具体描述
近年来由于富勒烯和碳纳米管的发现，炭材料研究受到了全球材料科学界、物理界和化学界的广泛关注。该书系统地介绍了炭材料的科学理论知识和工程应用实例。第一部分为绪论，介绍了写作本书的目的和炭材料的分类与发展史，以及炭的多样性。第二部分为炭材料的基础科学知识，主要介绍了炭材料的结构、性能和制备工艺，特别是炭化和石墨化的原理及其微观结构控制技术，多孔炭的孔径控制和炭材料掺杂其他原子的技术，炭材料的各类表征方法。第三部分主要为炭素材料的工程与应用问题，特别是新型炭材料的发展及其在能源、环保、原子能、国防方面的应用实例，涉及石墨电极，高密度各向同性石墨，高取向热解石墨，玻璃炭，纤维状炭，多孔炭，石墨层间化合物等。
好的，下面是一份关于一本名为《现代建筑材料与结构设计》的图书简介，旨在详细介绍其内容，同时确保不涉及《炭材料科学与工程》的主题。 --- 现代建筑材料与结构设计 图书简介 《现代建筑材料与结构设计》是一部面向土木工程、建筑学以及材料科学领域专业人士、研究人员和高年级学生的权威性参考著作。本书深入探讨了当代建筑领域中关键的材料科学进展、结构设计方法以及可持续性实践，旨在构建理论深度与工程应用实践的坚实桥梁。 本书的编写基于当前全球建筑行业面临的挑战——如何提升建筑的安全性、耐久性、能源效率以及环境友好性。内容涵盖了从基础材料性能到复杂结构体系优化的全过程，强调了跨学科知识的整合。 第一部分：先进建筑材料的原理与应用 本部分聚焦于现代建筑工程中使用的核心材料，侧重于理解其微观结构、宏观性能以及在实际工程中的应用潜力。 第一章：高性能混凝土（HPC）的演进与优化 本章系统阐述了高性能混凝土的设计理念，区别于传统混凝土的关键在于其增强的强度、韧性和耐久性。内容包括： 新型胶凝材料体系： 探讨了高炉矿渣、粉煤灰、硅灰以及地质聚合物在提升混凝土性能方面的作用机制。重点分析了这些替代性胶凝材料对水化反应动力学和后期力学性能的影响。 性能增强技术： 详细介绍了纤维增强混凝土（FRC）的类型，包括钢纤维、聚丙烯纤维和玄武岩纤维，以及纤维在控制开裂、提高抗冲击性和韧性方面的作用。讨论了自密实混凝土（SCC）的制备技术和现场应用挑战。 耐久性设计： 深入分析了HPC在抵抗氯离子渗透、硫酸盐侵蚀和碳化作用方面的机理。介绍了加速老化试验方法和现场监测技术，以预测和延长结构使用寿命。 第二章：结构钢材与轻质合金 本章关注于现代高层和超高层建筑中不可或缺的结构钢材，并介绍了新兴的轻质合金材料。 高强度钢与耐候钢： 阐述了高强度、高韧性钢材的设计标准，以及其在减少结构自重、优化截面尺寸方面的优势。详细分析了耐候钢在大气腐蚀环境下的钝化机制及其维护要求。 焊接与连接技术： 重点讨论了现代焊接技术（如摩擦搅拌焊、激光焊接）在保证结构连接完整性中的关键作用。分析了不同连接方式（栓接、焊接）在地震荷载和疲劳荷载下的响应差异。 铝合金在建筑中的应用： 探讨了结构级铝合金在幕墙系统、屋顶结构以及特殊构件中的应用。分析了铝材的轻质化优势与抗火性能的平衡设计。 第三章：功能性与可持续性材料 本章着眼于材料科学如何推动建筑向更智能、更环保的方向发展。 智能响应材料： 介绍了形状记忆合金（SMA）在结构健康监测和被动减震系统中的应用。探讨了自修复混凝土中引入的微生物或胶囊技术原理。 绿色与再生材料： 详细评估了再生骨料混凝土、竹材复合材料以及生物基材料（如木塑复合材料）的环境影响和工程性能指标。讨论了建筑废弃物循环利用的挑战与技术路径。 第二部分：先进结构设计理论与分析 本部分将理论力学与现代计算工具相结合，阐述了复杂结构体系的分析方法和抗震设计理念。 第四章：结构性能化设计基础 区别于传统的基于应力极限状态的设计方法，本章引入了基于性能的目标化设计思路。 基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）： 系统介绍了PBD的哲学思想，如何设定不同的性能目标（如正常使用、生命安全、倒塌预防）以及对应的荷载工况。 非线性分析技术： 深入讲解了纤维束模型、集中塑性铰模型在进行结构抗震极限状态分析中的应用。探讨了增量非线性分析（如Pushover分析）的步骤与结果解读。 可靠度与不确定性量化： 介绍了基于可靠度理论的结构设计方法，如何量化材料强度、荷载效应和模型误差带来的不确定性，并将其纳入设计安全系数的确定过程。 第五章：复杂结构体系的分析与优化 本章专注于当前工程实践中遇到的复杂结构形式，如大跨度结构、空间网壳结构以及高耸结构。 大跨度与轻质结构分析： 阐述了薄壳结构、张拉整体结构（Tensegrity）的几何非线性和大变形响应分析。讨论了风荷载对柔性结构动力特性的影响。 超高层建筑的动力响应： 重点分析了高层建筑在风致振动和地震作用下的响应规律。详细介绍了隔震技术（Base Isolation）和主动/被动调谐质量阻尼器（TMD）的选型、设计原理及与主体结构的耦合分析。 结构整体性与节点设计： 强调了结构整体性设计的重要性，尤其是在抗爆、抗冲击荷载下的设计要求。细致分析了关键节点的受力状态和失效模式。 第三部分：数字化建造与结构健康监测 本部分将视角延伸至建筑生命周期的后半段，关注信息技术在结构管理中的应用。 第六章：建筑信息模型（BIM）与结构分析的集成 本章探讨了如何利用数字化工具提升结构设计的效率和准确性。 从模型到分析的无缝对接： 讨论了BIM平台（如Revit, Tekla）中创建的几何模型如何直接转化为有限元分析（FEA）模型，减少数据转换中的错误。 参数化设计与优化： 介绍了Grasshopper等参数化工具在结构拓扑优化、立面布局优化中的应用，实现设计方案的快速迭代。 第七章：结构健康监测（SHM）系统 本章介绍了利用先进传感器技术实时评估结构状态的前沿技术。 传感器技术： 详细介绍了分布式光纤传感器（FBG）、压电陶瓷传感器在监测应变、温度、振动等关键参数方面的原理和布设策略。 数据处理与状态评估： 探讨了从海量传感器数据中提取有效信息的信号处理技术，如模态识别、损伤定位算法。介绍了基于状态基维护（CBM）的结构管理模式。 结论：面向未来的建筑工程 本书的最后部分对建筑行业未来的发展趋势进行了展望，强调了循环经济、零碳建筑以及适应性基础设施建设的重要性，鼓励读者在未来的工程实践中，将材料的创新与结构设计的智慧有机结合。 《现代建筑材料与结构设计》以其详实的案例分析、严谨的理论推导和对前沿技术的全面覆盖，成为该领域不可或缺的工具书。
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