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出版者:

作者:Gorenc, Branko E./ Tinyou, Ron/ Syam, Arun

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:2005-9

价格:$ 77.91

装帧:

isbn号码:9780868405735

丛书系列:

图书标签:

• Steel Design
• Structural Engineering
• Civil Engineering
• Construction
• Steel Structures
• Design Handbook
• Engineering Design
• Building Codes
• Load Calculation
• Connection Design

结构工程师的职业素养与实践指南：优化设计、风险控制与前沿技术应用 书籍名称：结构工程师的职业素养与实践指南：优化设计、风险控制与前沿技术应用 内容简介： 本书是一部面向当代结构工程师、结构设计人员以及相关领域专业人士的深度实践指南。它超越了传统结构设计规范的机械性引用，着重于提升工程师在复杂工程项目中的决策能力、创新思维和风险管理水平。在当前建筑与基础设施行业对安全、经济性和可持续性要求日益提高的背景下，本书旨在提供一个全面的、以实践为导向的框架，帮助专业人士驾驭从概念设计到施工交付的整个项目生命周期。 第一部分：结构设计哲学的重塑与基础深化 本部分致力于探讨结构设计背后的核心哲学，强调从“满足规范”向“追求卓越性能”的转变。 1.1 结构可靠性与风险认知的深度解析： 结构安全是工程的生命线，但可靠性并非绝对的零风险。本章深入分析了概率极限状态设计方法（Reliability-Based Design），探讨了荷载模型的不确定性、材料性能的变异性以及施工误差对结构最终性能的影响。详细介绍了如何通过先进的可靠度指标（$eta$ 值）分析，为关键结构构件设定合理的风险容忍度。同时，对比了传统设计方法与基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）在风险量化上的差异，指导工程师如何在经济性和安全性之间找到最优平衡点。 1.2 概念设计阶段的优化路径： 优秀的设计始于优良的概念。本章强调在项目初期阶段进行“大尺度决策”的重要性。我们将探讨如何基于场地条件、功能需求和材料特性，快速评估多种结构体系（如框架、剪力墙、筒体、桁架系统）的优劣。重点讲解了如何运用拓扑优化原理和参数化设计方法，在初步阶段即锁定高效率的结构形态，从而为后续深化设计节省大量调整成本和时间。内容包括形态生成算法的应用以及对结构自重与地震响应耦合关系的敏感度分析。 1.3 现代结构材料的性能挖掘与应用： 本书不仅覆盖了传统钢筋混凝土和结构钢材的常规应用，更聚焦于新型高性能材料的工程化挑战。内容涵盖超高性能混凝土（UHPC）的抗裂机理与施工技术、自修复混凝土的潜力分析、高强度钢材在长跨结构中的应用边界，以及复合材料（如FRP）在结构加固与抗腐蚀设计中的精确计算方法。特别关注这些新材料在不同环境荷载（如高温、腐蚀性介质）下的长期耐久性评估。 第二部分：先进分析技术与性能验证 本部分深入讲解了结构工程师必须掌握的分析工具，特别是那些能揭示结构非线性行为和动态响应的复杂模型。 2.1 非线性有限元分析（FEA）的高级应用： 从基础的线弹性分析过渡到高级的非线性分析是现代结构工程师的必备技能。本章详细剖析了材料非线性（屈服、塑性）、几何非线性（大变形、P-$Delta$效应）和接触非线性（节点连接、支撑约束）的建模技术。重点指导读者如何选择合适的本构模型（如弹塑性、损伤模型），并进行收敛性分析和网格敏感性研究，确保数值结果的准确性和工程可解释性。 2.2 动力响应分析与抗震设计前沿： 超越等效静力法，本章深入探讨了多自由度体系的自由振动与强迫振动理论。详细介绍了模态分析、反应谱分析、以及时间历史分析（Time-History Analysis）的正确应用场景。对于高层建筑和特殊结构，本书提供了一套系统的风洞试验数据解读方法和风致振动控制策略（如调谐质量阻尼器TMD的参数优化与布置）。在抗震方面，侧重于性能化抗震设计（Pushover Analysis）的实施步骤和结果判读，以评估结构在不同烈度地震下的实际承载能力和破坏模式。 2.3 施工阶段的结构安全评估（4D/5D模拟）： 结构安全评估不应止于竣工图纸。本章强调施工过程中的临时结构与阶段性受力控制。通过引入4D（时间）和5D（成本）模拟技术，指导工程师如何预测施工顺序对结构整体刚度的影响，例如，在多阶段浇筑或钢结构拼装过程中，如何保证结构的临时稳定性和线形控制。内容包括对高支模体系、深基坑支护结构的受力监测与反馈控制机制。 第三部分：风险管理、施工协调与项目交付 本部分关注如何将理论知识转化为实际的、可交付的工程成果，强调跨专业协作和全生命周期的责任。 3.1 结构设计与施工图的“脱节”风险管理： 结构设计图纸与施工图之间往往存在信息鸿沟。本章分析了常见的“图纸歧义”引发的工地上问题，如钢筋构造的冲突、节点详图的遗漏或错误标注。提供了一套标准化的“设计审查清单”（Design Review Checklist），并介绍了BIM（建筑信息模型）在冲突检测（Clash Detection）中的应用，确保设计意图能被准确无误地传递给施工方。 3.2 复杂结构节点的设计优化与工厂化制造： 现代结构设计越来越依赖于高精度预制和工厂制造。本章聚焦于关键节点的精细化设计，如大型桁架节点、复杂节点域的焊接/栓接细节设计。探讨了如何通过参数化建模，将节点的几何信息直接转化为CNC加工指令，实现“从模型到制造”的无缝衔接，从而提高节点承载力、减少现场返工和保证几何精度。 3.3 结构工程师的法律责任与合同管理基础： 工程实践中，对规范的理解深度直接关系到工程师的法律责任界定。本章概述了工程合同、专业责任保险的关键条款，以及在设计变更、现场签证过程中如何进行清晰的书面记录和技术支持，以有效管理和界定工程师在项目不同阶段的责任边界。 3.4 结构工程的可持续性指标与生命周期评估（LCA）： 面向未来，结构设计必须纳入环境影响考量。本章介绍如何运用生命周期评估方法，量化结构设计选择（如采用预应力混凝土对比传统钢结构）对碳排放和资源消耗的影响。指导工程师在满足功能和安全的前提下，通过材料选择、构件延寿设计和可拆卸性设计，实现结构系统的环境友好性。 总结： 本书是结构工程师从“熟练操作者”成长为“行业思想领导者”的必备工具书。它倡导一种主动、前瞻性的工程思维，使读者不仅能设计出“合规”的结构，更能设计出“卓越、安全、经济且面向未来的”结构系统。

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