Mechanical And Electrical Systems In Construction And Architecture pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prentice Hall

作者:Dagostino, Frank R.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:115.2

装帧:HRD

isbn号码:9780130119957

丛书系列:

图书标签:

• Mechanical Engineering
• Electrical Engineering
• Construction
• Architecture
• HVAC
• Plumbing
• Building Services
• Sustainable Design
• MEP
• Building Systems

建筑与结构工程基础：现代建筑的物理与材料科学探析 图书概述 《建筑与结构工程基础：现代建筑的物理与材料科学探析》旨在为工程专业学生、建筑师及相关领域的专业人士提供一套全面、深入的建筑结构与材料科学基础知识体系。本书摒弃了传统教科书中常见的纯粹理论推导，而是侧重于将工程力学原理、材料性能测试与实际建筑应用紧密结合。全书围绕现代建筑对安全性、耐久性和可持续性的严苛要求，系统地阐述了结构设计的基本概念、关键材料的物理特性、荷载的分析与传递，以及施工过程中的质量控制要点。 第一部分：建筑结构力学与分析基础 本部分是理解建筑稳定性和安全性根基的起点。我们首先探讨静力平衡的基本原理，并将其应用于常见的建筑构件，如梁、柱和墙体。 第1章：结构体系与基本假设 本章详细界定了结构工程中的核心概念，包括理想化的结构模型（如理想线弹性材料、忽略几何非线性等）及其在初步设计中的应用价值。重点分析了静定结构与静不定结构的区别，并介绍了力法、位移法等经典分析工具的适用范围和基本操作流程。此外，对建筑结构所承受的外部作用（荷载）进行了分类和量化，包括恒荷载、活荷载、风荷载和地震作用的初步评估方法，为后续的荷载组合与设计提供了理论基础。 第2章：材料本构关系与应力分析 深入研究材料在受力下的响应。本章详细阐述了应力（Stress）和应变（Strain）的概念，以及材料的弹性模量、泊松比等弹性参数。我们将时间对材料性能的影响纳入考量，讨论了粘塑性、蠕变和应力松弛现象，尤其是在高分子材料和混凝土等非金属材料中的体现。章末通过丰富的实例，演示了如何利用二维应力分析工具（如 Mohr's Circle）来确定结构内部的危险点应力状态，并引入了失效理论（如最大剪应力理论、最大畸变能理论）在判断材料破坏临界点时的应用。 第3章：梁与框架结构分析 梁是承受弯矩和剪力的主要构件。本章聚焦于梁的内力计算，详细推导了挠度、转角与内力的微分方程关系，并系统介绍了积分法、叠加法在求解复杂简支梁和连续梁问题中的应用。对于框架结构，本章着重分析了侧向刚度对整体结构稳定性的影响，并介绍了简化剪力墙模型和侧向位移计算的实用方法，为高层建筑的抗侧力设计奠定基础。 第二部分：先进建筑材料的特性与应用 本部分将视角从理论力学转向材料科学，深入剖析现代建筑中广泛使用的主要结构材料的微观结构、宏观性能及耐久性问题。 第4章：结构钢材的冶金与性能 本章系统回顾了结构钢材的制造过程，特别是热处理工艺对钢材晶体结构和力学性能（屈服强度、抗拉强度、韧性）的影响。重点讨论了不同等级钢材（如Q355、高强钢）的焊接性能和疲劳抗力。在应用层面，本章详细分析了钢结构连接节点（螺栓连接、焊接连接）的设计原则和验算方法，强调了火灾荷载下钢材承载力的降低规律及其防护措施。 第5章：钢筋混凝土的配合比设计与耐久性 钢筋混凝土是应用最广泛的结构材料。本章超越了传统的强度设计法，转而关注极限状态设计法（LSD）。详细讲解了水灰比、骨料级配、外加剂对混凝土工作性、强度和收缩的影响。重点探讨了钢筋与混凝土的粘结机理、保护层厚度的确定依据，以及氯离子侵蚀、碳化作用对钢筋锈蚀的诱发机制，强调了提高混凝土密实度和降低渗透性的重要性。 第6章：新型结构材料的性能评估 本章面向未来建筑技术，介绍了高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）的材料特性，包括其极高的抗压强度和自密实特性。同时，对现代工程中使用的复合材料（如FRP筋材）的拉伸性能、耐腐蚀性及其在既有结构加固中的应用进行了评估。此外，还涵盖了木结构工程中胶合木（Glulam）的力学性能分析及其在可持续建筑中的潜力。 第三部分：荷载、稳定与施工控制 本部分将分析结果转化为实际的设计与施工指导，关注结构在长期服役中的安全性和施工过程的质量保证。 第7章：结构稳定性与失稳模式 稳定性是结构设计中的关键挑战。本章详细分析了轴心受压构件（柱）的欧拉屈曲理论，并引入了考虑初始缺陷和残余应力的截面折算长度概念。对于框架结构，本章重点讨论了侧向扭转失稳的判别标准，以及如何通过设置消能支撑（如斜撑、剪力墙）来有效提高结构的整体稳定性，特别是针对细长结构和悬挑构件。 第8章：地震作用下的结构响应与抗震设计原则 本章基于动力学基础，解释了地震波的特性及其在结构中激发的振动模式。系统介绍了反应谱法和时程分析法的基本原理和适用条件。抗震设计部分着重于“强柱弱梁”的抗震延性设计理念，解释了塑性铰的形成机制以及如何通过构造措施（如箍筋加密区）来确保构件在超荷载作用下仍能保持足够的变形能力而不发生脆性破坏。 第9章：施工质量控制与无损检测 结构设计的成功最终依赖于精确的施工。本章从工程实践角度，探讨了施工现场对材料入场检验（如钢筋的力学性能复验、混凝土试块的强度评定）的关键环节。详细介绍了现代无损检测技术（NDT）在评估结构完整性中的应用，包括超声波法、回弹法、电磁感应法等，并说明了如何将检测结果反馈到结构评估和安全评估体系中。 结语 本书力求构建一座连接理论工程力学、前沿材料科学与现代建筑实践的桥梁。通过对这些基础环节的深入剖析，读者将能够超越简单的规范套用，真正理解结构安全背后的物理机制，从而设计和建造出更加安全、经济和持久的建筑作品。

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