具体描述
本书主要介绍钢结构的概念、构造、计算方法、加工制造与安装工艺、工程应用及发展方向。全书共分12章，前4章为结构与构造部分，后8章及附录为施工部分。结构与构造部分包括：概述、钢结构原材料与成品、钢结构的连接计算及构造、钢结构基本构件计算与构造要求。施工部分包括：钢结构施工图识读及放样技巧、常用施工机械与设备、加工制作与连接施工工艺、安装施工工艺、涂装施工工艺、质量验收标准及检测、施工安全技术、季节性施工措施、施工组织设计等。每章后面均附有小结及复习思考题或习题。
本书编制系配合技能型紧缺人才培养培训工程的需要，编写时融入了近几年建筑领域钢结构工程方面的新成就、新技术、新材料、新经验和新规范等，为全日制高职高专土建类专业教材。亦可作为同层次的电大、函授和夜大职业学校教材，以及建筑行业相关职业岗位培训教材或自学用书。
好的，这是一份关于一本名为《钢结构制造与安装》的书籍的详细简介，内容完全围绕其他相关主题展开，确保不提及钢结构制造与安装的具体内容。 --- 《现代土木工程中的材料科学与结构优化设计》 书籍简介 本书深入探讨了当代土木工程领域中至关重要的两大支柱：先进材料科学的应用与结构设计的优化策略。在基础设施建设日益复杂化和对可持续性要求不断提高的今天，理解材料的内在特性及其在不同环境下的行为表现，是实现结构可靠性和经济性的前提。 第一部分：先进土木工程材料的特性与应用 本部分聚焦于非钢结构体系中关键材料的研究，为读者描绘了一幅涵盖传统与新兴材料的广阔图景。 第一章：高性能混凝土（HPC）的微观结构与宏观力学性能 本章首先对高性能混凝土的组成，特别是新型掺合料（如超细粉煤灰、硅灰、纳米二氧化硅）的引入如何影响其内部孔隙结构进行了深入分析。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段，揭示了这些微观变化如何转化为宏观力学性能的提升，例如极高的抗压强度和显著降低的渗透性。随后，详细讨论了HPC在海洋工程、超高层建筑基础以及耐腐蚀环境中的应用案例，并介绍了加速老化试验和长期服役性能的预测模型。重点阐述了自密实混凝土（SCC）在复杂模板体系中的流动性控制技术，以及如何通过调整骨料级配和外加剂配比来优化其工作性能和最终强度。 第二章：工程木材的结构化与耐久性增强 在全球倡导绿色建筑的背景下，工程木材的重要性日益凸显。本章系统介绍了胶合木（Glulam）、正交胶合木（CLT）以及等级材（Graded Lumber）的制造工艺。重点剖析了这些工程木材在纤维方向上的各向异性力学响应，包括其抗拉、抗剪和抗弯性能的量化评估。此外，章节详细探讨了木材的天然耐久性限制，并对比了化学防腐处理（CCA、ACQ等）与物理改性（如热改性、醋化处理）在提升木结构耐候性方面的优劣。对于防火性能，本章引入了碳化层保护理论，并提供了结构防火设计中木材构件的临界厚度计算方法。 第三章：复合材料在结构修复与加固中的应用 本章将目光投向了现有结构的维护与延寿。重点介绍了纤维增强聚合物（FRP）材料，包括碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）和玻璃纤维（GFRP）的力学特性。详细讲解了干法铺贴、湿法铺贴以及预应力FRP技术在桥梁梁体、混凝土柱/墙体抗震加固中的具体操作流程和应力传递机制。同时，探讨了FRP在极端环境（如高湿度、温度波动）下的长期性能退化模型，并对材料的界面粘结强度进行了严格的试验验证和分析。还涉及了新型自修复材料在微裂纹控制方面的研究进展。 第二部分：结构设计中的优化方法与风险管理 在材料选择确定后，结构设计的目标转向了如何在满足安全性的基础上，实现资源利用效率的最大化和整体成本的最小化。 第四章：基于性能的目标化结构设计（PBD） 本章超越了传统的基于极限承载力的设计范式，全面引入了基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）理念。详细阐述了性能指标（如即时使用、生命安全、防止倒塌）与对应设计水平（如正常使用、罕遇地震、极罕遇地震）的映射关系。章节重点介绍了非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis）的应用，特别是在评估复杂高层结构在多灾害耦合作用下的动态响应。通过概率风险评估（PRA），读者可以学习如何量化结构失效的可能性，从而指导更精细化的抗震和抗风设计决策。 第五章：结构拓扑优化与轻量化设计 本章是关于计算力学在结构概念设计阶段的应用。拓扑优化技术，如密度法和水平集方法，被用以确定在给定载荷和边界条件下材料的最佳分布形态。详细介绍了如何将拓扑优化结果转化为可制造的几何形状，特别是如何结合增材制造（3D打印）技术实现复杂、仿生的结构形态。内容还包括对传统桁架和框架体系进行拓扑优化的实例分析，旨在最小化结构自重同时确保应力流的连续性和效率。讨论了优化过程中对材料各向异性（如层合板）的处理方法。 第六章：现代结构动力学与振动控制技术 本章深入探讨了如何有效控制结构在风荷载、地震波或机械振动下的响应。详细讲解了被动控制系统（如粘滞阻尼器、摩擦摆基础隔震器）和主动/半主动控制系统（如磁流变阻尼器TMD/TVA）的工作原理和设计参数选择。通过建立精确的结构-控制系统耦合动力学模型，本章展示了如何通过参数化分析，确定最优的控制装置布置位置和刚度/阻尼取值，以实现对结构位移、加速度和内部应力的实时抑制。 第七章：可持续性评估与全生命周期成本分析（LCCA） 本书的最后一部分回归到工程伦理与经济考量。本章介绍了ISO 14040标准的生命周期评估（LCA）方法在土木工程构件中的应用，用于量化混凝土、沥青、工程木材等材料从原材料开采到最终废弃的能源消耗和环境影响（如碳足迹）。同时，详细阐述了全生命周期成本分析（LCCA）模型，将初始建设成本、运营维护成本、能源消耗成本以及残值回收纳入统一的经济评估框架，指导工程师选择在整个使用寿命周期内最具经济合理性的结构方案和材料体系。 --- 本书特色 本书内容紧密结合前沿的科研成果和实际工程案例，配有大量的工程图示、数据表格和专业软件模拟结果。它不仅是土木工程、结构工程专业学生的重要参考教材，也是从事结构设计、材料研发和工程项目管理的高级工程师提升专业素养的理想读物。本书旨在培养读者从材料本征属性到整体结构响应的系统性思维能力。
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