这本书提供的全流程风险视图，对我未来在项目启动阶段进行风险评估很有启发。

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