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出版者:人民交通出版社

作者:黄平明编

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页数:0

译者:

出版时间:2000-08-01

价格:18.0

装帧:平装

isbn号码:9787114033643

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《钢筋混凝土结构的力学行为与设计优化》 第一章：绪论 本章将深入探讨钢筋混凝土结构在现代工程建设中的核心地位及其发展历程。我们将首先概述钢筋混凝土作为一种复合材料的独特属性，阐述其如何通过钢筋的受拉性能与混凝土的受压性能完美结合，从而实现对复杂荷载的有效抵抗。随后，我们将追溯钢筋混凝土技术的发展演变，从早期朴素的应用到如今精密的理论体系，重点关注其在桥梁、高层建筑、水利工程等关键领域的突破性进展。在此基础上，本章将明确本书的研究范畴，界定我们将要深入探讨的钢筋混凝土结构设计中的关键力学问题，例如材料的非线性行为、结构的动力响应、疲劳寿命预测等，并概述本书的整体结构与各章节的核心内容。读者将在此章节建立对钢筋混凝土结构整体力学特性及其重要性的初步认知，为后续章节的深入学习奠定坚实基础。 第二章：钢筋混凝土材料的本构关系与非线性分析 本章旨在揭示钢筋混凝土材料在受力过程中的复杂非线性行为。我们将首先深入研究混凝土在不同应力状态下的应力-应变关系，详细阐述其在受压、受拉以及拉压互等作用下的损伤机理与强度折减现象，并引入损伤力学模型来描述其微观裂纹的扩展过程。随后，我们将聚焦于钢筋材料，分析其在不同加载历史下的屈服、强化及循环加载特性。在此基础上，本章将重点探讨钢筋与混凝土之间的粘结机理，阐明二者协同工作的关键，并分析温度、湿度等环境因素对粘结强度的影响。最后，我们将整合这些材料层面的非线性特性，介绍适用于钢筋混凝土结构的数值分析方法，如有限元法，并着重探讨如何通过非线性本构模型来精确模拟结构的整体受力响应，为理解结构在极端荷载下的表现提供理论依据。 第三章：钢筋混凝土结构的受力机理与荷载传递分析 本章将系统阐述钢筋混凝土结构在各种荷载作用下的受力机理。我们将从基础的受弯、受剪、受压、受扭等基本受力形式入手，详细分析钢筋与混凝土各自承担的荷载比例，以及它们之间是如何通过粘结力实现荷载的有效传递。针对受弯构件，我们将深入剖析裂缝的产生与发展过程，阐明截面假定在弹性及弹塑性分析中的应用与局限性。对于受剪构件，我们将重点研究斜裂缝的形成机理，并探讨混凝土斜压区和钢筋斜拉筋在抵抗剪力中的作用。本章还将涉及构件的扭转受力分析，重点关注混凝土的抗扭能力以及箍筋在抵抗扭矩中的贡献。此外，我们将引入等效截面法、概率设计法等概念，以更全面地理解结构在复杂荷载组合下的实际受力状态，为结构的安全性评估提供理论基础。 第四章：钢筋混凝土结构的裂缝控制与耐久性设计 裂缝是钢筋混凝土结构常见的损伤现象，本章将重点关注裂缝的产生机理、控制策略及其对结构耐久性的影响。我们将首先深入分析引起裂缝的主要因素，包括荷载作用、温度变化、徐变、收缩以及碱骨料反应等。在此基础上，本章将详细介绍各种裂缝控制的有效技术，例如合理配筋、减小构件截面尺寸、优化混凝土配合比、采用低收缩性外加剂等。我们将重点阐述钢筋间距、混凝土保护层厚度等关键参数对裂缝开展度的影响。同时，本章还将探讨耐久性设计的重要性，分析氯离子侵蚀、碳化、冻融循环等环境因素对钢筋混凝土结构性能的长期影响，并提出相应的防护措施，如提高混凝土密实度、选用抗腐蚀钢筋、设置防水层等，以确保结构在全寿命周期内的安全与稳定。 第五章：钢筋混凝土结构的极限承载能力分析与失效模式预测 本章旨在深入研究钢筋混凝土结构在达到其极限状态时的承载能力，并预测其可能的失效模式。我们将从材料的非线性特征出发，结合结构的几何非线性，分析构件在强力作用下发生屈服、压溃、斜裂缝扩张等现象直至最终失效的过程。针对不同类型的钢筋混凝土结构，如梁、柱、板、墙等，我们将分别阐述其典型的极限承载力计算方法，并引入塑性分析、极限分析等理论来评估结构的承载潜力。本章还将详细探讨各种不利的失效模式，例如梁的受弯破坏、受剪破坏、受扭破坏，柱的压屈失效，以及板的 Punching Shear 等。通过对这些失效模式的深入分析，我们将能够识别结构的薄弱环节，并为结构的抗震设计、抗爆设计提供重要的理论指导，确保结构在遭遇突发性或极端荷载时能够保持足够的安全裕度。 第六章：钢筋混凝土结构的动力响应与抗震设计 面对地震等动力荷载的挑战，本章将聚焦于钢筋混凝土结构的动力响应特性与抗震设计理论。我们将首先介绍结构动力学的基本原理，包括自由振动、受迫振动、共振现象等，并阐述如何通过模态分析来描述结构的动力特性。随后，我们将深入研究钢筋混凝土结构在地震作用下的非线性动力响应，分析混凝土的损伤演化、钢筋的滞回耗能特性以及结构的二次响应等复杂过程。在此基础上，本章将详细介绍抗震设计的核心理念，包括延性设计、消能减震技术、隔震技术等，并阐述如何通过合理的结构布置、构件设计以及强化节点连接来提高结构的抗震能力。我们将重点关注剪力墙、框架结构等典型抗震体系的设计原则，并通过实例分析来展示抗震设计在实际工程中的应用。 第七章：钢筋混凝土结构的疲劳性能与寿命预测 在桥梁、航空航天等承受重复性荷载的工程领域，疲劳性能是影响结构寿命的关键因素。本章将深入探讨钢筋混凝土结构的疲劳行为及其寿命预测方法。我们将首先分析钢筋与混凝土在重复加载下的疲劳损伤机理，包括材料的微观损伤累积、裂缝的萌生与扩展等。随后，我们将介绍疲劳寿命预测的常用模型，如 Miner 线性损伤累积法则、Paris 裂纹扩展方程等，并阐述如何将材料的疲劳参数与结构的应力幅、应力比等参数相结合，以评估结构的剩余寿命。本章还将关注钢筋混凝土结构中疲劳性能的提升策略，例如优化钢筋的排布、提高混凝土的密实度、采取表面处理技术等。通过对疲劳性能的深入研究，我们将能够为结构的长期服役提供可靠的性能保障，并为结构的维护、修缮和更换提供科学依据。 第八章：钢筋混凝土结构的加固与修复技术 随着时间的推移或使用环境的变化，钢筋混凝土结构可能出现性能退化或损伤，加固与修复技术应运而生。本章将系统介绍各种常用的钢筋混凝土结构加固与修复方法。我们将首先分析结构损伤的原因与类型，并根据损伤程度与结构功能需求，选择合适的加固或修复策略。常用的加固方法包括粘贴纤维增强聚合物（FRP）复合材料、外部预应力技术、新增钢筋或混凝土构件等。我们将详细阐述各种加固方法的力学原理、施工工艺以及适用范围，并重点分析这些方法对结构整体性能提升的效果。此外，本章还将介绍常用的修复材料与技术，例如裂缝灌浆、表面修补、混凝土罩面等，旨在恢复结构的承载能力、耐久性与使用功能。通过对加固与修复技术的掌握，我们能够有效延长既有钢筋混凝土结构的使用寿命，并提升其安全性能。 第九章：钢筋混凝土结构的数值模拟与性能评估 在现代工程设计中，数值模拟已成为评估钢筋混凝土结构性能不可或缺的工具。本章将重点介绍钢筋混凝土结构的数值模拟方法及其在性能评估中的应用。我们将详细介绍有限元分析（FEA）技术在钢筋混凝土结构建模中的具体应用，包括如何建立几何模型、定义材料属性（包括非线性本构关系）、施加荷载与边界条件等。本章将深入探讨各种数值模拟技术，例如显式动力分析用于模拟冲击与爆炸，隐式非线性分析用于评估结构的承载能力与变形，以及时程分析用于预测结构的动态响应。我们将通过具体算例，展示如何利用数值模拟来预测结构的应力分布、应变情况、裂缝扩展、失效模式等关键性能指标，并与试验结果进行对比验证。最终，本章将强调数值模拟在优化结构设计、预测结构寿命、评估结构安全等方面的价值，为工程师提供一套强大的分析工具。 第十章：结论与展望 本章将对全书内容进行总结回顾，并对钢筋混凝土结构领域未来的发展趋势进行展望。我们将再次强调钢筋混凝土结构在现代工程中的重要地位，并总结本书在材料本构关系、受力机理、裂缝控制、极限承载力、动力响应、疲劳性能、加固修复以及数值模拟等方面的研究成果。在此基础上，我们将探讨未来钢筋混凝土结构研究可能的发展方向，例如绿色环保型混凝土材料的应用、智能化结构的开发、先进的监测与诊断技术、以及在高层建筑、大跨度桥梁、极端环境工程等领域的创新应用。我们将鼓励读者在掌握现有理论与技术的基础上，积极探索新的研究课题，为推动钢筋混凝土结构技术的不断进步贡献力量。

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我对这本书的价值评估，很大程度上建立在其丰富的图示和数据支持上。这本书在理论阐述后，往往会紧跟着一系列精心绘制的流程图和力学模型图，这些图示的清晰度令人称道，每一个箭头、每一个符号的标注都精准无误，极大地降低了理解复杂几何关系时的认知负荷。特别是书中关于有限元分析（FEA）结果的可视化呈现部分，作者挑选了几个极具代表性的斜梁桥模型，展示了主拉应力线和等效应力云图，这些高质量的图像直观地揭示了荷载路径的实际分布情况，远比单纯的数值表格来得震撼和有效。此外，书中附带的附录部分也极具实用性，收录了大量常用的材料性能参数表和荷载取值建议，这些“边角料”的整理质量之高，足见编纂者的严谨态度，这对于快速进行初步设计计算时的参考价值是无可替代的。

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这本书的装帧设计实在太棒了，封面选用了那种略带磨砂质感的厚磅纸，摸上去手感沉稳又不失细腻，非常符合书名《混凝土斜梁桥》所传递出的那种坚固和可靠感。内页的印刷质量也是一流的，墨色浓郁，即便是大篇幅的图表和结构剖面图，线条也清晰锐利，丝毫没有模糊不清的现象。我尤其欣赏作者在章节排版上的用心，大量的留白处理让阅读体验变得异常舒适，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。而且，这本书的开本选择也很有讲究，既方便携带，又保证了图文展示的尺度，无论是放在书桌上作为参考，还是随身携带研读，都显得恰到好处。装订部分采用的是锁线胶装，翻阅时书页可以平摊，这对于需要对照不同页码查阅公式和案例的工程师或学生来说，简直是福音。总的来说，从物理层面来看，它完全称得上是一本精装的专业书籍典范，体现了出版方对技术类读物品质的极致追求，光是捧着这本书，就仿佛已经提前感受到了结构力学的严谨与美感。

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这本书给我带来的最大收获，在于它成功地搭建起了一座从基础理论到创新实践的桥梁。它并没有满足于讲解现有的成熟技术，而是用相当的篇幅探讨了新型材料在斜梁桥设计中的潜力，比如超高性能混凝土（UHPC）在关键节点的应用前景，以及如何通过参数化设计来优化斜梁的截面形状以达到最佳的抗扭性能。作者对于未来结构趋势的洞察力，让这本书始终保持着前沿性。它鼓励读者跳出现有的规范框架，去思考结构体系的本质需求。阅读过程中，我多次停下来，对照自己过去负责或参与的项目，反思当时的设计决策是否可以有更优化的空间。这本书的价值不在于提供“标准答案”，而在于提供“最优的思考路径”，它像是一盏探照灯，照亮了结构工程师在面对复杂挑战时应有的专业视野和创新勇气。

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这本书的语言风格和表达方式，着实让我这个非科班出身的结构爱好者也感到十分亲切。作者似乎深谙如何将复杂的工程概念转化为易于理解的叙述，完全没有一般技术书籍那种故作高深的晦涩感。例如，在解释剪应力和扭矩相互作用时，作者使用了好几处非常巧妙的比喻，将抽象的力的传递过程比拟成生活中常见的物体受力情景，一下子就抓住了核心的物理直觉。更让我赞赏的是，书中对规范的引用和解读非常到位，它不像很多参考书那样只是机械地罗列条文，而是深入分析了规范背后的设计哲学和安全冗余的考量。阅读过程中，我感觉作者是在与读者进行一场深入的对话，时不时地插入一些关于工程选择的权衡和取舍的讨论，比如在经济性、美观性和结构安全性之间的博弈，这种人文关怀和工程实践的结合，使得整本书读起来生动而不失深度，绝非冰冷的公式堆砌。

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我拿到这本书后，第一反应是它内容详实的程度超出了我的预期，虽然书名聚焦于“斜梁桥”，但作者的叙事逻辑显然不止于此，而是构建了一个宏大的、以斜梁桥为核心的结构工程学知识体系。书中对斜梁受力机理的剖析，简直是教科书级别的精细，从弹性理论基础到非线性分析的过渡，过渡得异常自然流畅。特别是关于斜向受力构件的应力集中点和疲劳损伤模式的探讨，书中引用了多个国内外经典工程案例进行反推验证，使得那些原本抽象的数学模型立刻变得具象化、可操作起来。我发现，书中对于施工工艺的描述也相当深入，不仅仅停留在理论层面，还细致入微地讲解了模板支设的关键控制点和预应力张拉的程序误差对最终结构性能的影响，这种全方位的覆盖，让这本书不仅仅是研究人员的工具书，更是项目管理人员和一线技术人员不可或缺的实战指南。它仿佛一位经验丰富的老工程师，耐心、细致地将毕生所学倾囊相授，让人读后有一种茅塞顿开的满足感。

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