金属船体制图（第1部分） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国标准出版社

作者:中国标准出版社 编

出品人:

页数:9

译者:

出版时间:2009-3

价格:16.00元

装帧:平装

isbn号码:9784476120080

丛书系列:

图书标签:

• 12
• 船舶工程
• 船舶设计
• 金属结构
• 船体结构
• 船舶制造
• 结构力学
• 图纸
• 船舶
• 工程图
• 船舶材料

《金属结构设计与分析：挑战与前沿》 第一章：现代金属结构设计理念的革新 1.1 结构可靠性与极限状态设计 本章深入探讨了当前结构工程领域对可靠性设计方法的演进。传统的设计方法侧重于材料强度和规范的经验值，而现代设计则更加强调基于概率论的可靠性指标（如$eta$值）的确定与应用。我们将详细解析极限状态设计理论（LSD），包括承载能力极限状态（ULS）和使用性极限状态（SLS）的评估标准。重点分析了荷载模型的不确定性量化，以及材料性能的随机波动如何影响结构的安全裕度。通过对不同工程背景下的典型案例进行对比，阐释如何通过优化设计参数，实现结构整体可靠性的最大化。 1.2 性能化设计（Performance-Based Design）的兴起 性能化设计已成为超高层建筑、重要基础设施乃至海洋工程设计的主流趋势。本章系统阐述了如何从“事后评估”转向“事前预控”的设计模式。我们将讨论如何定义和量化不同级别的性能目标，例如：在特定地震动作用下，结构应达到“可修复”、“可居住”或“生命安全”的预期状态。内容涵盖了非线性动力分析技术在性能化设计中的应用，以及如何通过建立性能目标与构件损伤指标之间的映射关系，指导材料选择与结构布局。 1.3 智能材料与结构集成 随着新材料科学的发展，智能材料正逐步融入结构工程领域。本章聚焦于形状记忆合金（SMA）、自修复混凝土以及具有压电效应的传感器在结构健康监测（SHM）中的应用。详细讨论了SMA在构件屈曲约束支撑（BRB）中的应用，分析了其超弹性与应变硬化特性对提升结构耗能能力的作用。同时，探讨了将传感网络嵌入结构内部，实现实时应力、应变和早期疲劳损伤预警的技术路线与工程实践中的挑战。 第二章：先进钢结构与复合材料连接技术 2.1 高性能钢材的力学行为与应用 本章着重分析了Q690及以上级别高强度钢材的独特力学性能，特别是其屈服点提高后，对塑性性能和焊接性能带来的影响。探讨了在地震区大跨度结构中，使用高强钢材对减少构件尺寸、控制位移的优势。详细介绍了高强钢在疲劳荷载下的寿命评估方法，以及为保证焊接质量和韧性所需的热影响区（HAZ）控制措施。 2.2 复杂节点与关键连接的抗剪/抗弯性能 结构连接是整体受力的薄弱环节。本章细致剖析了框架结构中刚性节点、偏心梁柱节点及桁架节点在复杂荷载组合下的受力机理。通过有限元模拟与足尺试验证据，对比分析了传统螺栓连接、高强度螺栓连接（如摩擦型与承压型）以及焊接连接的承载差异。特别关注了地震工程中所需的大塑性转动能力节点的构造设计，例如翼缘加强型节点和端板连接的改进方案。 2.3 钢-混凝土组合结构连接的优化 组合结构因其兼具钢材的高抗拉强度和混凝土的优良抗压性与保护性而应用广泛。本章聚焦于钢梁与混凝土楼板之间的剪力连接设计，包括剪力钉（Shear Studs）的布置密度、抗拔承载力计算及其在极端荷载下的表现。研究了钢管混凝土（CFST）柱的轴压承载机制，特别是对于空心截面与填充截面的性能差异，以及在局部屈曲和整体失稳方面的设计考量。 第三章：结构动力学分析与抗震设计 3.1 结构振动特性识别与模态分析 准确掌握结构的自振特性是进行动力响应分析的基础。本章系统介绍了实验模态分析（EMA）和系统识别技术（System Identification）在评估现有结构健康状况中的应用。内容涵盖了频响函数（FRF）的采集、处理与解析，如何通过实测数据修正有限元模型的刚度矩阵和阻尼参数。讨论了阻尼的物理本质及其在动力分析中的数学表征（如瑞利阻尼、结构阻尼比的确定）。 3.2 罕遇地震下的非线性时程分析 对于重要建筑，必须进行基于性能的非线性反应历史分析（NLTHA）。本章详细说明了如何建立精确的材料非线性模型（如钢材的弹塑性滞回曲线、混凝土的开裂与压碎模型），并讨论了等效纤维单元、集中塑性铰单元在不同结构类型中的适用性。强调了输入地震波的选取、缩放与匹配技术，确保分析结果的工程可信度。 3.3 隔震、消能减震技术及其耦合效应 本章作为抗震设计的高级篇章，全面梳理了被动控制技术。详尽分析了隔震系统（如铅芯橡胶支座LRB、叠层橡胶支座HDRB）的非线性力学特性及其对结构基底隔震效率的影响。同时，深入探讨了粘滞阻尼器（Viscous Dampers）和屈服型阻尼器（Yielding Dampers）的能量耗散机制。重点研究了隔震与消能系统在复杂地震动作用下，彼此间的相互作用（耦合效应）及其对结构整体响应的影响。 第四章：结构健康监测与寿命预测 4.1 结构健康监测（SHM）的数据采集与处理 SHM是保障结构长期服役安全的关键技术。本章介绍了基于光纤布拉格光栅（FBG）、应变片和加速度计等传感器的多源数据融合技术。探讨了在大型结构中，如何建立高效、低功耗的数据采集网络。内容包括高频数据的去噪滤波、基线数据的建立以及传感器故障的识别与剔除算法。 4.2 疲劳寿命评估的概率模型 对于承受往复荷载的金属结构，疲劳是主要的失效模式。本章超越了简单的Miner线性累积法则，引入了基于概率的随机疲劳模型，如Weibull分布和Gamma分布在描述材料S-N曲线变异性中的应用。详细阐述了如何结合荷载谱、应力集中系数（Kt）和断裂力学参数，对关键节点的疲劳累进过程进行可靠性预测。 4.3 基于数据的结构退化评估 本章探讨了如何利用长期监测数据，对结构的实际刚度衰减、阻尼变化和潜在裂纹扩展进行量化评估。讨论了使用卡尔曼滤波（Kalman Filter）或扩展卡尔曼滤波（EKF）等状态估计算法，实时更新结构参数模型，从而实现对结构剩余使用寿命（RUL）的动态预测，为结构维护与加固决策提供科学依据。 --- 本书特点： 本书以严谨的工程科学视角，聚焦于金属结构设计与分析中的先进理论、复杂计算方法与前沿技术应用。它避免了基础规范的重复罗列，而是深入探讨了现代工程实践中遇到的不确定性量化、非线性响应、智能控制与长期服役评估等核心挑战。内容紧密结合国际工程界的最新研究成果，旨在为结构工程师、研究人员提供一个超越传统手册范畴的、具备深度和广度的专业参考。

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