混凝土结构基本原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建工

作者:张誉

出品人:

页数:367

译者:

出版时间:2000-8

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787112042944

丛书系列:高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材

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《建筑力学之旅：从微观粒子到宏伟巨构的奥秘》 引言 人类文明的辉煌成就，离不开对力的深刻理解与巧妙运用。从古老的石拱桥到现代的摩天大楼，从精密的机械装置到浩瀚的航空航天器，无一不体现着力学原理在工程实践中的核心地位。《建筑力学之旅》并非一本关于特定材料的书籍，而是一场跨越学科界限、深入探索力学本质的宏伟旅程。本书旨在揭示隐藏在各种结构背后的基本法则，引导读者理解力是如何传递、分布以及如何影响物质形态的，从而为理解和创造更复杂、更具挑战性的工程奇迹奠定坚实的理论基础。 第一章：微观世界的力学游戏——粒子与相互作用 一切物质，无论多么宏大，都由微小的粒子构成。本章将带领读者潜入微观世界，探索原子、分子等基本构成单元所遵循的力学规律。我们将从经典力学的基本粒子运动定律出发，理解惯性、加速度与力的关系。随后，将触及量子力学的奇妙领域，探讨原子内部电子的运动状态、核力的性质以及粒子间的基本相互作用力，如电磁力、弱核力和强核力。理解这些微观层面的力学行为，对于我们后续理解宏观材料的性能至关重要。我们将看到，即使在最小的尺度上，力也扮演着塑造宇宙万物的核心角色。 第二章：宏观物质的应变与形变——材料的内在诉求 当宏观物体受到外力作用时，它们会发生形变。本章将聚焦于宏观物质在力的作用下所表现出的各种响应，即应变（strain）。我们将详细探讨弹性形变（elastic deformation）与塑性形变（plastic deformation）的区别。弹性形变是可逆的，当外力去除后，物体能恢复原状；而塑性形变则是不可逆的，物体会留下永久的改变。本书将深入研究各种材料的本构关系（constitutive relations），例如胡克定律（Hooke's Law），它描述了应力（stress）与应变之间的线性关系。我们还会探讨屈服强度（yield strength）、抗拉强度（tensile strength）、断裂韧性（fracture toughness）等关键材料力学参数，以及它们如何影响材料在不同载荷条件下的表现。通过理解材料的内在“诉求”，即它们对力的抵抗能力和变形倾向，我们可以更有效地选择和设计结构。 第三章：传递与分散——应力在结构中的旅程 力并非孤立地作用于物体，而是通过结构内部进行传递和分散。本章将着重阐述应力（stress）的概念及其在结构中的传播路径。应力被定义为单位面积上的力，它描述了物体内部的内力分布。我们将解析不同类型的应力，如拉应力（tensile stress）、压应力（compressive stress）、剪应力（shear stress）和弯曲应力（bending stress）。本章将引入应力张量（stress tensor）这一数学工具，以更全面地描述物体内部任意一点的三维应力状态。我们将探讨载荷是如何从受力点传递到整个结构，并最终分散到支撑结构或地基。理解这种“旅程”，有助于我们识别结构中的薄弱环节和潜在的应力集中区域，从而进行优化设计。 第四章：平衡的艺术——静力学在工程中的应用 静力学是研究物体在静止或匀速直线运动状态下受力情况的学科。本章将深入探讨静力学的基本原理，并将其应用于各种工程场景。我们将回顾牛顿第一定律（惯性定律）和第三定律（作用与反作用定律），并重点分析物体处于平衡状态的条件：合力为零和合力矩为零。我们将学习如何绘制自由体图（free-body diagram），识别物体所受的所有外力，并通过建立平衡方程来求解未知力。本章的应用范围将涵盖静定梁（statically determinate beams）、桁架（trusses）和框架（frames）等基本结构体系的受力分析。理解静力学的艺术，是所有结构工程师最基本也是最核心的技能。 第五章：动态的世界——动力学原理与结构响应 与静止状态不同，动态世界中的物体受到力的作用时会产生加速度。本章将引入力学中的另一个重要分支——动力学，研究物体的运动及其与力的关系。我们将从牛顿第二定律（F=ma）出发，深入理解质量、力和加速度之间的精确联系。本章将涵盖匀变速直线运动、匀速圆周运动等基本运动学概念，并进一步探讨振动（vibration）和波动（wave motion）现象。我们将学习如何分析受迫振动（forced vibration）和自由振动（free vibration），以及共振（resonance）这一可能导致灾难性破坏的现象。理解动力学原理，对于设计能够承受地震、风载等动态载荷的结构至关重要。 第六章：结构整体的稳定性——承载与失效的边界 一个结构能否安全有效地工作，不仅取决于其承受静态或动态载荷的能力，还取决于其整体的稳定性。本章将聚焦于结构的稳定性问题。我们将探讨压杆（columns）在受压时的屈曲（buckling）现象，这是材料强度很高但结构却突然失效的一种典型形式。我们将学习欧拉公式（Euler's formula）等经典屈曲理论，理解临界屈曲载荷（critical buckling load）的概念，以及细长比（slenderness ratio）、边界条件（boundary conditions）等因素对稳定性的影响。本章还将触及斜坡、挡土墙等工程结构在重力作用下的整体稳定性分析，以及如何通过合理的几何形状和材料选择来提高结构的稳定性，避免发生灾难性的整体失稳。 第七章：材料的生命周期——疲劳、蠕变与老化 材料并非永恒不变。在长期的服役过程中，它们会经历各种形式的退化。本章将探讨材料的“生命周期”中的重要现象，包括疲劳（fatigue）、蠕变（creep）和老化（aging）。疲劳是指材料在反复循环载荷作用下，即使载荷远低于其静态强度，也可能发生断裂的现象。我们将学习S-N曲线（应力-寿命曲线），理解应力幅（stress amplitude）、应力比（stress ratio）等参数对疲劳寿命的影响。蠕变是指材料在恒定载荷和高温下随时间发生的缓慢变形。我们将探讨蠕变速率（creep rate）以及蠕变对结构长期性能的影响。老化则是材料在环境因素（如温度、湿度、紫外线等）作用下性能逐渐衰减的过程。理解这些现象，有助于我们进行更可靠的长期结构设计和寿命预测。 第八章：力学的可视化——数值分析与模拟技术 随着计算机技术的飞速发展，数值分析和模拟技术已成为现代工程分析的强大工具。本章将介绍如何运用这些工具来解决复杂的力学问题。我们将触及有限元方法（Finite Element Method, FEM）的基本思想，即如何将复杂的连续体离散为有限个小单元，从而用代数方程组来近似求解微分方程。本书将概述有限差分方法（Finite Difference Method, FDM）等其他数值方法。我们将探讨如何利用商业化的有限元软件进行结构分析，如应力分析、变形分析、模态分析和瞬态动力学分析。通过可视化技术，我们可以直观地观察力的传递路径、应力分布以及结构的动态响应，从而更好地理解和优化设计。 第九章：跨越界限——多学科的力学融合 力学并非孤立存在，它与许多其他学科紧密相连，并相互促进。本章将探讨力学与其他领域的交叉与融合。我们将审视材料科学如何为力学提供更先进、更智能的材料，例如复合材料（composites）、纳米材料（nanomaterials）和智能材料（smart materials），以及它们如何改变结构的性能和设计理念。我们还将探讨流体力学（fluid mechanics）与固体力学的结合，例如空气动力学（aerodynamics）和水动力学（hydrodynamics）在飞机、船舶设计中的重要性。此外，生物力学（biomechanics）的研究，将人体或生物体的力学行为作为研究对象，也为工程师提供了新的启发。最后，我们将展望计算力学（computational mechanics）的未来发展趋势，以及它在解决日益复杂的工程挑战中的潜力。 结论 《建筑力学之旅》是一次探索力的奥秘的深度体验。本书不拘泥于单一材料的束缚，而是致力于揭示隐藏在万物运动和结构形态背后的普适性力学原理。通过从微观粒子的相互作用到宏伟巨构的稳定性分析，从静态平衡的精妙到动态响应的复杂，从材料的内在属性到数值模拟的强大，本书旨在为读者构建一个全面、深刻的力学认知框架。掌握这些基本原理，将使我们能够更自信、更有创造力地去理解、设计和建造属于我们这个时代的宏伟工程，甚至超越我们今日的想象。旅程的终点，便是我们对工程世界更深邃的洞察和更强大的创造力。

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我这次阅读《混凝土结构基本原理》的体验，简直像是在参加一场深入的结构设计研讨会。这本书的叙事节奏和章节安排非常流畅，完全颠覆了我对传统教材那种刻板印象。比如，在介绍楼板设计时，它不是孤立地讲解板的弯矩，而是立即衔接到楼板与梁、墙体的连接构造细节，以及如何处理洞口周围的应力集中问题。书中关于“施工质量对结构安全影响”的论述尤为精辟，它用实际案例说明了，即使设计完全合规，施工偏差也可能导致灾难性的后果，并据此提出了优化设计审查流程的建议。这种跨越了纯理论和纯施工的综合性视角，使得整本书的知识体系异常饱满和实用。我特别喜欢它在讲解材料特性时，穿插了对新材料，比如高性能混凝土或纤维增强混凝土在传统结构中应用的初步探讨，这为我们展望未来的结构发展指明了方向。

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说实话，我本来对学习这类基础结构书籍持保留态度，总觉得内容陈旧，但《混凝土结构基本原理》彻底改变了我的看法。这本书的语言风格极其清晰有力，绝无拖泥带水之处。它在介绍极限状态设计法时，非常注重安全系数的取值哲学，而不是仅仅罗列数字。作者巧妙地将材料强度的不确定性、荷载的不确定性与结构模型的不确定性进行了量化的区分，这对于理解设计安全裕度的真正来源至关重要。阅读过程中，我仿佛被引导着一步步从微观的材料界面行为，上升到宏观的整体结构反应，这种由浅入深、层层递进的逻辑构建，让人在理解复杂问题时感到豁然开朗。它对于提升从业人员对“安全”二字的敬畏之心和科学认识，起到了潜移默化的作用，绝对是结构领域值得反复研读的经典之作。

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这本《混凝土结构基本原理》简直是结构工程师的福音，它不像某些教科书那样晦涩难懂，而是以一种非常直观和实用的方式，将复杂的受力分析和设计规范娓娓道来。我特别欣赏作者在讲解钢筋混凝土构件抗裂性与变形控制时的细腻之处。书中不仅详细阐述了裂缝产生的原因、扩展机理，还配有大量实例图表，让原本抽象的力学概念变得触手可及。特别是对于不同荷载作用下结构响应的分析，作者采用了多角度的解读，有基于材料本构模型的理论推导，也有结合工程实际的经验性判断。读完相关章节，我感觉自己对梁、板、柱等主要构件的“性格”有了更深的理解，不再是机械地套用公式，而是真正明白了为什么需要这样的设计构造，这对于提升我的工程判断力至关重要。书中的配图质量极高，清晰的剖面图和受力示意图，省去了我反复在规范和其他参考书中来回翻阅的时间，极大地提高了学习效率。

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我是一名刚入行的结构设计新人，手头上的教材读起来总觉得与实际工作脱节，很多概念停留在理论层面，直到我接触了这本《混凝土结构基本原理》。这本书最让我惊喜的地方在于它对“施工性”和“耐久性”的重视程度。很多理论书籍只关注强度和稳定性，但本书深入探讨了混凝土在浇筑、养护过程中的实际问题，比如如何避免冷缝、如何控制早期收缩裂缝等。作者在讲述受剪承载力时，并没有仅仅停留在“斜截面受拉破坏”的单一模式，而是结合了剪力墙和框架节点等复杂情况，提供了非常详尽的验算流程。更值得称赞的是，它对规范的引用非常精准，几乎每一处关键的设计原则都有明确的条文出处标注，这为我日后出图和复核提供了坚实的依据。它更像是一位经验丰富的老工程师在手把手教你如何避免设计陷阱，而不是冷冰冰的学术论述。

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从一名结构力学背景深厚的科研人员的角度来看，这本书在理论深度和工程应用的结合上拿捏得相当到位。它没有回避关于混凝土非线性本构关系、长期荷载效应（如徐变和收缩）的复杂性，反而通过严谨的数学模型展示了这些因素如何影响结构的长期性能。比如，在处理预应力混凝土构件时，作者对预应力损失的计算给出了多套评估体系，并对比了它们在不同应力状态下的适用性，这种深度剖析远超一般教材的平均水平。再者，书中对地震作用下混凝土结构的延性设计理念阐述得非常透彻，将“强柱弱梁”、“良好传力路径”等概念用清晰的破坏模式图进行了可视化。这本书的价值在于，它不仅告诉你“怎么做”，更让你深刻理解“为什么必须这么做”，对于从事高性能结构研究的人来说，这是一本不可多得的参考宝典。

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