具体描述
Medicine, chemistry, physics and engineering stand poised to benefit within the next few years from the ingenuity of complex biological structures invented and perfected by nature over millions of years. This book provides both researchers and engineers as well as students of all the natural sciences a vivid insight into the world of bioelectronics and nature's own nanotechnological treasure chamber.
好的，这是一份关于一本名为《现代结构工程设计与实践》的图书简介，内容详实，且不涉及“Bioelectronics”的相关主题。 --- 现代结构工程设计与实践：理论、方法与前沿应用 图书信息： 书名： 现代结构工程设计与实践 作者： 资深结构工程师团队 出版社： 权威工程技术出版社 页数/字数： 约 950 页 / 160 万字 目标读者： 土木工程、结构工程专业本科高年级及研究生、注册结构工程师、工程设计与施工领域的专业技术人员。 内容概述 本书旨在系统、全面地梳理和阐述当代结构工程领域的核心理论、先进设计方法、关键技术标准以及前沿应用实践。面对现代社会对基础设施复杂性、可靠性、可持续性和韧性日益增长的需求，本书将传统结构力学的深厚基础与新兴材料、智能监测、高性能计算等前沿科技相结合，为读者提供一套从概念设计到竣工验收的全生命周期工程实践指导。 全书共分为五大部分，涵盖了从基础理论的深化到特定结构体系的复杂应用，再到数字化和可持续性发展的最新趋势。 --- 第一部分：结构分析与性能化设计基础深化 (Foundations of Advanced Analysis and Performance-Based Design) 本部分着重于现代结构分析工具的原理和应用，将传统基于规范的“应力控制”设计范式，提升到更科学的“性能化”设计高度。 1. 结构动力学与地震工程的最新进展： 详细探讨了非线性动力响应分析（如 PUSHOVER 分析、时间历史分析）的数值实现及其在复杂构件（如屈曲约束支撑、粘滞阻尼器）建模中的应用。重点介绍了基于性能点的设计方法（Performance-Based Seismic Design, PBSD），阐述了如何根据不同地震风险等级，确定结构应达到的损伤状态和可接受的概率。 2. 材料本构模型的精确描述： 超越传统的线弹性假设，本书深入研究了钢材、钢筋混凝土、预应力混凝土以及新型高强度材料在复杂荷载组合下的本构关系。特别是针对混凝土的损伤塑性模型、钢材的低周疲劳行为，提供了精确的有限元参数化方法。 3. 高级结构分析技术： 详述了二阶效应分析（P-Δ 效应）的精确处理、接触面分析在基础和挡土结构中的应用，以及在超高层建筑中必须考虑的扭转效应和风致响应分析。 --- 第二部分：复杂结构体系设计与施工控制 (Design and Construction Control of Complex Structural Systems) 本部分聚焦于当前工程实践中遇到的复杂结构类型，强调理论与施工可行性的紧密结合。 1. 超高层建筑的挑战与对策： 深入分析了巨型框架、伸臂桁架、核心筒-巨型柱体系的相互作用机理。内容包括：高效的垂直交通流优化、结构刚度与竖向差异沉降控制、以及抗风刚度需求的确定。特别对减隔震技术在超高层建筑中的集成设计进行了详细案例分析。 2. 大跨度空间结构与复杂屋盖系统： 覆盖了网壳结构、张拉整体结构（Tensegrity）以及复杂曲面结构的设计与施工控制。讨论了索网结构的预应力张拉工艺、空间结构的线形控制以及对荷载（如积雪、风压）的精细化评估。 3. 基础设施工程的特殊考量： 详细介绍了大型桥梁（斜拉桥、悬索桥）的非线性施工过程分析（如索力平衡、恒载平衡）、深厚基坑工程的土体-结构相互作用（SSI）分析，以及隧道结构在复杂地质条件下的衬砌设计与变形控制。 --- 第三部分：结构抗震与结构韧性增强 (Seismic Resilience and Structural Robustness) 在全球地震活动频发的背景下，本部分将结构安全性提升至“韧性化”层面，强调在遭受极端事件后快速恢复功能的能力。 1. 现代抗震设计规范的深度解读： 对国际主流抗震规范（如 Eurocode 8, ASCE/SEI 7, 中国抗震规范）的核心设计理念、承载力与延性要求进行了对比分析，指导读者在不同法规环境下进行优化设计。 2. 主动与被动控制技术： 详细介绍了粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器、屈服耗能支撑等被动控制装置的选型、布置原则和性能验证。同时，对半主动控制系统（如基于传感器反馈的调谐质量阻尼器 TMD）的工作原理和集成设计进行了探讨。 3. 结构韧性化设计策略： 引入了“可修复性”和“冗余度”的概念。探讨了采用摇摆柱（Rocking System）、自复位支撑等前沿技术，实现结构在强震后损伤可控、功能快速恢复的设计路径。 --- 第四部分：新型材料与可持续性结构 (Novel Materials and Sustainable Structures) 本部分关注结构工程的未来发展方向，即材料创新与环境责任的统一。 1. 新型高性能材料的应用： 重点介绍了超高性能混凝土（UHPC）的应力-应变特性、抗裂机理及其在关键节点、预制构件中的应用优势。同时，分析了纤维增强聚合物（FRP）在结构加固与耐腐蚀结构中的可行性。 2. 木结构工程的复兴与创新： 深入研究了正交胶合木（CLT）的力学性能、防火性能以及大跨度工程中的应用潜力。涵盖了 CLT 结构体系的连接节点设计、受潮敏感性评估等关键议题。 3. 绿色与低碳结构设计： 探讨了结构设计如何响应“净零碳”目标。内容包括：结构设计优化以减少材料用量（如拓扑优化在结构选型中的应用）、再生材料在结构工程中的应用标准，以及全生命周期评估（LCA）在结构选型决策中的权重。 --- 第五部分：结构工程的数字化转型 (Digital Transformation in Structural Engineering) 本部分涵盖了将信息技术引入结构工程全生命周期的关键工具和方法。 1. 建筑信息模型（BIM）在结构深化中的应用： 不仅是三维建模，更深入探讨了 BIM 与结构分析软件（如 ETABS, SAP2000, Midas Gen）的数据接口、碰撞检测、施工模拟（4D）以及资产管理（5D, 6D）的集成流程。 2. 结构健康监测（SHM）与智能维护： 阐述了分布式光纤传感（FBG）、加速度计网络在长期监测中的数据采集与处理。重点在于如何将实时监测数据融入结构性能评估模型，实现基于状态的预测性维护策略，而非定期的例行检查。 3. 增材制造（3D 打印）在结构构件中的潜力： 讨论了 3D 打印技术在制造复杂几何形状节点、高性能材料试件以及原型结构验证中的最新研究成果与工程化挑战。 --- 总结 《现代结构工程设计与实践》不仅是一本技术手册，更是一部面向未来挑战的思维导图。它要求工程师超越规范的条文限制，运用先进的分析工具和前沿的材料科学，设计出既安全可靠又具有环境责任感的现代基础设施。本书的深度和广度，确保读者能够掌握从经典理论到工程实践的无缝过渡能力。
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