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出版者:CBS Publishers & Distributors

作者:S.P. Gupta

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2003

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9788123907970

丛书系列:

图书标签:

• 土木工程
• 客观题
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• 工程技术
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• 应试

结构工程基础与实践：面向工程师的全面指南 书名：《结构工程基础与实践：面向工程师的全面指南》 作者： [此处可填写虚构的资深工程师或学者的姓名] 出版社： [此处可填写虚构的专业技术出版社名称] 出版日期： [此处可填写近期的年份] --- 内容简介 本书《结构工程基础与实践：面向工程师的全面指南》旨在为土木、结构、岩土等领域的工程师、高级技术人员以及相关专业的研究生提供一本详尽、深入且侧重工程应用的参考手册。它并非侧重于初级的概念性知识或快速的考试复习，而是聚焦于结构设计、分析、施工控制以及复杂荷载响应的深度理解与实际操作。 本书的核心目标是将结构工程理论与现代工程实践中的挑战紧密结合，提供一套系统化的、可操作的知识体系。全书共分为五大部分，涵盖了从材料本构关系到复杂结构动力响应的各个关键领域。 --- 第一部分：高级材料行为与本构模型 本部分深入探讨了结构工程中关键材料的微观结构、宏观力学行为及其在不同环境下的长期性能。内容超越了标准规范中对材料强度的简单引用，而是着重于材料在极限状态和非线性条件下的响应。 1.1 混凝土的长期性能与耐久性设计： 详细分析了干缩、徐变对抗结构长期变形的影响，并引入了考虑环境侵蚀（如氯离子渗透、碳化）的耐久性寿命预测模型。讨论了高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）的配合比设计哲学、搅拌工艺控制及其在预制结构中的应用优势。重点阐述了如何通过材料层面设计来抵抗海洋环境或寒冷地区的侵蚀性介质。 1.2 钢材的塑性与疲劳机制： 深入研究了高强度钢材（如Q550、Q690）在屈服点附近的应变硬化行为。疲劳分析部分详述了不同焊缝类型（如焊脚、熔透度）的S-N曲线推导过程，并讨论了应力集中对疲劳寿命的敏感性。特别关注了在地震和风荷载作用下钢结构连接节点处的塑性铰形成与能量耗散机制。 1.3 砌体与木结构材料的非均质性： 探讨了砖石结构的抗剪和抗压的试验数据与数值模拟的关联性。对于工程木材，本书分析了胶合木（Glulam）和正交胶合木（CLT）的层间剪切强度、横向抗拉强度，以及如何将这些各向异性的特性纳入整体结构分析。 --- 第二部分：结构分析的数值方法与高级建模 本部分侧重于结构分析的计算工具、高级输入参数的确定以及结果的可靠性验证，是连接理论与有限元软件操作的桥梁。 2.1 非线性有限元分析（FEA）导论： 区别于线弹性分析，本书详细介绍了处理几何非线性和材料非线性的必要性。材料模型方面，详细讲解了弹塑性、损伤模型（如Koknefelder模型、Conchita模型）的引入与参数校准。几何非线性则侧重于大变形理论，如总拉格朗日（Total Lagrangian）与更新拉格朗日（Updated Lagrangian）的适用场景比较。 2.2 动力学响应与模态分析的深入应用： 讨论了如何准确地提取结构的固有频率和振型，并强调了质量矩阵（集中质量与分布式质量）对高阶模态分析的影响。系统地讲解了瞬态动力学分析（如冲击或爆炸作用）中时间步长的选择标准和数值稳定性控制。 2.3 土体-结构相互作用（SSI）的建模技术： 重点阐述了在桥梁、高层建筑和地下结构设计中，如何将地基的复杂性纳入结构模型。对比了Winkler地基模型、弹性半空间模型以及三维粘土层模型的适用性。对于地震分析，详细介绍了基于场地响应分析（Site Response Analysis）的等效线性化方法与非线性地基模型的结合。 --- 第三部分：复杂荷载作用下的设计与规范解读 本部分聚焦于实际工程中遇到的非标准荷载组合、极端事件响应以及如何灵活应用规范要求。 3.1 风荷载与气动弹性效应： 不仅涵盖了基本风压的计算，更深入到风洞试验数据的解读和对复杂地形（如城市峡谷效应、山地效应）的修正。详细分析了柔性结构（如高耸塔架、斜拉桥）的涡振、颤振等气动弹性失稳现象的判据与对策。 3.2 抗震设计的高级方法： 深入讲解了性能化设计（Performance-Based Design, PBD）的哲学与实施步骤，包括目标性能水平（Operational, Immediate Occupancy, Life Safety）的量化指标。对于高层建筑，重点阐述了非线性时间历程分析（NLTHA）中输入地震波场的合理选取与尺度调整。 3.3 荷载与抵抗组合的概率论基础： 探讨了规范中安全系数和偏载系数背后的概率统计学原理，帮助工程师理解极限状态设计（LSD）与允许应力设计（ASD）在风险评估上的差异，从而在设计决策中更好地平衡安全性与经济性。 --- 第四部分：特殊结构与前沿技术 本部分将视野拓展到现代工程领域中具有挑战性的结构类型和新兴的结构技术。 4.1 空间结构与张拉体系： 深入分析了网壳、索网结构的几何稳定性和初始预应力施加的优化方法。讨论了预应力钢绞线的松弛与锚固损失的精确计算，以及张拉结构的非线性成形分析。 4.2 桥梁结构中的疲劳与损伤控制： 针对连续梁桥、箱形梁的疲劳寿命评估，结合实时健康监测数据（SHM）进行疲劳损伤累积的修正。讨论了在关键节点进行局部加固或应力释放的技术手段。 4.3 现代结构连接技术： 对比分析了新型连接件，如粘结连接、摩擦型高强度螺栓连接和新型消能减震装置（如屈服耗能器、粘滞阻尼器）的工作原理、安装精度要求及其对结构整体性能的贡献。 --- 第五部分：施工控制、质量保证与风险管理 结构工程的成功不仅依赖于设计，更取决于施工质量的控制。本部分强调了设计意图到实际成品的转化过程中的关键控制点。 5.1 施工阶段的结构分析： 讨论了分阶段施工对结构内力和应力的影响（如混凝土养护过程中的温度应力、模板拆除顺序）。讲解了大型深基坑开挖过程中的土体应力释放与支护结构的实时反馈分析。 5.2 结构健康监测（SHM）数据的工程解释： 介绍了光纤光栅（FBG）传感器、应变片等监测设备获取的数据如何转化为可操作的工程信息。重点在于如何通过趋势分析识别潜在的结构退化，并区分环境噪声与真实结构响应。 5.3 设计变更与施工偏差的风险评估： 提供了系统化的方法来评估设计变更（如材料代换、几何尺寸微调）对结构安全裕度的影响。内容包括偏差管理流程、返工决策的经济性与安全性权衡。 --- 目标读者： 本书面向已掌握结构力学、材料力学和基础钢筋混凝土/钢结构设计原理的土木与结构工程师。特别适用于结构设计院的中高级设计师、施工单位的技术负责人、结构检测与评估机构的专业人员，以及希望深入研究结构工程某一细分领域的硕士及博士研究生。 本书特色： 深度聚焦实践： 案例分析均基于真实工程问题，提供从理论到现场应用的完整路径。 规范融合： 内容深度结合了国内外主流设计规范背后的工程哲学，而非简单的规范条文罗列。 计算导向： 提供了大量高级分析模型的参数设置逻辑和结果验证思路。

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