画法几何及土木工程制图 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787562915553

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《土木工程材料学基础与结构设计原理》 图书简介 本书旨在为土木工程专业的学生、初级工程师以及相关领域的从业人员提供一套全面、深入且实用的材料科学基础知识与结构设计原理教程。在现代土木工程实践中，对工程材料的深刻理解是实现结构安全、经济性和耐久性的基石，而扎实的结构设计理论则是将材料转化为可靠工程实体的关键桥梁。本书内容涵盖了从基础的材料组成、性能测试到复杂的结构受力分析与设计方法的各个层面，力求在理论深度与工程应用之间找到最佳的平衡点。 第一部分：土木工程材料的本征特性与应用 本部分聚焦于土木工程中最核心的几类结构材料，详细阐述其微观结构、宏观力学性能、耐久性机制及其在工程实践中的最佳应用策略。 第一章：水泥基材料的化学与力学 本章深入探讨了波特兰水泥的水化反应动力学及其对混凝土微观结构的影响。我们将详细分析钙硅酸盐水合物（C-S-H）凝胶的形成过程，并讨论各种外加剂（如减水剂、引气剂、缓凝剂）如何调控水化速率和最终的力学性能。混凝土的性能测试方法（包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量及收缩徐变）被系统介绍，强调了试件制备、养护条件对测试结果的敏感性。此外，本章还涉及高性能混凝土（HPC）、自密实混凝土（SCC）的配合比设计原则及其独特的施工优势。 第二章：钢材的冶金学与力学行为 结构钢材是现代土木工程不可或缺的骨架材料。本章从钢铁的相变理论出发，解析了碳含量和合金元素对钢材晶体结构和力学性能（屈服强度、抗拉强度、韧性）的影响。重点讲解了不同热处理工艺（如正火、淬火、回火）如何塑造钢材的最终性能。疲劳与断裂力学基础被引入，用于评估钢结构在反复荷载作用下的寿命预测。本章内容亦覆盖了新型高强钢和耐候钢的特性及焊接工艺要求。 第三章：木材、砌体及复合材料 本章扩展了对非传统结构材料的认知。木材部分涵盖了其各向异性力学特性、变形机制及防腐处理技术。砌体材料（砖、石）的强度与稳定性分析被放在重要位置，尤其关注砂浆质量对手工砌体强度的贡献。最后，本书探讨了新兴的纤维增强聚合物（FRP）材料在结构加固与新建工程中的应用潜力，分析其高比强度和耐腐蚀性。 第二部分：结构分析与设计基本原理 本部分从理论力学的角度出发，构建结构分析的数学框架，并将其转化为实际的结构设计方法论。 第四章：结构静力学与稳定性分析 本章重新审视了结构力学的基本概念，包括力的平衡、位移法与力法在静定与超静定结构分析中的应用。重点在于结构的自由度识别、刚度矩阵的建立与求解。稳定性分析是本章的核心，详细推导了欧拉屈曲公式，并讨论了实际构件（如柱、梁）在偏心荷载、侧向约束下的临界屈曲载荷的计算方法。本章通过大量的实例，演示如何利用矩阵分析工具处理复杂节点连接。 第五章：材料与结构的极限状态设计理论 本书采用基于概率和可靠度的极限状态设计方法（LSD/LRFD）作为核心设计范式。本章详细阐述了荷载分项系数、材料抗力分项系数的确定依据，以及可靠度指标 $eta$ 的概念。结构构件的强度极限状态（如弯曲、剪切、轴压）的设计公式和验算流程被系统地介绍，强调了塑性铰的形成与耗能能力。 第六章：梁、板及框架结构的内力分析 本章将理论知识应用于具体结构单元。对于梁结构，重点讨论了连续梁的弹性分析、塑性铰的形成及其在塑性分析中的作用。对于板结构，引入了双向板的内力计算方法，并对比了弹性理论解与简化设计方法（如塑性铰线法）的适用范围。框架结构部分，着重分析了侧向刚度对高层建筑抗风、抗震性能的影响，并介绍了简化剪力滞后模型。 第七章：基础结构设计初步 结构的安全最终依赖于地基的承载力。本章概述了土力学基础对基础设计的重要性，包括土体分层、地下水位的影响。重点讲解了浅基础（独立基础、条形基础、筏板基础）的承载力计算（极限承载力、沉降控制），以及深基础（桩基础）的竖向和水平受力分析。本章强调了地基勘察报告在设计决策中的决定性作用。 总结与展望 《土木工程材料学基础与结构设计原理》力求成为一本衔接理论学习与工程实践的桥梁之作。全书内容组织逻辑清晰，从微观材料特性到宏观结构安全，层层递进。读者在掌握了材料的性能边界后，可以更科学、更经济地进行结构构件的尺寸确定与连接设计，从而确保工程项目的质量与可持续性。本书的编排风格注重工程实践中的“为什么”和“如何做”，而非仅仅停留在公式推导层面。

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