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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Grandt, Alten F.

出品人:

页数:560

译者:

出版时间:2003-11

价格:1235.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780471214595

丛书系列:

图书标签:

• Structural Integrity
• Fracture Mechanics
• Fatigue
• Materials Science
• Engineering Mechanics
• Stress Analysis
• Failure Analysis
• Reliability Engineering
• Damage Tolerance
• Structural Health Monitoring

混凝土结构设计与施工的深度解析：一本面向实践与创新的指南 书名：Advanced Concrete Design and Construction Practices 作者：[请在此处填写作者姓名] 出版社：[请在此处填写出版社名称] --- 导言：迈向可持续与高性能混凝土工程的未来 在当今快速发展的土木工程领域，对结构可靠性、耐久性以及环境可持续性的要求达到了前所未有的高度。传统的混凝土设计与施工方法虽然经过了百年的检验，但在面对极端荷载、复杂环境侵蚀以及资源高效利用的挑战时，已显现出其局限性。本书《高级混凝土设计与施工实践》（Advanced Concrete Design and Construction Practices）旨在成为结构工程师、材料科学家、项目经理以及高级结构工程专业学生的一本权威参考书和实用指南。它将深度聚焦于最新的材料科学进展、创新的结构设计理念、先进的施工技术，以及确保结构全生命周期性能的质量控制体系。 本书的撰写核心理念在于弥合理论研究与工程实践之间的鸿沟，提供一套系统化、前瞻性的知识框架，使从业者能够设计和建造出更安全、更持久、更具成本效益的现代混凝土结构。 --- 第一部分：下一代混凝土材料的科学基础 本部分深入探讨了高性能和特种混凝土的最新发展，超越了传统的波特兰水泥基材料的范畴，为结构工程师提供了理解和应用新一代材料的坚实基础。 第一章：高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）的材料学 本章详细阐述了高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）的微观结构、性能优势及其设计方法。重点分析了活性粉末混凝土（RPC）的特性，包括其极高的抗压强度（可达150 MPa以上）、优异的抗拉性能、极低的渗透性以及显著提高的耐久性。讨论了UHPC中纤维增强体系（如钢纤维、聚合物纤维）的选择、配比优化以及搅拌工艺对均匀性和工作性的影响。此外，还深入剖析了UHPC在复杂应力状态下的本构模型及其在预制构件中的应用潜力。 第二章：可持续性与绿色混凝土替代品 面对全球对碳排放的严格限制，本章着重介绍了低碳混凝土的开发与应用。详尽比较了地聚合物混凝土（Geopolymer Concrete）、高炉矿渣水泥（GGBFS）、粉煤灰（Fly Ash）和硅灰（Silica Fume）等工业副产品在混凝土中的替代比例、对早期强度的影响以及长期耐久性的表现。探讨了碳捕集与利用（CCU）技术在混凝土固化过程中的应用，以及再生骨料（RCA）在满足结构性能要求下的合理使用范围与挑战。本章强调了生命周期评估（LCA）在评估绿色混凝土方案环境效益中的关键作用。 第三章：智能与自修复材料系统 本章聚焦于前沿的智能材料在结构工程中的集成。详细介绍了自修复混凝土的机制，包括利用微胶囊技术、细菌诱导的钙化过程（MICP）等方法，以应对微裂缝的产生，从而显著延长结构的使用寿命。此外，还探讨了嵌入式传感器技术（如光纤布拉格光栅 FBG、压电传感器）在实时监测混凝土内部应力、应变和早期早期水化过程中的应用，为结构健康监测（SHM）奠定了数据基础。 --- 第二部分：先进的结构设计理论与分析 本部分超越了传统规范的保守假设，引入了基于性能的、更精确的结构分析与设计方法，尤其关注复杂荷载条件下的极限状态设计。 第四章：基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD） 本章系统阐述了从传统的“抗力设计”向“性能目标驱动设计”的转变。详细介绍了非线性动力分析（如增量步推覆分析 Pushover Analysis）和时间历史分析在评估结构在不同地震风险水平下的性能（如即时使用、人员安全、防止倒塌）中的应用。重点讨论了新型耗能与隔震技术，包括粘滞阻尼器、屈服钢板阻尼器以及基础隔震系统的优化设计，确保结构在极端事件下仍能满足预设的性能指标。 第五章：极端荷载与环境作用下的结构响应 本章处理了结构设计中日益重要的极端工况。详细分析了爆炸冲击波荷载（Blast Loading）下的材料动态响应特性，以及如何通过强化混凝土构件的材料组合（如UHPC夹层、纤维网格）来提高其抗爆能力。在火灾设计方面，探讨了火灾持续时间、热梯度对钢筋和混凝土性能的退化机制，以及CFD（计算流体动力学）模型在模拟火灾作用下结构内部温度场分布的应用，指导更精确的防火封堵与保护策略。 第六章：后张预应力混凝土结构的优化设计与施工控制 针对大跨度结构和高层建筑中常用的后张预应力技术，本章深入探讨了预应力损失的精确计算模型，考虑了蠕变、收缩、钢绞线松弛的长期效应。详细分析了锚具的性能衰减、注浆密实度对预应力效率和耐久性的影响。特别关注了现场预应力钢束的无损检测技术，如电磁法和超声波法，以确保施工质量的可靠性。 --- 第三部分：创新施工技术与质量保证体系 本部分关注如何将先进的设计理念高效、高质量地转化为实际结构，重点介绍数字化施工、自动化以及严格的现场质量管理。 第七章：预制化与装配式混凝土结构工程 探讨了模块化和装配式混凝土结构（Precast and Modular Construction）的系统性设计方法。详细分析了连接节点的设计挑战——如何确保连接处在各种荷载作用下的强度、延性和耐久性同步。内容涵盖了干式连接、湿式连接以及混合连接的性能评估。并阐述了如何利用参数化设计工具（如BIM集成）来优化工厂生产流程，实现工厂制造与现场安装的无缝对接。 第八章：数字化建造与智能监测 本章介绍了现代施工现场中信息技术的应用。详细描述了建筑信息模型（BIM）在混凝土结构全生命周期管理中的集成应用，包括从材料追踪、模板设计优化到现场施工放线的数字化流程。重点介绍了3D打印混凝土技术（Additive Manufacturing）在复杂几何结构和定制化构件中的应用潜力、材料配方调整，以及打印路径规划对最终结构强度的影响。同时，探讨了无人机和激光扫描技术在施工过程中的质量检测与偏差控制。 第九章：混凝土结构的耐久性与维护策略 本章强调了结构耐久性设计的重要性，超越了简单的短期强度指标。深入分析了氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、碱骨料反应（AAR）等主要的劣化机理。提出了基于风险评估的耐久性设计方法，包括优化水灰比、使用高性能表面防护涂层、渗透阻挡技术。并为既有混凝土结构的评估、修复和加固（如碳纤维布、钢板粘结、外加层混凝土）提供了详尽的技术指南和案例分析。 --- 结语：结构工程的未来展望 本书最终的目标是培养新一代工程师的系统思维能力，使其能够应对日益复杂的工程挑战。通过对材料科学、先进分析技术和数字化施工的全面整合，本书提供了一个坚实的平台，以促进结构工程向更高效、更安全、更可持续的方向发展。读者将获得在实践中解决复杂问题所需的知识深度与广度。

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