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现代建筑设计与结构优化 作者： [此处可填写真实作者姓名，如：王建国、李明] 出版社： [此处可填写真实出版社名称，如：清华大学出版社、机械工业出版社] ISBN： [此处可填写真实ISBN号] --- 内容提要 本书是一部全面、深入探讨现代建筑设计理念、结构工程原理及其优化策略的专业参考书。它旨在为建筑师、结构工程师、土木工程专业学生以及关注可持续发展和智能建造领域的专业人士提供一个整合性的知识平台。全书不仅系统梳理了自20世纪中叶以来建筑设计美学与功能性发展的脉络，更着重于当代技术革新，特别是BIM（建筑信息模型）、新材料应用和高性能结构体系如何重塑建筑的建造与使用生命周期。 本书的核心关注点在于“结构与形式的和谐统一”以及“全生命周期的性能优化”。我们摒弃了孤立地看待设计美学或结构安全性的传统模式，强调在概念设计阶段就融入结构逻辑、材料性能和环境适应性，从而实现既具创新美感又具经济性和耐久性的建筑作品。 第一部分：现代建筑设计思潮与演进 本部分追溯了现代建筑从功能主义向后现代、解构主义直至当代参数化设计的发展历程。重点分析了不同设计流派对空间组织、体量处理和材料表达的影响，特别是数字技术如何拓宽了建筑师的想象边界。 第一章：20世纪建筑范式的转型 探讨包豪斯、国际主义风格如何确立现代建筑的基本原则（形式服从功能、对新材料的运用）。 分析柯布西耶“新建筑五点”的结构基础及其对当代高层建筑设计的启示。 解析批判性地域主义的兴起，及其对全球化标准建筑的反思，强调在地文化与气候的适应性设计。 第二章：数字时代的形态生成 深入介绍参数化设计（Parametric Design）的原理，及其在复杂曲面和非线性结构生成中的应用。 阐述基于性能的设计（Performance-Based Design）方法论，如何将环境模拟、日照分析、风荷载分析直接嵌入到设计迭代过程中。 案例研究：分析当代标志性建筑（如迪拜哈利法塔、北京大兴国际机场）在形态生成过程中，如何平衡视觉冲击与结构合理性。 第三章：可持续性与绿色建筑的深化 超越传统“节能”范畴，探讨循环经济在建筑设计中的体现，如建筑构件的再利用设计（Design for Disassembly, DfD）。 分析被动式设计策略，包括高性能围护结构（超低U值）、自然通风组织、热桥的消除技术。 聚焦于零能耗和近零能耗建筑的设计实践，特别是在高密度城市环境下的实施挑战与解决方案。 第二部分：先进结构体系与材料科学 本部分聚焦于支撑现代建筑复杂形态和超高性能需求的结构工程前沿技术，着重于新型结构体系的力学特性、设计方法以及新材料的可靠性评估。 第四章：超高层建筑的结构挑战与创新 详细解析核心筒-伸臂桁架体系、巨型框架体系的力学机理及适用条件。 风洞试验在评估结构动力响应中的作用，以及调谐质量阻尼器（TMD）和粘滞流体阻尼器（VFD）的应用。 探讨在地震高发区，如何通过结构主动控制系统提升建筑的抗震韧性。 第五章：大跨度与空间网格结构 系统梳理钢结构和混凝土结构在实现大跨度空间（如体育场馆、交通枢纽）时的技术瓶颈与突破。 张拉整体结构（Tensile Structures）和索穹顶结构的设计原理，包括预应力张拉过程控制和施工监测。 分析复杂空间网格结构在节点处理和材料连接中的构造细节。 第六章：先进材料在结构工程中的应用 高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）： 探讨UHPC在实现纤薄构件、提升耐久性和抗渗性方面的优势及其在预制构件中的应用。 工程木材（Mass Timber）： 重点分析胶合木（Glulam）和交叉层压木材（CLT）的力学性能、防火等级确定以及在多层建筑中的结构集成。 智能与自修复材料： 介绍嵌入式传感器网络在结构健康监测（SHM）中的应用，以及尝试自修复混凝土在延长结构寿命方面的初步成果。 第三部分：建造优化与全生命周期管理 本部分将设计意图转化为可建造的现实，强调在施工阶段的精度控制和信息集成，确保建筑性能的实现与长期维护的效率。 第七章：BIM在结构深化设计中的集成应用 详细描述从结构分析模型到施工图模型的协同工作流程，如何有效避免碰撞检测和信息传递误差。 BIM在复杂节点深化、预应力张拉顺序模拟以及施工进度模拟（4D/5D BIM）中的实战技巧。 探讨基于BIM的数据模型如何无缝衔接到设施管理（FM）阶段，实现“数字孪生”的基础构建。 第八章：预制化与装配式建造（PC）的结构集成 系统分析预制化对结构体系选择的影响，特别是对节点构造的严苛要求。 讨论预制连接节点的设计原则（如乾式连接、湿式连接），确保在地震作用下具有足够的延性和承载力。 工厂化生产与现场装配的质量控制体系，包括构件精度标准和容差控制。 第九章：结构优化与成本效益分析 介绍拓扑优化、形状优化等高级算法在结构轻量化中的应用，同时评估其对施工复杂度的影响。 结构可靠性分析（Reliability Analysis）方法，不再仅仅依赖传统的安全系数法，转向基于概率的风险评估。 结构设计决策对全生命周期成本（LCC）的影响评估，包括初始建造成本、维护更换成本及运行能耗成本的综合考量。 总结与展望 本书最终落脚于未来建筑的发展方向：高度集成化、智能化和环境友好化。通过对设计、结构、材料和建造环节的深度整合论述，本书旨在培养读者一种宏观的、系统性的工程思维，以应对气候变化、资源短缺和城市化带来的复杂挑战。 --- 目标读者： 结构工程师、建筑设计师、土木工程及建筑技术专业研究生、大型建筑设计院及施工单位的技术骨干。 本书特色： 理论深度与工程实践紧密结合，配有大量工程实例剖析和先进软件操作思路的说明，是理解和应用现代建筑结构新趋势的必备工具书。
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