砌体结构/新世纪高职高专土建类系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:杜太生编

出品人:

页数:143 页

译者:

出版时间:2003年01月

价格:13.0

装帧:平装

isbn号码:9787030114617

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现代工程材料学概论：从微观到宏观的结构性能解析 图书简介 本书旨在为土木工程、材料科学以及相关领域的学生和工程师提供一套全面而深入的现代工程材料学基础知识体系。我们聚焦于材料的内在结构、宏观力学性能、先进的制备工艺及其在实际工程应用中的可靠性评估。本书的编写严格遵循工程实践需求，强调理论与实际相结合，力求在阐述材料科学基本原理的同时，紧密结合当代土木工程和结构设计的前沿动态。 全书共分为七大部分，内容涵盖了从最基础的晶体结构到复杂复合材料的性能优化，力求构建一个连贯且逻辑严谨的知识图谱。 --- 第一部分：材料科学基础与微观结构（Foundation and Microstructure） 本部分是理解所有工程材料行为的基石。我们首先概述了材料科学的学科范畴、工程应用的重要性以及材料性能与结构之间的基本关系。重点深入探讨了材料的微观结构： 1. 原子结合与晶体结构： 详细分析了离子键、共价键、金属键和范德华力等基本键合类型对材料宏观性质（如熔点、硬度）的影响。系统介绍了晶体学基础，包括晶面、晶向的概念，以及密堆积结构（如面心立方、体心立方和六方最密堆积）在金属材料中的意义。 2. 晶体缺陷理论： 深入剖析点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）在材料变形、蠕变和断裂过程中的核心作用。特别阐述了位错运动如何控制金属的塑性变形机制。 3. 非晶态结构与扩散： 讨论了玻璃和高分子材料的无序结构特征。随后，详细阐述了菲克定律在描述材料中原子扩散过程中的应用，这对于热处理和化学反应的理解至关重要。 第二部分：金属材料的结构与性能（Metallic Materials） 金属材料因其优异的强度和韧性组合，仍是现代结构工程的支柱。本部分集中于钢铁材料及有色金属的相变、热处理及其力学响应。 1. 相图分析与热处理基础： 重点讲解了二元相图（如Fe-C系相图）的解读方法，包括平衡结晶、固溶线和共晶反应。详尽描述了钢铁材料的关键热处理工艺：退火、正火、淬火和回火，以及这些工艺如何通过改变微观组织（如珠光体、贝氏体、马氏体）来调控最终强度和硬度。 2. 变形与强化机制： 阐述了金属的冷加工硬化机理，以及固溶强化、晶界细化强化和第二相粒子弥散强化等多种强化途径。 3. 工程中的有色金属： 简要介绍了铝合金、钛合金在航空航天和轻量化结构中的应用，侧重于它们的晶粒结构控制和抗腐蚀性能。 第三部分：无机非金属材料（Inorganic Non-Metallic Materials） 本部分聚焦于陶瓷、玻璃和水泥基材料的特性，强调其高温稳定性、高硬度以及脆性特征。 1. 陶瓷材料的结构与烧结： 探讨了离子键为主的陶瓷结构特点，解释了高能耗烧结过程如何形成致密的陶瓷体。着重分析了陶瓷的断裂韧性（如增韧技术）和抗热震性。 2. 玻璃材料的粘滞性与转变： 描述了玻璃的亚稳态特性，包括玻璃化转变温度（Tg）的概念及其对材料长期稳定性的影响。 3. 水泥基材料的化学与水化动力学： 这是结构工程材料的核心。详细介绍了硅酸盐水泥的水化反应过程、水化产物的生成（C-S-H凝胶、氢氧化钙等）及其对早期强度发展和长期耐久性的控制。讨论了掺合料（如粉煤灰、矿渣）对混凝土微观结构和性能的改性作用。 第四部分：高分子材料与复合材料（Polymers and Composites） 随着工程对轻量化和多功能性的追求，高分子材料和复合材料的重要性日益凸显。 1. 高分子材料的结构与力学： 阐述了高分子的线型、支化、交联结构，以及链的缠绕和取向如何决定其粘弹性行为。区分了热塑性与热固性树脂的特性及应用场景。 2. 复合材料的界面设计： 深入研究了纤维增强复合材料（如FRP）的介观尺度问题。重点分析了增强相（纤维）与基体材料之间的界面结合强度对整体性能的决定性影响。介绍了层合板的铺层设计原则及其各向异性力学特性。 3. 先进复合材料： 探讨了智能复合材料在自修复和传感方面的最新研究进展。 第五部分：材料的力学性能与本构关系（Mechanical Properties and Constitutive Relations） 本部分将理论力学知识应用于材料尺度，建立起描述材料行为的数学模型。 1. 本构关系基础： 回顾了线弹性、胡克定律，并扩展到屈服准则（如Tresca和Von Mises）以及塑性流动理论。 2. 断裂力学导论： 介绍了宏观裂纹扩展的能量判据和应力强度因子概念。详细阐述了线弹性断裂力学（LEFM）在评估结构安全中的应用，以及韧性断裂与脆性断裂的区别。 3. 疲劳与蠕变： 深入分析了材料在循环载荷下的疲劳机理（如S-N曲线、疲劳裂纹萌生与扩展），并探讨了高温和恒载荷下蠕变现象的物理机制，这对长期服役结构的评估至关重要。 第六部分：材料的服役环境与耐久性（Service Environment and Durability） 材料的最终性能取决于其在实际服役环境中的长期稳定性。本部分关注腐蚀、老化和失效机理。 1. 金属腐蚀的电化学基础： 详细阐述了电化学腐蚀的机理，包括阳极和阴极反应。重点分析了氯离子侵蚀、碳化作用对钢筋混凝土结构的破坏，并介绍了保护性涂层、牺牲阳极等防腐蚀技术。 2. 高分子材料的老化： 讨论了光照（光氧化）、热降解、氧化作用以及溶胀对聚合物性能的退化过程。 3. 环境与材料的相互作用： 探讨了应力腐蚀开裂（SCC）和氢脆现象在关键承载结构中的风险评估。 第七部分：材料的测试、表征与无损评估（Testing and Characterization） 科学的工程决策依赖于精确的材料表征。本部分介绍了先进的测试方法。 1. 静态与动态力学测试： 详细规范了拉伸、压缩、弯曲和硬度试验的标准操作流程，并讨论了冲击试验和冲击吸收能量的意义。 2. 微观形貌与成分分析： 介绍了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在观察微观组织和缺陷方面的应用。同时涵盖了能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）在确定材料相结构和化学成分上的作用。 3. 无损检测技术（NDT）： 重点介绍超声波检测、射线检测和声发射技术，这些技术是评估结构内部缺陷、监测材料健康状况的有效手段，确保了工程结构的长期安全性和经济性。 --- 本书内容丰富，理论严谨，配有大量的图表、实例和习题，旨在培养读者将材料科学的原理应用于解决复杂的土木工程实际问题的能力，是材料科学和结构工程专业师生不可或缺的参考书。

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**第四段评价：** 这本书的语言风格非常正式，几乎没有任何口语化的表达，全篇充满了严谨的学术术语和精确的逻辑连接词。这种风格的优点是极大地提高了信息的密度和准确性，我几乎找不到任何可以被歧义解读的句子。然而，这种“高冷”的风格也带来了一个挑战：它对读者的主动性要求很高。它不会主动“拉着”你走，而是要求你带着问题和背景知识来阅读。比如，在讲解砌体墙体裂缝控制时，它直接给出了应力场分析的结果，却没有花太多篇幅去解释应力场理论本身的基础。这暗示着读者应该在学习这本书之前，已经对材料力学和结构力学有扎实的理解。我个人更喜欢这种“心照不宣”的教学方式，它更像是一种对专业素养的筛选和提升，迫使读者必须主动去查阅和补充那些被“省略”的背景知识，从而将知识内化为自己的能力，而不是简单地被动接受。

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**第一段评价：** 这本书的装帧设计实在是太朴素了，封面那种泛黄的纸张质感，如果不是冲着作者和教材系列的权威性去的，我可能直接就错过了。内页的排版也比较传统，字体选择上显得有点“老派”，但不得不说，这种设计反而让它沉下心来，少了现代教材那种花里胡哨的干扰。我翻阅的时候，首先注意到的是它对基础概念的阐述，简直可以说是教科书级别的严谨。每一个公式的推导，每一个名词的定义，都经过了反复的打磨，绝不含糊。比如讲到砌体抗压强度折减系数时，它没有直接抛出一个复杂的表格让你死记硬背，而是耐心地从材料自身的微观结构变化出发，解释了为什么会有这样的折减，这种由浅入深、逻辑链条清晰的讲解方式，对于初学者建立稳固的理论基础至关重要。我尤其欣赏它在引入新知识点时，总能巧妙地联系到前一个章节的内容，形成一个自洽的知识体系，而不是零散的知识点堆砌。这种结构性，让我感觉我不是在读一本工具书，而是在跟随一位经验丰富的老师进行系统学习。

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**第二段评价：** 我作为一个在施工一线摸爬滚打多年的工程师，对这种偏向实际应用的教材总是抱有一种挑剔的态度。很多理论书写得天花乱坠，一到现场就水土不服。但这本书在处理到实际工程案例和规范引用时，表现出了惊人的接地气。它没有停留在“是什么”的层面，而是深入到了“为什么这么做”和“现场怎么控制”的环节。比如，它在讲解砖墙的拉结筋设置时，不仅列出了规范的最小间距，还配上了几张手绘的示意图，清晰地标示了不同墙体交接处的构造要点，甚至连常见的施工错误——比如拉结筋搭接长度不足——都做了专门的警示说明。这种“防错”的思维贯穿全书，让我感觉作者不仅仅是想传授知识，更是在传授一种规避风险的工程智慧。阅读过程中，我时不时会拿起手机去核对最新的设计规范，发现这本书引用的条款虽然可能不是最新的版本，但其所代表的核心构造原理和设计哲学是恒定不变的，这恰恰是老教材的价值所在——它教会你抓住核心，而不是追逐时效性的小修小补。

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**第五段评价：** 这本书的目录结构和章节安排体现了一种非常经典的、从宏观到微观的递进思路，显示出编纂者对土木工程学科脉络的深刻洞察。例如，它将“材料性能”放在了“结构体系设计”之前，这强调了认识材料的本质是设计一切结构的基础。但在阅读体验上，由于篇幅较厚，纸张的韧性一般，长时间阅读后书本会有点难以平摊，这在查阅大量公式时稍微有些不便，希望再版时能改进装订方式。更值得一提的是，书中在每章末尾设置的“思考与练习”部分，这些题目往往不是简单的数值计算，而是需要结合规范、分析具体构件的受力状态，甚至要求进行参数敏感性分析。这些练习题的难度适中偏上，它们真正考验的是读者是否真正理解了章节的核心思想，而不是简单的公式代入。对我而言，完成这些练习比阅读正文本身耗费了更多的时间和精力，但也因此获得了最大的学习回报，感觉自己对砌体结构的设计原理掌握得更加扎实和全面了。

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**第三段评价：** 从一个纯粹的理论学习者的角度来看，这本书的深度是令人赞叹的，但也确实对读者的预备知识有一定要求。它在某些高级主题上的处理方式，简直就像在进行一场学术研讨。我特别留意了关于砌体结构抗震设计的章节，那部分内容的处理相当精妙。它没有回避复杂的动力学分析，而是用一种近乎优雅的方式，将宏观的地震作用与微观的单元受力行为联系起来。书中对于不同震区、不同结构形式的分析方法，比如剪力墙与普通砖墙的组合受力分析，作者似乎是用了大量的篇幅去梳理不同学派的观点和计算模型的演变历程。这对于希望深入研究结构抗震机理的人来说，简直是一座宝库。不过，对于那些只想快速掌握应试技巧的学生来说，这部分内容可能会显得有些晦涩和冗长，需要极大的耐心去消化。我甚至怀疑，编写者本身可能就是某所顶尖学府的资深教授，他对知识的系统性和内在逻辑的坚持，远超一般教材的要求。

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