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出版者:

作者:顾纪清 编

出品人:

页数:772

译者:

出版时间:2010-8

价格:59.00元

装帧:

isbn号码:9787122049148

丛书系列:

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现代土木工程材料与结构设计实例解析 本书聚焦于当前土木工程领域前沿的结构设计理念、新型工程材料的性能应用以及复杂结构体系的施工控制，旨在为结构工程师、设计人员以及高等院校相关专业的师生提供一本兼具理论深度与工程实践指导性的参考资料。 --- 第一部分：先进工程材料的性能表征与应用拓展 第一章：高性能混凝土（HPC）的微观结构、力学性能与耐久性设计 本章深入探讨了高性能混凝土的组成设计原理，重点解析了活性矿物掺合料（如超细粉煤灰、硅灰、偏高岭土）对混凝土微观结构和宏观力学性能的影响机制。详细阐述了HPC在抗压强度、抗拉强度、抗折韧性以及极限拉伸应变方面的提升。内容覆盖了高性能混凝土的长期耐久性设计，包括针对海洋环境、高硫酸盐环境以及氯离子侵蚀环境的渗透性控制技术、抗冻融循环性能的提升策略。此外，本章还包含了自密实混凝土（SCC）的 Rheology 性能优化，如流动性保持时间、抗离析性测试标准（如J形坍落度试验、V形集料筛分测试）及其在复杂配筋结构中的浇筑工艺控制。书中提供了大量实际工程案例中，HPC材料配比优化曲线和长期性能监测数据。 第二章：新型结构钢材的焊接性、疲劳与断裂性能研究 本章侧重于超高强钢（UHPS）和耐候钢（Corten Steel）在现代大型结构中的应用挑战。对UHPS的屈服强度（达到800MPa以上）对应的低温韧性、焊接热影响区（HAZ）的脆化风险进行了系统的有限元模拟分析与试验验证。详细介绍了先进焊接工艺，如埋弧焊、电渣焊（ESW）在厚大截面构件中的质量控制要点，特别是对氢致裂纹的预防措施（如焊前预热温度的精确计算与控制）。对于耐候钢，深入剖析了其表面钝化锈层的化学成分、生长速率及其对基材的保护机理，并针对特定气候条件下锈层剥落风险的设计对策进行了探讨。本章还包含了疲劳寿命评估的最新标准（如Eurocode 3, AISC LRFD的最新修正），特别针对桥梁结构中应力循环谱的建立与疲劳损伤累积模型。 第三章：复合材料在结构加固与主体结构中的应用 本章系统介绍了碳纤维增强复合材料（CFRP）、芳纶纤维增强复合材料（AFRP）及玻璃纤维增强复合材料（GFRP）的力学性能优势与适用场景。重点讲解了CFRP在既有钢筋混凝土结构（RC）中的粘贴加固技术，包括梁的底面粘结、柱的环向约束包裹、以及构件抗剪承载力的提升方法。讨论了界面性能的评估，如胶粘剂的剪切强度、湿热环境下的耐久性衰减。对于GFRP筋材，分析了其在腐蚀敏感区域（如污水处理厂、海水浸泡环境）替代钢筋的优势，并详细阐述了GFRP筋材与混凝土的长期粘结性能退化模型。此外，本章还涉及纤维增强复合材料（FRC）在剪力墙和混凝土板中的应用，包括其提高抗裂性和延性的设计参数。 --- 第二部分：复杂结构体系的分析与设计方法 第四章：大跨度空间结构体系的稳定性与动力响应分析 本章专注于网壳、悬索结构和张拉整体（Tensegrity）体系的分析与设计。对空间结构的几何非线性（大变形）分析方法进行了详尽阐述，对比了弧长法、位移控制法在求解屈曲点附近的平衡路径时的优劣。在动力分析方面，详细介绍了模态分析、谱分析在评估结构自振特性和抗震设计中的应用。特别针对悬索结构，深入分析了预应力张拉过程中的控制技术、风振响应（涡激振动、抖振）的抑制措施，如安装调谐质量阻尼器（TMD）或粘滞阻尼器的选型与布置策略。书中提供了实际案例中，对埃菲尔铁塔、北京国家体育场等复杂结构的有限元模型建立与优化流程。 第五章：高层建筑结构抗风与抗震设计新范式 本章探讨了超高层建筑（超过400米）在多灾害作用下的耦合效应分析。详细阐述了风洞试验的动态模拟技术，包括压力脉动测量、等效静力荷载的确定方法。在抗震设计上，重点介绍了基于性能的目标化设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）流程，包括多阶段性能目标（即服役、立即使用、人员安全）的概率评估。引入了非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis）在评估结构损伤状态中的应用，并讨论了消能减震技术（如粘滞阻尼器、屈服耗能支撑）在降低层间位移角和顶层加速度方面的优化设计。针对核心筒-伸臂桁架结构体系，分析了不同刚度分配对结构整体扭转响应的影响。 第六章：既有结构的评估、可靠性分析与寿命预测 本章关注现有基础设施的健康监测与延寿设计。介绍了无损检测（NDT）技术，如超声波检测（UT）、地面穿透雷达（GPR）在混凝土内部空隙、钢筋腐蚀程度的定量评估。对于既有钢结构的承载力评估，详细解析了基于极限状态的校核方法，考虑了材料性能的退化、构件的疲劳损伤累积以及连接节点的可靠性折减。本章还包含了结构健康监测（SHM）系统的数据采集、处理与状态评估，包括应变片、加速度计、光纤传感器（FBG）的部署策略。重点阐述了基于可靠性指标（如$eta$值）的结构寿命预测模型，以及在评估结果基础上制定的分级加固或更换方案。 --- 第三部分：工程施工中的质量控制与数字化集成 第七章：复杂钢结构连接的施工精度控制与质量保证 本书专门辟出一章详细分析了现代钢结构中，高精度螺栓连接（如摩擦型高强度螺栓连接）和焊接连接的施工现场控制要点。针对螺栓连接，详细介绍了扭矩系数的标定、现场扭矩值检测方法（如扳手法、转角法），以及如何应对环境湿度、钢材表面处理对预拉力的影响。在焊接质量控制方面，强调了焊前坡口清理、焊剂的烘干与回收、以及多层多道焊过程中的层间温度控制。对无损检测技术（RT, UT, MT, PT）在钢结构安装验收中的应用规范与缺陷判读标准进行了详细的图解说明，特别是对咬边、未焊透、夹渣等常见缺陷的预防与处理流程。 第八章：施工过程中的环境荷载控制与临时结构设计 本章聚焦于结构施工阶段可能面临的极端荷载风险。详细分析了施工阶段风荷载、雪荷载、以及起重设备移动载荷对未完全锁定结构的瞬时影响。对于高耸结构，给出了临建阶段的稳定验算要点，包括对塔吊基础的干扰分析。在临时结构设计方面，重点讲解了支撑体系（如碗扣式脚手架、支撑架）的荷载传递路径、稳定性校核（考虑侧向刚度不足），以及临时开口对主体结构刚度的影响评估。本章还涵盖了混凝土结构施工期间的温度控制——外温梯度、水化热累积对内部应力的影响及预防裂缝产生的养护措施。 第九章：BIM技术在结构施工模拟与信息集成中的应用 本章探讨了建筑信息模型（BIM）从设计阶段向施工深化阶段的有效转化。详细介绍了如何利用BIM模型进行碰撞检测、净空校验以及施工顺序的模拟（4D模拟）。重点讲解了钢结构深化设计中，利用Revit/Tekla等软件进行的族库管理、详图生成与信息关联（如构件编码、材质信息、安装坐标系）。此外，本章还讨论了BIM与现场技术（如全站仪、三维激光扫描）的集成应用，以实现对安装偏差的实时反馈与修正，确保复杂节点在现场的几何精度满足设计要求。本书提供了从LOD 300到LOD 400的结构信息模型递交标准与内容要求。

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