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出版者:Pearson

作者:Mehdi Setareh

出品人:

页数:576

译者:

出版时间:2006-7-31

价格:GBP 101.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780131988279

丛书系列:

图书标签:

• 混凝土结构
• 结构工程
• 土木工程
• 建筑工程
• 混凝土材料
• 结构设计
• 钢筋混凝土
• 预应力混凝土
• 结构分析
• 建筑材料

建筑设计的拓路者：钢筋混凝土结构力学与实践的深度解析 书名： 《现代工程材料与结构性能评估》 作者： [虚构作者姓名，例如：王建国、李明华] 出版社： [虚构出版社名称，例如：北方科技出版社] 版次： 第一版 页数： 约 850 页 定价： [虚构定价，例如：188.00 元] --- 图书简介： 《现代工程材料与结构性能评估》 是一部面向土木工程、结构工程、材料科学领域的高等教材与专业参考书。本书深度聚焦于二十一世纪以来工程界对材料性能的严苛要求，旨在为结构工程师、结构设计师、研究人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套系统、前沿且高度实用的知识体系。本书的独特之处在于，它将传统的结构力学原理与先进的材料本构模型、先进的结构健康监测技术以及可持续性设计理念进行了深度的交叉融合。 本书内容结构严谨，逻辑清晰，从基础的材料微观结构演变，过渡到宏观的力学性能表征，最终落脚于复杂荷载下的结构响应与可靠性评估。全书共分为六大部分，二十二个章节，内容详实，图表丰富，力求在理论深度与工程应用之间达到完美的平衡。 --- 第一部分：先进结构材料的基础科学 (Foundation of Advanced Structural Materials) 本部分奠定了全书的理论基础，重点解析了当前主流工程材料（除传统的钢筋混凝土外，更侧重于新型高性能材料）的本构关系与失效机制。 第一章：材料微观结构与宏观性能的耦合 详细阐述了晶体结构、缺陷（位错、空隙）如何影响材料的屈服、断裂和疲劳特性。引入了多尺度建模的概念，解释了从纳米尺度到结构尺度的性能传递机制。重点分析了温度、湿度、化学环境对材料内在性能的长期影响。 第二章：高性能混凝土材料的本构模型 本书超越了对标准C30/C40混凝土的常规描述，深入探讨了超高性能混凝土（UHPC）、自密实混凝土（SCC）的配合比设计原理、水化动力学以及其独特的抗压-抗拉性能曲线。引入了基于损伤力学的非线性本构模型，用于精确模拟高应变率下的材料行为。 第三章：工程钢材的相变与疲劳分析 关注于高强度钢材、耐候钢以及复合钢材的冶金特性。系统梳理了疲劳裂纹萌生、扩展的Paris定律及其修正形式。引入了基于概率的疲劳寿命预测方法，并讨论了焊接区域的残余应力和性能退化问题。 第四章：复合材料与新型粘结体系 详细介绍了纤维增强聚合物（FRP）材料在土木工程中的应用，包括其各向异性力学性能、界面粘结强度及其长期耐久性。重点分析了不同类型聚合物基体与无机填料的相互作用机制。 --- 第二部分：结构体系的承载力与稳定性分析 (Load-Carrying Capacity and Stability Analysis) 本部分将材料性能与整体结构分析相结合，侧重于复杂荷载工况下的结构响应预测。 第五章：板壳结构的高级分析方法 采用薄板和厚板理论的微分方程解法，并重点介绍了有限元法（FEM）在分析复杂几何形状（如曲面屋盖、筒壳）中的应用。讨论了网壳结构的几何非线性与稳定性问题。 第六章：结构抗震设计与动力响应 深入探讨了多自由度体系的自由振动与迫近振动理论。详细介绍了结构动力分析中的模态叠加法、时间步积分法。重点引入了基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）理念，以及场地效应分析。 第七章：结构稳定性与屈曲理论的深化 区别于欧拉屈曲理论，本书详细推导了考虑初始缺陷和材料非线性的几何非线性屈曲分析方法。对细长杆件、薄壁构件在轴压和侧向荷载下的失稳模式进行了详尽的案例分析。 第八章：极端荷载作用下的结构响应 分析了冲击荷载（如爆炸、碰撞）和高温对结构材料性能的瞬时影响。讨论了动力放大系数和冲击系数的合理取值，并介绍了用于分析高应变率效应的本构模型。 --- 第三部分：结构性能的评估与保障 (Structural Performance Evaluation and Assurance) 本部分关注如何量化和验证结构在服役期内的性能，是连接设计与维护的关键环节。 第九章：结构可靠度与概率设计理论 详细讲解了极限状态设计方法（LSD）的概率论基础。引入了一阶和二阶可靠度方法（FORM/SORM），用于处理材料强度和荷载参数的不确定性。阐述了极限荷载分项系数和组合系数的校准过程。 第十章：结构健康监测（SHM）技术原理 系统介绍了基于传感器技术的结构状态评估，包括应变、加速度、位移的采集与处理。重点讨论了基于振动特征的损伤识别算法（如模态谱分析、波数分析）和波传播方法在早期损伤检测中的应用。 第十一章：结构疲劳寿命的预测与评估 结合损伤容限设计（Damage Tolerance Design）理念，评估已存在裂纹的结构单元在长期服役中的剩余寿命。介绍了基于断裂力学的裂纹尖端应力场分析（J积分法）。 第十二章：服役性能的耐久性评估模型 着重分析了环境侵蚀（如碳化、氯离子渗透）对结构材料性能的退化规律。建立了水分迁移、离子扩散速率与结构强度衰减的耦合模型，用以预测结构的实际使用年限。 --- 第四部分：先进的结构分析与优化技术 (Advanced Analysis and Optimization Techniques) 本部分面向前沿的计算方法，指导工程师利用现代计算工具解决复杂工程问题。 第十三章：非线性有限元分析的实施细节 深入讨论了结构非线性分析中的关键技术，如大变形几何非线性（Updated Lagrangian Formulation）、接触分析的收敛性问题，以及隐式和显式积分方案的选择依据。 第十四章：拓扑优化与轻量化设计 介绍了基于密度的拓扑优化算法（SIMP/BESO），如何在满足结构约束条件的同时，最优地分配材料体积，实现结构轻量化与刚度最大化的目标。 第十五章：高性能计算在结构工程中的应用 探讨了并行计算（如GPU加速）在求解大型非线性有限元模型中的潜力。介绍了分子动力学模拟在材料微观尺度研究中的应用。 --- 第五部分：结构系统的韧性与适应性设计 (Resilience and Adaptive Design) 本部分着眼于未来工程的需求，强调结构系统在面对突发事件后的快速恢复能力和适应变化的能力。 第十六章：系统韧性（Resilience）的量化指标 定义了结构系统的恢复时间、功能损失率等韧性指标。探讨了冗余设计和分布式结构体系如何提高整体系统的抗毁性。 第十七章：生命周期成本与可持续性评估 超越初始建造成本，分析了维护、维修、材料回收等因素对结构全生命周期成本的影响。引入了结构材料的碳足迹评估方法。 第十八章：可重构与适应性结构的概念 探讨了采用智能材料（如形状记忆合金、压电材料）实现结构主动控制和被动减震的原理。分析了可拆卸连接节点的结构设计策略。 --- 第六部分：工程案例研究与规范解析 (Case Studies and Code Interpretation) 本部分通过具体的工程实例，将前述理论知识转化为实际的工程操作能力。 第十九章：复杂桥梁结构的受力分析与控制 以斜拉桥或悬索桥为实例，详细分析了索-梁体系的相互作用、风洞试验数据与计算模型的校核过程。 第二十章：超高层建筑的动力响应与控制 以实际超高层结构为例，讲解了如何选择和配置调谐质量阻尼器（TMD）或粘滞阻尼器，并进行非线性时程分析。 第二十一章：既有结构评估与加固技术 分析了既有结构的退化机理，重点介绍了碳纤维布（CFRP）加固、钢板粘结以及新型材料对现有构件承载力提升的定量分析方法。 第二十二章：国际结构设计规范的比较与应用 对比分析了欧洲规范（Eurocode）、美国规范（ACI/AISC）与中国规范在材料系数选取、荷载组合和极限状态判断上的主要差异，指导工程师进行跨国项目设计。 --- 本书特点总结： 本书严格遵循现代工程科学的前沿发展趋势，深度聚焦于高性能工程材料的力学行为、高级计算分析方法以及结构系统的可靠性与韧性评估。它摒弃了对单一结构体系的局限性论述，致力于构建一个全面、跨学科的结构工程知识框架，是结构工程师在面对日益复杂和高标准的工程挑战时，不可或缺的理论基石与实践指南。阅读本书，将使读者对现代工程结构的设计、评估与维护拥有更深刻、更前瞻的理解。

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