土木工程结构试验

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页数:243
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出版时间:2008-12
价格:30.00元
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isbn号码:9787113090234
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图书标签:
  • 土木工程
  • 结构试验
  • 试验方法
  • 材料力学
  • 混凝土结构
  • 钢结构
  • 桥梁工程
  • 隧道工程
  • 地基处理
  • 工程质量检测
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具体描述

《土木工程结构试验》根据土木工程专业教学要求编写,以结构试验的基本原理和基本知识为重点,注重理论和实践相结合,使学生全面掌握结构试验的基本方法和技能,以适应土木工程结构设计、施工、检测鉴定和科学研究工作的需要。

《土木工程结构试验》主要讲述结构试验荷载及加载技术,量测技术,模型试验,混凝土无损检测技术,预应力混凝土结构试验检测,钢结构试验检测,桥梁支座试验检测、基桩检测、桥梁静载试验和动载试验。

土木工程结构试验 本书概述 本书并非聚焦于土木工程结构试验的具体操作、数据分析或特定构件的力学性能验证。相反,它深入探讨了土木工程领域更宏观、更基础的理论框架、设计哲学以及工程实践中的决策制定过程,尤其侧重于那些不依赖于实验室测试环节的知识体系。全书旨在构建一个强大的理论基础和系统思维能力,以应对复杂工程挑战,而非仅仅掌握试验技术。 第一部分:结构理论的基石与演进 第一章:材料科学的宏观视角 本章从原子尺度和晶体结构出发,探讨材料的本构关系,但重点在于如何将这些微观特性转化为宏观尺度的工程假设。我们不涉及特定材料(如混凝土、钢材)的拉伸、压缩或弯曲试验流程,而是着眼于材料力学、弹塑性理论的理论推导和应用边界。讨论材料的本构模型(如线弹性、理想弹塑性、应变硬化模型)是如何被抽象和简化的,以及这些简化模型在大型结构分析中的适用性分析。详细阐述了结构在宏观尺度下响应荷载的能量原理和变分原理,这些是结构分析的数学基础,而非试验验证的范畴。 第二章:结构静力学与动力学基础 本部分详细解析了结构平衡方程的建立、求解方法(如虚功原理、最小势能原理)。重点在于刚体和柔性结构在静力作用下的内力分布预测,以及如何利用矩阵方法(如有限位移法、有限力法)求解超静定结构。动力学部分则集中于结构的自由振动分析、特征值的确定、模态的物理意义,以及如何通过微分方程描述结构的瞬态响应。所有讨论均停留在理论推导和解析解的层面,不涉及任何振动台试验或冲击试验的数据采集与分析。 第三章:结构稳定性的理论判据 本章探讨欧拉屈曲理论的推导过程,以及如何将其扩展到非均匀截面和复杂边界条件下的柱体稳定性分析。讨论临界荷载的理论计算方法,包括引入二阶效应(如P-Delta效应)的微分方程建模。我们将分析结构失稳的模式——如失稳、屈曲和疲劳——的理论判据,并将其与材料的蠕变、松弛等长期行为的理论模型联系起来,完全回避了通过加载试验来确定结构屈曲点或破坏荷载的实验环节。 第二部分:先进分析技术与设计方法 第四章:有限元方法的数学建模 本章是全书理论深度最大的部分之一。它详细介绍了有限元方法的数学基础,包括形函数(插值函数)的选择、刚度矩阵的组装、边界条件的施加,以及载荷向量的建立。讨论了不同单元类型(如梁单元、板壳单元)的应变和应力插值理论,并深入探讨了误差分析和收敛性的理论判据。本章的所有内容旨在教授读者如何构建和理解一个数值模型,而非如何操作商业有限元软件或验证软件输出结果的准确性。 第五章:结构抗震设计的理论框架 本部分完全侧重于抗震设计的性能化目标和反应谱理论。讨论如何通过场地特征化来确定设计地震动,如何计算结构的反应谱加速度和速度。深入讲解了等效静力推导法和模态叠加法在计算地震作用下的理论过程。着重分析了结构在地震作用下的延性设计理念,以及基于性能化设计(Performance-Based Design)的理论目标设定,例如“小震不坏、中震可修、大震不倒”的理论内涵。 第六章:结构可靠性与风险评估 本章探讨土木工程领域中不确定性问题的量化处理。介绍概率论在工程决策中的应用,包括随机变量的描述、概率分布函数的选择(如正态分布、威布尔分布)。重点讲解可靠度指标 ($eta$) 的计算方法,如一次二阶矩(FORM)和蒙特卡洛模拟方法在评估结构失效概率中的理论基础。分析了极限状态函数(Limit State Function)的构建,以及如何利用这些工具进行全寿命周期的风险评估,这些都属于决策科学和统计理论范畴。 第三部分:工程实践中的理论应用与规范解读 第七章:规范体系的逻辑结构 本章分析现代结构设计规范(如基于性能的设计规范体系)的内在逻辑和哲学思想。讨论规范是如何从理论研究成果中提炼出设计参数、安全系数和最小构造要求的。分析不同设计方法的选择标准——是基于极限状态设计法(LSD)还是基于应力控制设计法(SCD)——背后的理论依据。本章旨在帮助读者理解规范背后的“为什么”,而不是教授如何查阅或套用规范条文进行具体构件计算。 第八章:大型结构体系的整体行为分析 本部分探讨超高层建筑、大跨度桥梁等复杂结构在风荷载、温度荷载和地基不均匀沉降作用下的整体响应。关注于结构整体的刚度协调、荷载路径的重新分配机制。探讨如何运用结构动力学理论预测风致振动(如涡流脱落、抖振)的概率特性,并从理论上提出抑制措施,如调谐质量阻尼器(TMD)的动力学设计原理,而不涉及任何风洞试验的细节。 第九章:结构健康监测的理论基础(非试验操作) 本章介绍结构健康监测(SHM)系统的理论输入,包括如何利用模态分析的理论知识来反演结构参数的变化。讨论基于频率响应函数(FRF)或阻抗谱的变化来推断结构损伤的理论模型。重点阐述基于信息熵、奇异值分解等数学工具如何从理论上识别结构刚度的微小退化,所有讨论均集中在信号处理和系统辨识的数学理论上,完全不涉及传感器布设、数据采集硬件或现场标定技术。 结语:结构工程师的系统思维 全书最后总结,优秀的土木工程师必须建立起一个强大的、自洽的理论体系,能够独立进行复杂问题的数学建模、理论分析和批判性评估。本书致力于培养的,是一种基于数学、物理和统计学的系统化工程思维,而非单纯依赖经验数据或既有试验结论的技能。本书内容旨在构建坚实的理论高地,使读者能够站在理论前沿,理解和发展未来的结构工程方法。

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读后感

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用户评价

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我对这本书的兴趣点,主要在于它是否能为我提供一些前沿的研究思路。土木工程领域一直在不断发展,新的材料、新的结构形式、新的施工技术层出不穷,而相应的试验研究也在不断深化。我希望这本书能够介绍一些近些年来在结构试验领域出现的新技术、新方法,比如利用计算机模拟与物理试验相结合的混合试验技术,或者是在监测领域非常热门的传感网络技术在结构试验中的应用。我特别想了解,如何利用先进的测试设备,比如数字图像相关技术(DIC)来精确测量结构的表面应变,或者如何通过无损检测技术来评估结构的健康状况。如果书中能够包含一些国内外最新的、具有代表性的结构试验研究成果,并对这些研究的创新点、关键技术以及未来发展趋势进行探讨,那将非常有价值。我希望这本书能成为我打开新视角、拓展知识面的一个窗口,让我能够站在巨人的肩膀上,去思考和探索土木工程结构试验的无限可能。

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我购买这本书,是希望能够更深入地理解结构在真实荷载作用下的响应。理论计算总是基于一定的简化和假设,而实际工程中,荷载的复杂性、结构的非线性和材料的变异性,都会使得结构的实际表现与理论预测存在差异。我希望这本书能通过具体的试验,展示这些差异是如何产生的,以及如何通过试验来量化这些差异。例如,在进行静力试验时,如何加载才能更接近实际的长期荷载作用?在进行动力试验时,如何模拟地震或其他动载荷,并捕捉结构的动态响应?我特别想知道,当结构出现损伤后,其刚度、强度和延性会发生怎样的变化,而这些变化又会如何影响结构的整体性能。如果书中能提供一些典型结构构件,如梁、柱、板、剪力墙等,在不同荷载组合下的试验数据和分析,并与理论计算进行对比,那将是极具启发性的。我希望这本书能帮助我建立起一种“试验思维”,能够批判性地看待理论计算的结果,并学会通过试验来验证和修正它们。

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我购买这本书,是希望能够获得一些进行初步试验设计的能力。对于我们这些初学者来说,能够独立完成一个小型、有意义的试验,将是学习路上的一个重要里程碑。我希望这本书能够提供一些关于如何确定试验目的、如何选择合适的试验方法、如何设计试验步骤、以及如何编写试验报告的指导。我尤其希望,书中能够提供一些“标准”的试验流程,或者是一些可以模仿的试验范例,让我们能够循序渐进地掌握试验的基本技能。比如,从最简单的材料强度试验开始,逐步过渡到构件的抗弯、抗剪试验,再到更复杂的结构整体试验。如果书中还能提供一些关于如何选择合适试验材料、如何准备试验样品、以及如何进行现场观测和记录的技巧,那将是锦上添花了。我希望这本书能够成为我的一个“试验指导手册”,让我能够有信心、有能力去动手实践,去感受科学研究的乐趣。

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我对这本书的期待,在于它能否引导我思考结构设计中的一些深层问题。结构设计不仅仅是按照规范进行计算,更需要对结构的受力性能有深刻的理解。我希望这本书能够通过试验,来揭示一些理论计算中不易察觉的关键影响因素。例如,在设计框架结构时,节点域的细节处理对结构的延性有哪些影响?在设计剪力墙时,墙肢的配筋方式如何影响其抗震性能?我特别希望看到,书中能够提供一些对比试验的结果,比如,一组是按照规范进行设计的试件,另一组是稍微调整了某些设计细节的试件,通过试验对比,来直观地展示设计参数对结构性能的影响。这种通过试验来验证和优化设计的方法,对我来说是非常有吸引力的。我希望这本书能让我明白,结构设计是一门科学,更是一门艺术,而试验,则是连接这两者的重要桥梁。

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这本书,我希望它能够为我提供解决实际工程问题的思路。土木工程的理论知识非常重要,但很多时候,在面对复杂多变的工程现场时,我们仍然需要依靠试验来获取最直接、最可靠的信息。我希望这本书能包含一些案例研究,展示如何通过结构试验来诊断工程中的质量问题,或者如何通过试验来优化设计方案。比如,当某个构件出现裂缝时,如何通过现场的非破坏性试验来评估其剩余承载能力?当需要对现有结构进行加固改造时,如何通过一系列的试验来验证加固方法的有效性?我特别希望看到,书中能够介绍一些现场试验的组织和实施过程,以及如何处理现场试验中可能遇到的各种突发状况。我希望这本书能让我明白,试验不仅仅是为了验证理论,更是为了解决实际工程中的难题,为工程的安全性、可靠性和经济性提供有力的支持。

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我希望这本书能够提供一些关于试验设备和仪器的详细介绍。土木工程结构试验离不开各种各样的试验设备和测量仪器,从万能材料试验机到各种位移传感器、应力传感器、加速度传感器,再到数据采集系统,这些都是试验成功的关键。我希望这本书能够清晰地介绍这些设备的基本原理、技术参数、使用方法以及注意事项。比如,在选择位移传感器时,需要考虑其量程、精度、响应速度等哪些因素?在进行应力测量时,如何正确粘贴和连接应变片,以避免误差?如果书中能够提供一些不同类型试验所需的典型仪器设备清单,并对它们的优缺点进行分析,那就太好了。我甚至希望,如果能有一些关于试验设备校准和维护的指南,那就更加完美了。我希望这本书能帮助我建立起对试验设备的基本认知,为我日后独立进行试验操作打下坚实的基础。

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我希望这本书能在我学习理论知识的同时,能够提供一些直观的感性认识。我一直觉得,土木工程的很多概念,例如应力、应变、挠度、屈曲等,虽然可以通过公式和图表来描述,但终究不如亲眼看到它们在结构中的真实体现来得深刻。我希望这本书能够通过大量的图片、图表,甚至是一些简短的视频链接(如果可能),来展示不同结构在不同荷载下的变形过程、破坏形态,以及应力分布情况。比如,我希望看到钢筋混凝土梁在受弯破坏时,混凝土的开裂和钢筋的屈服是如何一步步发生的。我希望看到,在高层建筑中,风荷载和地震荷载对结构产生的动态响应是如何通过仪器捕捉到的。如果书中还能提供一些关于试验现象的详细解释,并将其与理论知识联系起来,那将极大地提升我的学习兴趣和理解深度。

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我对这本书的期望,是它能帮助我掌握一种严谨的科研态度和方法。土木工程结构试验不仅仅是简单的操作,更是一种严谨的科学研究过程。从试验前的文献调研、方案设计,到试验过程中的精细操作、数据记录,再到试验后的数据分析、结果讨论,每一步都需要一丝不苟。我希望这本书能教会我如何进行科学的文献综述,如何找出研究的空白点,如何设计出科学合理的试验方案,如何避免试验过程中的人为误差,以及如何公正、客观地分析和解释试验结果。我特别想了解,在试验出现异常情况时,应该如何应对,是立刻停止试验,还是继续记录并分析异常原因?我希望这本书能传递给我一种追求真理、实事求是的科学精神,让我明白,试验的结果,无论是否符合预期,都具有其研究价值。

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这本书,说实话,我一开始抱着的期待是挺高的,毕竟土木工程这个领域,很多东西都需要通过实际的试验来印证和理解。我一直觉得,理论知识再扎实,脱离了实际操作,总感觉隔靴搔痒。我尤其对那些能够具体展示结构如何受力、在不同载荷下变形表现,以及最终破坏机理的试验非常感兴趣。想象一下,能够通过试验来验证混凝土在不同龄期的强度增长曲线,或者钢材在高温环境下的承载能力衰减情况,这些都是课堂上很难完全体会的。我更期待的是,书里能有一些经典的试验案例分析,比如某座著名桥梁的结构监测数据解读,或者某个重大工程在施工过程中遇到的技术难题是如何通过现场试验来解决的。如果能包含一些不同类型结构,像是桥梁、高层建筑、隧道等等,在关键节点或易损部位进行的专项试验,那更是锦上添花了。我希望能在这本书里,找到那些能够激发我探索欲、解答我心中疑惑的试验设计理念和操作流程。那种能够看到试验结果如何反哺理论,甚至推动技术革新的过程,才是最吸引我的地方。我希望作者能够用生动、易懂的语言,带领我们走进试验的现场,感受那些冰冷的仪器和数据背后蕴含的工程智慧。

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我对这本书的期待,更多是集中在它能否为我提供一种系统性的学习方法。土木工程的结构试验,远不止是简单的材料测试,它涉及到试验方案的设计、仪器的选择和标定、数据的采集与处理、以及最终结果的分析与解释。我希望这本书能够清晰地阐述这些环节中的关键要点,帮助我建立一个完整的试验思维框架。比如,在设计试验方案时,如何根据研究目的来确定试验参数?在选择传感器时,需要考虑哪些因素,才能确保数据的准确性和可靠性?在进行数据分析时,有哪些常用的统计方法可以用来评估试验结果的不确定性?我特别想了解,如何通过对比不同试验组的数据,来揭示结构在特定条件下的行为规律。如果书中能够提供一些不同类型试验的详细步骤,并配以必要的图示和说明,那我将受益匪浅。我希望这本书不仅仅是告诉我们“做了什么试验”,更能深入讲解“为什么这样做试验”,以及“这样做的意义何在”。能够学到如何严谨地进行科学试验,并将这些知识应用到未来的工程实践中,是我最大的愿望。

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