预应力锚固技术基本理论与实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国水利水电出版社

作者:王泰恒

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:2007-9

价格:39.50元

装帧:平装

isbn号码:9787508447469

丛书系列:

图书标签:

• 预应力
• 锚固
• 工程结构
• 桥梁
• 隧道
• 混凝土
• 施工技术
• 岩土工程
• 力学
• 建筑工程

《土木工程结构优化设计与新型材料应用》 本书简介 本书聚焦于现代土木工程领域的前沿与核心议题，深度探讨了结构设计的优化策略、先进计算方法的应用，以及新型工程材料在提升结构性能、实现可持续发展目标方面的潜力与实践。全书内容旨在为结构工程师、岩土工程师、结构设计人员、工程科研工作者以及相关专业高年级学生提供一套系统、深入且极具实践指导意义的知识体系。 本书结构严谨，内容涵盖面广，从理论基础到工程实例，层层递进，力求构建理论与实践紧密结合的知识桥梁。 第一部分：结构优化设计理论与方法 本部分系统梳理了传统结构设计范式向现代优化设计转型的理论基础与具体方法。 第一章 结构可靠性与寿命周期评估 本章首先回顾了结构安全度评估的经典方法，并重点引入了基于概率论的结构可靠性理论（如一阶和二阶可靠性矩方法）。深入分析了荷载、材料强度以及几何尺寸的随机性对结构整体可靠指标的影响。此外，本章详细阐述了结构全寿命周期成本分析（LCCA）在设计决策中的作用，包括初始建造费用、运营维护费用以及最终拆除或再利用成本的量化评估模型。讨论了如何通过优化设计策略，在满足既定可靠性水平的前提下，实现全寿命周期的经济效益最大化。 第二章 拓扑优化与形状优化技术 本章是结构优化理论的核心内容。详细介绍了结构优化的数学规划基础，包括目标函数、约束条件（如强度、刚度、位移限制）的精确数学表达。重点剖析了 拓扑优化（Topology Optimization） 的核心算法，如密度法（SIMP/BESO）和水平集方法（Level Set Method）。对这些方法在桁架、框架、板壳等不同结构单元上的应用进行了详尽的算例分析，并探讨了制造约束（如最小特征尺寸、拔模方向限制）对优化结果的影响与修正策略。同时，深入讲解了 形状优化（Shape Optimization） 技术，侧重于边界微元法在优化结构外形、减小应力集中方面的应用。 第三章 性能化设计与多目标优化 本章超越了传统的基于极限状态的保守设计，转向以提升结构性能为导向的设计理念。详细介绍了性能化工程（Performance-Based Engineering） 的基本框架，特别是针对抗震、抗风等动力荷载下的性能目标设定（如工作状态、生命安全状态、倒塌防护状态）。在优化算法方面，本章重点介绍了多目标优化技术，如帕累托前沿的生成与选择。讨论了在多目标冲突情况下（如“轻量化”与“高刚度”的矛盾），如何利用层次法或偏好排序法确定最优折衷方案。 第二部分：先进计算技术在结构分析中的应用 本部分聚焦于计算力学领域的新进展，特别是针对复杂结构和非线性问题的求解技术。 第四章 高级非线性有限元分析（FEA） 本章深入探讨了结构分析中的非线性效应。内容涵盖材料非线性（如弹塑性、蠕变、损伤本构模型）、几何非线性（大变形、接触分析）以及边界非线性。详细介绍了求解非线性方程组的数值方法，包括牛顿法、修正牛顿法及其收敛性判定标准。特别强调了在模拟混凝土、砌体和岩石结构等材料屈服和破坏过程时，如何选择合适的单元类型（如单元技术、内聚力模型）和积分方案，以避免奇异性或失真计算结果。 第五章 接触与摩擦问题的数值模拟 本章专门针对结构连接、支座、土体与结构界面等存在的复杂接触问题进行深入研究。详尽介绍了接触算法的分类，包括罚函数法、增广拉格朗日法等。着重分析了摩擦模型的选择（如库仑摩擦、粘滞摩擦）及其在动态冲击载荷下的响应。通过具体的桥梁支座或隧道衬砌与围岩接触案例，演示了如何精确模拟界面分离、滑移和应力重分布过程。 第六章 结构动力学与随机振动分析 本章系统梳理了结构动力学的基本原理，从自由振动到受迫振动，再到系统的稳定性分析。详细介绍了模态叠加法、时间步进法等瞬态响应分析技术。核心内容在于随机振动分析，包括功率谱密度（PSD）的建立、随机输入（如地震波、风荷载）的模拟，以及如何通过反应谱法和Monte Carlo模拟来评估结构在不确定环境下的统计响应（如均方根位移、峰值应力）。 第三部分：新型工程材料与可持续性实践 本部分将视野扩展到材料科学的前沿，探讨如何利用新型材料革新传统结构体系。 第七章 高性能混凝土与再生骨料应用 本章详细介绍了超高性能混凝土（UHPC） 的微观结构、优异的抗压强度、极低的渗透性及其在复杂受力构件中的应用潜力。分析了UHPC的应力-应变曲线特性及其本构模型的建立。同时，聚焦于可持续发展，探讨了再生骨料（RCA）在结构性混凝土中的应用技术，包括对新拌和易性、力学性能和耐久性的影响机理，以及如何通过添加活性矿物掺合料来补偿再生骨料带来的性能损失。 第八章 纤维增强复合材料（FRP）在结构加固与新建中的应用 本章全面介绍了碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）等FRP材料的力学特性、抗疲劳性能和长期耐腐蚀性。重点分析了FRP材料在既有结构外贴加固技术中的设计规范、粘结机理（如界面剪切应力分布）和失效模式。此外，详细讨论了FRP筋混凝土结构（FRP-RC）的独特性质，特别是其抗腐蚀能力和在非线性受拉区行为的分析方法，为无钢筋锈蚀隐患的结构设计提供了理论支持。 第九章 智能材料与结构健康监测（SHM）集成 本章探讨了结构与信息技术深度融合的未来方向。介绍了形状记忆合金（SMA）、压电材料等智能材料在被动（自复位、振动抑制）和主动（主动控制）结构系统中的应用机理。核心内容集中在结构健康监测（SHM） 技术的集成设计，包括传感器（如光纤布拉格光栅-FBG、压电传感器）的选型与布局、数据采集与传输网络的设计，以及利用先进信号处理技术（如模态识别、损伤定位算法）对海量监测数据进行有效解释，从而实现对结构状态的实时、精准评估。 本书的编写风格注重逻辑清晰、论证严密，大量配有原理图和工程案例分析，旨在为工程实践者提供一套既具深度理论指导性，又富含创新实践思路的专业参考资料。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种沉稳的深蓝色调，搭配着简洁有力的字体，一下子就给人一种专业、严谨的感觉。我注意到纸张的质感非常好，拿在手里沉甸甸的，内页的排版也非常考究，字号和行距处理得恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是，图表的绘制质量极高，那些复杂的结构示意图和受力分析图，线条清晰锐利，标注详尽入微，这对于理解深奥的力学原理至关重要。初翻时，那种油墨的淡淡清香也让人心生亲近，感觉这是一本真正用心打磨的作品，而不是随便拼凑的教材。尤其是那些关键公式的推导过程，作者似乎特别注意到了读者可能遇到的难点，用不同粗细的线条和巧妙的颜色区分来突出重点，这种对细节的极致追求，体现了作者深厚的学术素养和对工程实践的深刻洞察。光是看这本书的外在和初步的版式，就已经让人对接下来的内容充满了期待。

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我对这本书中关于材料性能描述部分的深度感到非常震撼。它没有停留在教科书上那种浅尝辄止的介绍，而是深入到了高强度钢绞线在不同应力历史下的蠕变特性和松弛规律的微观机制。作者似乎花费了大量精力去梳理和对比国内外最新的研究成果，甚至引用了一些非常前沿的试验数据来佐证自己的观点。特别是涉及到疲劳累积损伤模型的那一章节，逻辑推演严密得像一套精密的仪器，从基础的S-N曲线到复杂的随机载荷下的寿命预测，层层递进，令人叹服。阅读过程中，我不得不频繁地查阅一些更基础的材料科学背景知识，因为作者在阐述时默认读者已经具备了一定的理论基础，这种挑战性反而激起了我更强烈的求知欲。对于一个资深的工程师来说，这样的深度解读，无疑是提供了全新的视角来重新审视那些我们习以为常的结构构件。

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全书的逻辑组织结构，简直可以称得上是一次教科书级别的构建。从宏观的力学原理铺陈，到中观的构件受力分析，再到微观的界面粘结与应力扩散，层层剥笋，脉络清晰得令人赞叹。每一章的开头都会有一个清晰的知识点导图，让你对本章将要探讨的内容有一个全局的把握；而章节末尾的总结部分，则会用精炼的语言提炼出核心公式和结论，便于快速回顾。这种设计极大地提升了学习效率，尤其是对于需要反复查阅特定知识点的在职人员来说，简直是福音。我发现作者在处理不同知识模块之间的衔接时也极为巧妙，过渡自然流畅，不会出现生硬的跳跃感，仿佛在引导读者进行一场循序渐进的知识探索之旅，让人沉浸其中，忘记了时间的流逝。

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这本书在工程应用案例的选择和分析上，展现了无与伦比的实战经验。它不像某些理论书籍那样，只停留在理想化的模型中，而是将复杂的理论背景与真实世界中遇到的各种“疑难杂症”紧密结合起来。比如，关于锚固段在长期荷载作用下的张拉损失分析，作者不仅给出了计算公式，还结合了某大型桥梁工程的实际监测数据进行回溯分析，清晰地指出了哪些参数对最终结果影响最大，以及现场施工控制的难点在哪里。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的论述模式，使得书中的知识点变得非常“落地”。我特别欣赏作者在描述施工风险控制时那种近乎苛刻的审慎态度，每一个步骤的细微偏差都可能导致严重的后果，书中对这些“经验教训”的总结，比任何安全规范都要来得生动和警醒。

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这本书的学术贡献度，从其引用的参考文献列表就可以窥见一斑。这份列表的广度和深度远超一般工程技术书籍的范畴，横跨了土木工程、材料科学、乃至部分应用力学和岩土工程的交叉领域。作者对近三十年来的经典文献进行了地毯式的梳理，并且不仅仅是罗列，更重要的是对这些文献中的观点进行了批判性的吸收和整合。读到深入探讨锚固体与周围介质相互作用那一节时，我意识到，作者不仅仅是在传授既有知识，更是在构建一个更具普适性的理论框架。这种对学术源头的尊重和对前沿动态的敏感把握，使得这本书的权威性毋庸置疑，它不仅仅是一本工具书，更是一份凝聚了数代人研究成果的系统性学术总结。

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