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出版者:

作者:Rajagopalan, N.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:145

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isbn号码:9781842652121

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图书标签:

• 预应力混凝土
• 混凝土结构
• 结构工程
• 土木工程
• 桥梁工程
• 建筑工程
• 材料力学
• 弹性力学
• 施工技术
• 力学分析

结构工程的基石：钢筋混凝土设计与施工实务手册 第一章 混凝土材料科学与性能评估 本章深入探讨现代土木工程中应用最广泛的结构材料——钢筋混凝土的本构关系与长期性能演变。我们将从微观结构角度解析水泥水化过程的动力学，详细阐述不同类型水泥（如波特兰水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥）对混凝土早期强度发展和后期耐久性的影响。内容涵盖骨料的选择、级配对工作性和强度的优化作用，以及外加剂（减水剂、缓凝剂、引气剂）在极端气候条件和特殊结构要求下的应用策略。 特别关注的是混凝土的性能测试与质量控制。我们不仅复习了标准的抗压强度、抗拉强度测试方法，更着重介绍非破坏性检测技术，如回弹法、超声波透射法（UPV）和电磁波法（GPR）在结构健康监测中的应用。本章将大量引用最新的国际标准（如ACI 318、Eurocode 2）中关于强度折减系数、疲劳性能和蠕变收缩效应的模型，为读者提供一个坚实的材料科学基础。讨论将延伸至环境因素对混凝土长期性能的侵蚀作用，包括硫酸盐侵蚀、氯离子渗透与碳化反应机理，以及预防措施。 第二章 结构分析的基础理论与荷载考量 本章旨在建立读者对结构分析方法的全面理解，并准确评估作用于钢筋混凝土结构的各类荷载。分析方法将从经典的截面法和截面刚度法（考虑开裂影响）过渡到更精确的有限元分析（FEA）原理在复杂结构体系中的应用。我们将详细推导梁、板和柱的内力计算公式，强调二阶效应（P-Δ效应）在高层建筑和抗侧力结构中的重要性。 荷载部分，重点区分恒载（自重、恒定设备荷载）、活载（人员、可动设备）、环境荷载（风荷载、雪荷载、地震作用）。对于抗震设计，本章将深入讲解基于性能的设计理念，介绍反应谱法和时程分析法在确定结构动力响应中的应用，并阐述如何根据场地类别和结构重要性系数确定设计地震力。此外，还将讨论施工阶段临时荷载的控制与管理，这是保证结构在最终使用阶段性能的重要环节。 第三章 极限状态设计方法与截面承载力 本章核心内容是钢筋混凝土构件的极限状态设计，主要围绕抗弯、抗剪和抗扭的承载力确定。设计方法严格遵循强度极限状态（ULS）原则，使用荷载因子和抗力折减系数对构件进行安全评估。 抗弯设计： 详细阐述T形梁、矩形梁、单筋和双筋截面的平衡、欠配筋和超配筋状态的分析。通过分析受拉钢筋屈服、受压区混凝土压碎的破坏模式，推导出中性轴深度与配筋率的关系。对于大跨度结构，将重点讨论预应力影响（尽管本书不讨论预应力混凝土本身，但需要理解其对常规钢筋混凝土截面的长期应力再分配影响）。 抗剪设计： 这是钢筋混凝土结构中最复杂的破坏模式之一。本章将系统介绍基于剪力流和桁架模型理论的抗剪承载力计算。内容包括混凝土自身抗剪强度、箍筋和弯起筋对抵抗斜向拉应力的贡献。特别分析了深梁、短柱和剪力墙的抗剪设计规范差异。 抗扭设计： 采用复合扭转梁理论，分析扭矩如何转化为拉力和压力，并指导布置纵向钢筋和环绕箍筋，以有效控制扭转破坏。 第四章 构件的正常使用极限状态与耐久性设计 本章聚焦于钢筋混凝土构件在正常使用条件下的服务性能，即正常使用极限状态（SLS）。这主要涉及控制变形和裂缝。 变形控制（挠度验算）： 深入分析混凝土开裂对构件有效惯性矩的影响，介绍基于有效惯性矩（$I_e$）的简化计算方法，以及不同荷载组合（短期荷载、长期荷载）下的瞬时挠度和总长期挠度计算。讨论如何通过增加配筋率、优化截面尺寸或设置预起拱来满足规范对最大允许挠度的要求。 裂缝控制： 裂缝是影响结构耐久性和使用观感的重要因素。本章将详细分析裂缝宽度产生的机理，并介绍控制裂缝宽度的主要设计参数，包括钢筋的表面特性（如高强钢筋与普通钢筋）、钢筋间距与保护层厚度。提供基于受拉钢筋平均应力的裂缝宽度计算公式（如$w_s = eta sqrt[3]{s_r^2 d_c a_s E_s epsilon_s}$的变体应用）。 耐久性设计： 结合第一章的材料知识，本章阐述如何通过控制水灰比、提高密实度、合理设置保护层厚度来抵御环境侵蚀。重点讲解针对海洋环境、寒冷地区和化学腐蚀环境的特殊构造要求。 第五章 结构节点的连接与构造钢筋设计 结构构件之间的有效连接是实现整体工作性能的关键。本章详细讨论梁柱节点、梁梁节点（刚性节点、半刚性节点）的设计原则与构造要求。 节点设计： 分析节点核心区的剪力传递机制，特别是梁端部负弯矩作用下，对节点箍筋和约束钢筋布置的要求，以确保节点在地震作用下不发生脆性破坏。 构造钢筋： 即使在非受力区域，构造钢筋的配置也至关重要。本章详细规定了在板、墙、悬挑构件边缘、梁端部以及柱截面内设置构造钢筋的最小面积、间距和锚固要求，用以控制温度、收缩应力以及提供施工时的稳定性。 锚固与搭接： 深入探讨钢筋的锚固长度（直锚、弯锚）的确定，考虑了强度、拉力传递和保护层厚度的影响。搭接长度（重叠式、焊接式）的设计准则，及其在抗震高应力区域的特殊限制。 第六章 结构施工性、模板与支架系统 本章从设计蓝图到现场实施的转化环节，关注施工过程对最终结构性能的影响。 模板工程： 详细介绍不同材料（木材、钢材、塑料）模板的选用标准，模板刚度要求，侧压力计算（考虑混凝土浇筑速率和温度影响）。重点讨论拆模时间和支撑体系的荷载传递顺序，避免对早期强度不足的结构造成损伤。 钢筋工程： 钢筋的加工、绑扎与保护层控制是质量的关键。本章规定了钢筋的最小间距、最大间距、绑扎的质量要求，并强调了如何利用钢筋定位件和垫块保证保护层厚度的一致性。对于复杂交叉钢筋网，讨论了保证混凝土有效浇筑的间距要求。 混凝土浇筑与养护： 介绍大体积混凝土的温度控制方案（如冷却水管、薄层浇筑），以减少内外温差引起的温度裂缝。详细阐述标准养护制度（湿度与温度）对混凝土强度和耐久性达标的重要性。 第七章 结构设计中的特定挑战：高强、超高强与薄壁构件 随着工程技术的发展，使用更高强度材料成为趋势。本章探讨了高强混凝土（HSC）在结构设计中的特殊考量，包括其更高的弹模、更小的蠕变效应以及更陡峭的受压区应力-应变曲线。讨论高强混凝土对构件延性的潜在负面影响，以及如何通过加密约束钢筋来恢复足够的延性储备。 对于薄壁构件（如剪力墙、箱形截面），由于局部失稳的风险增加，本章将引入弹性屈曲理论的简化应用，并详细说明规范对侧向支撑和加劲肋的要求，以确保在极限荷载下结构整体的稳定性。 本书的目的是为结构工程师和高级土木工程学生提供一个全面、深入、侧重工程实践的钢筋混凝土设计工具箱，强调理论与规范的严谨结合，以确保所设计结构的安全、经济与耐用性。

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阅读体验极其单调，全书几乎没有使用任何色彩或图示来辅助理解那些抽象的力学行为。想象一下，当你在努力理解预应力筋在混凝土内部的受力轨迹时，你眼前只有黑白两色的文字和线条图，这极大地增加了大脑的认知负荷。作者似乎坚信，真正的工程师应该能够仅凭想象力来重构复杂的结构模型，因此他极少使用对比或类比的手法来解释深奥的原理。例如，关于应力松弛的机理，其他教材可能会用日常生活中物体形变来比喻，但这本则完全是纯粹的数学推导，从头到尾没有一个接地气的参照物。结果是，每当我合上书本，合上眼，试图在脑海中“看见”混凝土内部的受力情况时，我能捕捉到的画面也是模糊不清的。这本书对于那些依赖视觉学习的人来说，简直是一场噩梦。它要求读者具备极强的抽象思维能力和极大的耐心，这对于希望快速掌握技能、解决实际工程问题的读者而言，是一个巨大的门槛。它更像是为一位沉浸在纯粹理论世界中的哲学家所写，而不是为在工地上挥汗如雨的工程师们准备的。

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这本书的封面设计极其朴素，几乎可以说是有些过时了。打开扉页，首先映入眼帘的是密密麻麻的公式和符号，这立刻给初学者一种高不可攀的压迫感。内容上，它似乎极其热衷于追溯理论的源头，对那些经典的力学原理进行了冗长而深入的探讨，仿佛在进行一场学术考古。我花了大量时间试图理清它在第三章中关于应力状态转化的那段论述，但作者的行文逻辑更像是漫无目的的散步，而不是精确的导航。章节之间的过渡生硬得令人恼火，上一页还在讨论混凝土的徐变效应，下一页就突然跳到了钢筋的疲劳极限，中间缺乏必要的桥梁性文字来引导读者的思维。更不用说插图了，那些手绘的剖面图线条粗糙，标注模糊不清，很多关键的受力点都没有用醒目的颜色区分开来，导致我不得不反复对照文字描述，才能勉强拼凑出一个完整的力学图像。这本书显然更倾向于服务于那些已经对结构工程有深刻理解的学者，对于想通过它建立系统知识体系的工程师新人来说，它更像是一本晦涩难懂的工具手册，而非一本引人入胜的教材。阅读体验只能用“挣扎”来形容，每翻过一页都需要消耗巨大的精神能量来解析其晦涩的表达。

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说实话，这本书的排版简直是一场视觉灾难。字体选择保守得令人窒息，正文和注释的字号几乎没有区别，导致我经常在阅读关键定义时，不小心跳到了页脚那些几乎看不见的脚注部分，然后需要努力找回原来的阅读焦点。更让人抓狂的是公式的编号系统，它似乎遵循着一种只有作者本人才理解的内部逻辑，章节内的公式编号会无规律地跳跃，有时候还会引用一些在前几章已经被定义过但现在被遗忘的概念，读者不得不频繁地在前后章节间来回翻阅，耗费大量时间去核对那些细小的角标和上下标。我本以为作为一本专业书籍，它会提供一些实用的案例分析，但书中给出的例题，其初始条件和边界条件都设置得过于理想化，完全脱离了真实施工环境可能遇到的任何复杂情况，比如温度梯度、地基差异沉降等。这使得我很难将书中学到的知识应用到我目前手头的实际项目中去。这本书更像是一个理论的“纪念碑”，它完整地记录了某个领域发展的某一个阶段，但对于指导现代的、受成本和时间限制的工程实践来说，它的实用价值非常有限，读起来就像在啃一块干燥的石头。

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这本书的作者似乎有一种强烈的“教育受众”的使命感，但这种“教育”的方式过于老派和说教。它花了大量的篇幅在批判早期结构工程师在计算时所犯的错误，语气中带着一种居高临下的审判意味。虽然历史的教训很重要，但作者似乎忘记了，现在的读者需要的更多是解决问题的工具，而不是对前人的指责。书中的专业术语解释非常跳跃，对于一些基础概念，它会用一种“大家都知道”的态度略过，但对于一些相对次要的、作者自己感兴趣的理论分支，却会展开详尽的论述，这种知识分布的严重不平衡让我感到非常困惑。比如，关于后张预应力体系中钢绞线张拉顺序对挠度的影响，这本书只用了一小节轻描淡写地带过，而花费了整整一个章节去讨论一种现在几乎已经被淘汰的预应力筋类型。这让我怀疑作者的编撰意图，到底是为了传授当下的核心知识，还是为了展示其个人知识的广度？总的来说，这本书更像是一份私人化的知识笔记，而不是一本面向大众的、结构清晰的参考书。

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我必须承认，这本书的深度是毋庸置疑的，它在某些非常细微的工程实践细节上，展现出了作者近乎偏执的钻研精神。例如，关于锚固段的施工偏差对预应力损失影响的统计分析部分，它列举了大量的现场数据和回归模型，这些数据详实到令人发指。然而，这种对“完美”的追求也带来了巨大的可读性问题。作者似乎完全没有意识到，现实世界的工程师在面对设计挑战时，往往需要的是一个快速、可靠的近似解法，而不是一个需要超级计算机才能跑出来的理论最优解。书中的语言风格极其书面化，充斥着大量从德语或俄语直译过来的技术术语，使得许多原本简单的概念被包裹在复杂的句式中，像穿上了一件不合身的礼服。我特别受不了的是它对历史案例的引用，几乎每一个重要的设计步骤后面都要跟上一个冗长且与现代规范关联不大的历史项目描述，这无疑是在拖慢阅读节奏。如果你想了解最新的规范要求、常用的设计软件操作或者任何与快速工程应用相关的内容，你在这本书里几乎找不到任何直接的帮助，它更像是一部沉睡在图书馆深处的学术巨著，只对那些愿意花费数月时间深入挖掘其每一处细节的人开放。

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