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出版者:

作者:赵福堂

出品人:

页数:157

译者:

出版时间:2009-4

价格:25.00元

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isbn号码:9787564017736

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现代建筑结构设计与优化：理论、实践与前沿进展 本书旨在为土木工程、结构工程领域的专业人士、研究人员以及高年级本科生和研究生提供一套全面、深入、与时俱进的现代建筑结构设计与优化理论体系和工程实践指导。 随着全球对可持续发展、抗震韧性、材料创新和智能化建造的要求日益提高，传统的结构设计方法已不能完全满足复杂工程项目的需求。本书聚焦于如何在高标准的安全性、经济性与环境友好性之间寻求最优平衡。 本书内容跨越了从基础力学理论到尖端计算工具应用的多个维度，结构严谨，逻辑清晰，强调理论与工程实例的紧密结合。 --- 第一部分：结构设计理论的深化与拓展 第一章：高级结构分析与荷载效应 本章深入探讨了结构分析的基础理论，重点拓展至非线性分析和动力响应。 1.1 材料本构模型的精进：超越经典线弹性理论，详细介绍混凝土的损伤塑性模型（如卡尔-科勒模型）、钢材的弹塑性与后屈服行为、以及复合材料（如纤维增强聚合物FRP）的本构关系。讨论温度、湿度等环境因素对材料性能长期演化的影响。 1.2 结构动力学与地震工程基础：系统梳理多自由度体系的振型分析、模态叠加法。重点分析地震作用下的响应谱方法和时间历史分析法。引入基于性能的设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）的基本理念，包括目标性能水平（如即时使用、生命安全、防止倒塌）的确定与设计参数的校核。 1.3 极限状态设计理论的深化：全面阐述基于可靠度理论的极限状态设计方法（LSD）。深入剖析荷载分项系数和抗力分项系数的确定依据，包括统计学方法和半概率方法。探讨在特殊荷载工况下（如爆炸冲击、火灾）的结构极限承载力评估。 1.4 非线性分析技术：详细介绍几何非线性（P-Delta效应）和材料非线性分析的数值实现方法。讨论收敛准则、步长选择以及如何处理分析过程中的突变点和奇异性问题，确保数值计算的稳定性和准确性。 第二章：新型结构体系与功能化设计 本章关注当前工程实践中涌现出的创新结构形式及其设计要点。 2.1 超高层建筑结构体系：聚焦巨型框架、核心筒-伸臂桁架、带斜撑的框架核心筒等体系。分析其在风荷载（特别是涡激振动和晃动问题）和地震作用下的整体响应特性。阐述性能化减隔震技术（如粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座）在超高层结构中的应用设计。 2.2 大跨度空间结构与索膜结构：讨论桁架、网壳、张拉整体结构（Tensegrity）的几何稳定性分析和预应力张拉控制。重点讲解索结构在风致振动的控制策略，如使用阻尼器和优化索网的几何布置以提高刚度。 2.3 预应力混凝土结构设计优化：深入研究后张预应力技术在梁、板、拱及桥梁中的应用。分析预应力损失的精确计算模型（短期、长期），以及在疲劳荷载作用下预应力钢材的耐久性设计。 2.4 组合结构与结构节点设计：详细论述钢-混凝土组合结构（如组合梁、组合柱）的相互作用机理。着重于复杂节点（如桁架节点、核心筒与巨型梁的连接）的受力分析和详图设计，强调节点区应力集中与局部稳定的控制。 --- 第二部分：结构设计与优化的先进方法 第三章：高性能计算与数值模拟 本章重点介绍利用现代计算工具进行高级结构分析和评估的方法。 3.1 有限元方法（FEM）的深入应用：超越标准单元的使用，探讨壳单元、实体单元和梁单元的适用性选择。详细介绍接触分析（Contact Analysis）、裂缝传播模拟的数值技术，如XFEM（扩展有限元法）。 3.2 多场耦合分析：介绍结构热-力耦合（如火灾分析）、结构-流体耦合（如风洞试验数据结合CFD分析，用于评估大跨结构的气动弹性）以及结构-土壤耦合的分析流程与结果解读。 3.3 结构健康监测（SHM）与反馈设计：阐述如何利用传感器网络获取实时结构响应数据。介绍模态识别技术（如频域分解法、时域法）和状态评估方法。讨论如何将SHM数据反馈到原有的设计模型中，以实现结构的动态校核与优化。 第四章：结构抗灾韧性与优化设计 本章探讨如何通过优化方法提升结构的抗灾能力和资源利用效率。 4.1 结构可靠性与不确定性量化：引入概率极限状态设计（PFSD）方法。利用蒙特卡洛模拟和一阶可靠度方法（FORM），对材料强度、几何尺寸和荷载参数的不确定性进行量化评估。 4.2 拓扑优化与形状优化：详细介绍基于应力、位移或频率约束的拓扑优化算法（如密度法、水平集法）。讨论如何将优化结果转化为可施工的工程构件形状，特别是对于新型结构部件和轻量化结构的设计应用。 4.3 抗震性能化设计（PBD）的实践：系统讲解基于性能点的非线性静态推覆分析（FEMA 356/ASCE 41标准）。指导读者如何根据预期的地震烈度和结构元件的非线性退化曲线，迭代调整加固措施或构件尺寸，以达到目标性能要求。 4.4 可持续性与绿色结构设计：探讨如何将生命周期评估（LCA）引入结构设计流程。分析使用低碳足迹材料（如地聚合物混凝土、工程木材）对结构性能和环境效益的影响。结构优化不仅追求强度最优，更要追求“碳”效率最优。 --- 第三部分：工程实践中的关键挑战与前沿研究 第五章：复杂地基与基础工程 本章聚焦于地基与结构之间的相互作用。 5.1 深基坑工程与支护设计：分析土压力计算的先进理论（如极限平衡法与数值模拟的结合）。深入探讨地下结构与相邻环境的相互作用（沉降、渗流），以及复杂支护结构（如地下连续墙、咬合桩）的内力分析与稳定性控制。 5.2 桩基础的承载力与沉降预测：讨论静载荷试验和动测方法在桩基检测中的应用。介绍复合地基（如真空预压、高压喷射注浆）的设计原理及其对上部结构沉降差异的控制效果。 5.3 岩石力学与隧道结构设计：探讨岩体工程中的关键岩性指标、围岩分类（如Q系统、RMR系统）。重点介绍隧道开挖过程中的支护反馈控制，以及对高边际、高应力区围岩的监测与加固技术。 第六章：先进材料与智能建造的前景 本章展望未来结构工程的发展方向。 6.1 高性能混凝土（HPC）与自修复材料：研究超高强混凝土（UHPC）的细观力学特性和应用限制。探讨自修复混凝土在微裂缝控制中的潜力及当前的工程化瓶颈。 6.2 增材制造（3D打印）在结构构件中的应用：分析3D打印技术对复杂节点和定制化构件设计的革命性影响。讨论打印材料的力学性能测试标准和结构连接的可靠性评估。 6.3 木结构工程的复兴与创新：详细介绍交错层压木材（CLT）的力学性能、抗火性设计和抗剪连接技术。探讨大规模木结构建筑在碳封存和可持续性方面的优势。 6.4 数字化交付与BIM集成：论述结构设计数据如何无缝集成到建筑信息模型（BIM）中。探讨结构分析模型、施工模型与运维模型的联动机制，实现从设计到运维的全生命周期数字化管理。 --- 本书的特色在于其广度与深度并重，不仅涵盖了结构工程师必须掌握的核心设计规范和分析工具，更前瞻性地介绍了国际前沿的研究成果和工程热点。丰富的图表、详细的算例推导以及大量的工程案例分析，确保读者能够将理论知识高效地转化为解决复杂工程问题的能力。

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从一个刚开始接触汽车维修行业的大学毕业生的角度来看，这本书在构建系统性知识框架方面表现卓越。它没有急于介绍具体的品牌车型技术，而是从最基础的电学定律——欧姆定律、基尔霍夫定律——出发，通过非常生活化的比喻（例如用水流来类比电流和电压）来建立直观感受。然后，它平滑地过渡到半导体器件（如晶体管、MOSFET）在汽车执行器驱动电路中的应用，例如如何用PWM信号精确控制喷油量或节气门开度。这种由浅入深、层层递进的逻辑结构，确保了读者不会因为基础知识的薄弱而掉队。书中还包含了一个很好的“模块化学习”的设计，每一章末尾都有一个小测试和“自检清单”，让我能够即时检验自己的理解程度。最让我受益匪浅的是它对“故障代码逻辑”的梳理，它教我们如何区分是传感器输入错误、ECU处理错误还是执行器反馈错误，这种分析思维的培养，远比记住一堆故障码本身更有价值，这本书是打好未来职业发展根基的优秀教材。

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我得承认，我对技术书籍的排版和设计要求是比较高的，因为长时间面对枯燥的文字和密集的电路图很容易让人疲劳。这本书在视觉呈现上做得非常出色，让人感到愉悦。它的配色方案采用了高对比度的设计，关键的元器件名称和故障代码都用醒目的颜色进行了标记，即便在光线不佳的车库环境下阅读，也不会感到吃力。更值得称赞的是，书中大量采用了三维剖面图和系统功能流程图来解释复杂的电气连接。比如，对于复杂的线束走向和保险丝盒的布局，它不是简单地给出一个二维的接线图，而是提供了一个仿佛拆解开来的三视图，这对于理解部件在空间中的相对位置和布线路径至关重要。此外，书中穿插的“安全警示”模块，字体和背景色的设计都非常突出，有效地提醒了操作中的潜在风险，这体现了出版方对读者人身安全的重视。这种对阅读体验和信息层级结构的精细化处理，让原本厚重的技术内容变得易于消化和快速定位。

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这本书的实操指导真是太到位了，对于我这种刚接触汽车电工电子领域的“小白”来说，简直是救星。它没有过多地纠缠于那些晦涩难懂的理论公式，而是把重点放在了实际操作和故障排除上。比如，当我第一次尝试用万用表测量传感器信号时，心里还犯嘀咕怕接错线，结果翻开书里对应章节，图文并茂地把每一步操作的细节都展示得清清楚楚，甚至连手应该如何握持工具、表笔应该接触电路板的哪个点，都描述得非常具体。书里对几种常见故障，比如“发动机启动困难”和“仪表盘指示灯异常”的分析流程，也提供了一套非常系统且逻辑严密的排查路径。我按照书里的步骤一步步走下来，成功地定位并修复了我朋友车上的一个小线路短路问题，那种成就感是看再多视频教程也体会不到的。特别是关于车载网络（CAN/LIN总线）的介绍部分，它没有简单地把CAN总线描述成一个神秘的黑匣子，而是深入浅出地讲解了数据帧的结构和节点的通信原理，这让我对现代汽车的电子控制系统有了更深层次的理解，而不是停留在“换个模块就好”的肤浅层面。这本书的实用性毋庸置疑，是工具箱里必备的一本“实战手册”。

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这本书的知识广度和深度达到了一个很高的平衡点，成功地避开了纯理论和纯操作两端的极端。我最欣赏的是它对“电磁兼容性”（EMC）和“信号完整性”这些通常被初级教材忽略的“软”知识的介绍。在现代汽车电子系统中，干扰和噪音问题日益突出，这本书专门开辟了一个章节，详细讲解了屏蔽层的使用、双绞线的绞合密度对信号传输的影响，以及接地回路的设计原则如何影响传感器的精度。这对于从事高端音响改装或者加装辅助驾驶系统的工程师来说，是非常及时的内容。我曾经为了一点点噪音问题焦头烂额，翻阅了许多专业书籍都找不到清晰的解释，而这本书不仅指出了问题所在，还提供了具体的改善方案，比如如何重新设计屏蔽搭铁点。它将“电子学原理”与“汽车工程实践”完美地结合在一起，让我认识到，一个稳定的电路系统不仅仅是连通了，更重要的是它如何抵抗外界的干扰，并确保信息传递的准确无误。

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作为一名有着多年经验的维修技师，我坦白说，市面上大部分关于汽车电气的书籍都显得有些陈旧或者过于理论化，读起来像是教科书的复印件。然而，这本《汽车电工电子技术基础》在内容编排上展现出一种难得的新颖和前瞻性。它没有把重点放在已经淘汰的传统电路设计上，而是花了相当大的篇幅去解析目前主流的、基于微处理器的控制单元（ECU）的工作机制和诊断接口。我特别欣赏它对“软件定义汽车”这一趋势的捕捉，书中对诊断工具（如ODIS、XENTRY等）的使用方法、数据流的解读逻辑，以及如何通过软件参数来推断硬件故障的技巧，描述得非常专业且具有指导性。它不仅仅是教你如何测电压，更是教你如何“和电脑对话”。例如，在讲解动力总成控制模块（PCM）的自学习功能时，作者引用了几个实际案例，说明了在更换部件后，不进行匹配和初始化可能导致的性能下降问题，这种对细节的关注，体现了作者对行业一线实践的深刻洞察力。这本书更像是一本高级技师的“经验总结”，而非初级入门读物，对于希望提升自己诊断深度的同行来说，是非常有价值的参考资料。

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