Composites for Construction pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Bank, Lawrence C.

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2006-7

价格:1235.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471681267

丛书系列:

图书标签:

复合材料
建筑工程
结构工程
材料科学
土木工程
可持续建筑
混凝土
钢结构
加固
耐久性

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具体描述

The first textbook on the design of FRP for structural engineering applications Composites for Construction is a one-of-a-kind guide to understanding fiber-reinforced polymers (FRP) and designing and retrofitting structures with FRP. Written and organized like traditional textbooks on steel, concrete, and wood design, it demystifies FRP composites and demonstrates how both new and retrofit construction projects can especially benefit from these materials, such as offshore and waterfront structures, bridges, parking garages, cooling towers, and industrial buildings. The code-based design guidelines featured in this book allow for demonstrated applications to immediately be implemented in the real world. Covered codes and design guidelines include ACI 440, ASCE Structural Plastics Design Manual, EUROCOMP Design Code, AASHTO Specifications, and manufacturer-published design guides. Procedures are provided to the structural designer on how to use this combination of code-like documents to design with FRP profiles. In four convenient sections, Composites for Construction covers: An introduction to FRP applications, products and properties, and to the methods of obtaining the characteristic properties of FRP materials for use in structural design The design of concrete structural members reinforced with FRP reinforcing bars Design of FRP strengthening systems such as strips, sheets, and fabrics for upgrading the strength and ductility of reinforced concrete structural members The design of trusses and frames made entirely of FRP structural profiles produced by the pultrusion process

现代土木工程中的先进材料应用：超越传统思维的结构革新本书导论：面向可持续未来的材料选择与工程实践在当代土木工程领域，对更高性能、更长使用寿命和更低环境影响的需求日益迫切。传统建筑材料，如钢筋混凝土和普通钢材，虽然历经考验，但在应对腐蚀、疲劳以及快速城市化带来的严峻挑战时，其局限性愈发明显。本书旨在深入探讨一系列突破性的先进材料技术，这些技术正以前所未有的速度和深度重塑着基础设施的设计、施工和维护范式。我们聚焦于那些能够提供卓越力学性能、环境友好特性以及智能化潜力的替代性解决方案，为工程师、设计师和材料科学家提供一个面向未来的知识框架。第一部分：高性能混凝土与新型胶凝材料第一章：超高性能混凝土（UHPC）的结构潜力与应用本章将详尽剖析超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete, UHPC）的内在机理与宏观表现。UHPC不仅是传统混凝土的简单增强版，而是通过精确控制颗粒级配、引入微纤维（如钢纤维或聚合物纤维）以及使用高活性火山灰或硅灰等活性矿物掺合料，从而实现高达150 MPa甚至更高的抗压强度。我们将详细讨论UHPC的微观结构演变，包括如何通过优化粉末体系消除孔隙，形成致密的界面过渡区（ITZ）。内容将涵盖UHPC在预制构件、复杂几何形状结构（如人行天桥、装饰性幕墙）中的应用案例，并重点分析其在提高结构耐久性方面的优势，特别是抗冲击性、抗冻融循环能力和优异的抗氯离子渗透性，这使其成为海洋工程和严寒地区基础设施的理想选择。此外，本章还将涉及UHPC的韧性增强机制，探讨纤维在裂缝萌生和扩展过程中的桥接作用，以及由此带来的延性表现。第二章：地聚合物混凝土：零碳排放的未来之路地聚合物（Geopolymers）作为一种潜在的零水泥（Cement-Free）胶凝体系，代表了建筑材料领域最重大的可持续发展飞跃之一。本章将系统阐述地聚合物的化学基础，主要围绕硅铝酸盐源材料（如粉煤灰、高炉矿渣）与碱性溶液（如水玻璃和氢氧化钠）的活化反应机理。我们将深入探讨影响地聚合物性能的关键参数：源材料的选择、碱度比、固化温度和养护时间。书中将展示地聚合物在力学性能上媲美甚至超越传统波特兰水泥混凝土的实例，同时突出其在耐高温、耐酸碱腐蚀方面的显著优势。应用方面，本章将聚焦于地聚合物在污染场地修复、耐火结构以及利用工业废弃物实现循环经济的工程实例。讨论还将延伸至地聚合物的长期性能评估、标准制定面临的挑战以及商业化推广的障碍与对策。第二部分：先进钢材与连接技术第三章：耐候钢（Corten Steel）的腐蚀机理与维护策略耐候钢，因其在暴露于大气环境中能形成一层致密、稳定的保护性锈层，从而显著减缓后续腐蚀速率的特性而广受欢迎。本章将深入解析铜、磷、镍等合金元素对锈层形成的调控作用。我们将详细描述保护性锈层（Patina）的化学成分、微观结构，以及其在不同环境（如海洋盐雾、工业污染物）中的稳定性差异。重点内容包括如何通过初期暴露环境控制来加速稳定锈层的形成，以及在结构设计中需要避免的“死角”和积水区域，这些区域可能导致腐蚀穿孔而非保护。本章还将对比不同标准耐候钢（如ASTM A588, A242）的性能差异，并讨论在连接节点处如何有效管理异种材料的接触，以避免电化学腐蚀。第四章：高强度钢筋与预应力技术的新发展本章聚焦于提升结构承载力和构件轻量化的关键材料——高强度钢筋。我们将分析新一代高强度钢筋（如超高强度钢筋、热处理钢筋）的冶金特性、屈服强度范围，以及它们对钢筋混凝土构件最小配筋率、抗裂性能的影响。预应力技术是实现大跨度和薄壁结构的关键。本章将探讨新型预应力钢绞线材料（如碳纤维增强聚合物钢绞线或特殊合金钢）在提高预应力损失控制和抗疲劳性能方面的进展。内容将覆盖无粘结预应力技术在后张法结构中的应用，以及利用形状记忆合金（SMA）等智能材料实现自应力或损伤自修复的理论模型和初步工程验证。第三部分：工程木结构与仿生材料第五章：工程木材：正交胶合木（CLT）与结构胶合木的应用深化工程木材，尤其是正交胶合木（Cross-Laminated Timber, CLT），已成为低碳建筑领域的重要支柱。本章将详述CLT的制造工艺，即多层木板垂直或水平交错胶合的原理，以及由此带来的各向异性力学性能。重点内容包括CLT的剪切性能、抗剪墙设计、以及在复杂节点连接中的解决方案（如钢连接件、榫卯连接）。此外，我们将讨论CLT结构在火灾中的表现。不同于传统木材的快速燃烧，CLT通过形成厚实的炭化层来保护内部结构，本章将提供详细的火灾规范分析和截面损失计算方法。同时，本书也将涵盖胶合木（Glulam）在大型屋顶和桥梁结构中的应用，并对比其在可持续性、成本效益和施工速度上的优势。第六章：仿生与结构复合材料在基础设施中的前瞻性探索本部分将目光投向更具实验性和前瞻性的领域。仿生学启发下的材料设计，例如模仿贝壳层状结构来提升抗冲击性，或模仿骨骼多孔结构来减轻自重。我们将探讨如何通过三维打印技术（3D Printing）制造具有梯度材料属性的结构组件，以优化材料的使用效率。我们还将简要介绍纤维增强聚合物（FRP）在加固和新建结构中的作用（尽管不是本书的核心主题，但作为先进材料体系的补充），特别是其在抗疲劳和电绝缘方面的独特优势。本章的目的是激励读者超越现有的材料范式，思考如何从自然界中汲取灵感，创造出更具韧性、更适应环境变化的下一代基础设施材料。结论：面向未来的材料集成与智能响应本书的总结部分将强调“系统集成”的重要性。先进材料的真正价值，在于它们如何被有效地集成到整体结构体系中，并与结构健康监测（SHM）系统相结合。通过对上述各类先进材料的深入理解，工程师能够做出更明智、更具前瞻性的选择，从而推动土木工程迈向一个更加坚固、可持续和智能化的新时代。本书旨在提供一份坚实的理论基础和丰富的工程案例，以应对二十一世纪基础设施建设的复杂挑战。