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出版者:

作者:姚祖康

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:2011-12

价格:66.00元

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isbn号码:9787114095481

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• 不错的一本书
• 沥青路面
• 结构设计
• 道路工程
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• 耐久性
• 承载能力

现代建筑结构设计：从理论到实践的深度探索 本书聚焦于当前土木工程领域最前沿、最具挑战性的结构设计课题，旨在为结构工程师、岩土工程师以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一本全面、深入且实用的参考指南。 本书严格围绕现代建筑结构体系的优化、新型材料的应用以及复杂荷载作用下的结构响应分析展开，系统性地阐述了如何将最新的科研成果转化为安全、经济、耐久的工程实践。我们摒弃了对基础理论的重复性描述，而是将重点放在那些决定现代工程项目成败的关键技术点上。 第一部分：高性能结构体系的革新与优化 本部分深入探讨了超越传统钢筋混凝土和普通钢结构的新一代高性能结构体系。 第一章：超高性能混凝土（UHPC）的结构应用与韧性提升 本章详细分析了UHPC在结构设计中的独特优势，特别是其卓越的抗压强度和极低的渗透性。重点讲解了应力-应变关系的非线性模型，以及UHPC构件在极限状态下的延性设计方法。内容涵盖： 微观结构对宏观性能的影响： 纤维增强机制与界面过渡区（ITZ）的优化。 UHPC在复杂节点域的设计策略： 如何处理高应力集中区域的配筋优化，确保整体结构的协同工作。 预应力UHPC构件的性能评估： 考虑长期荷载效应下的应力松弛与徐变对预应力的影响。 第二章：新型钢材与轻型钢结构的抗震设计 针对高层建筑和空间结构对自重敏感性的要求，本章着重介绍高强钢材和耐候钢在结构中的应用。 屈服强度高于500MPa的钢材的塑性性能分析： 如何精确模拟其屈服平台后的强化阶段，并将其纳入抗震设计规范。 薄壁型钢结构（Cold-Formed Steel）的局部和整体屈曲控制： 引入有限元方法对板件的局部屈曲模态进行预测，并提出有效的加劲和约束措施。 耗能减震技术与钢结构的集成： 结构设计中如何无缝嵌入粘滞阻尼器、屈曲约束支撑（BRB）等消能元件，确保结构在罕遇地震下的冗余度和可修复性。 第三章：木结构工程的跨界融合：重型胶合木（Glulam）与交错层压木材（CLT） 本书将结构设计的前沿拓展至可持续发展的木结构领域，重点关注其在多高层建筑中的应用潜力。 CLT板材的横向抗剪性能建模： 分析层间粘结失败模式，以及如何通过优化的胶合方式提高其整体抗剪承载力。 木-混凝土混合体系的界面设计： 探讨不同连接件（如剪力钉、螺栓群）在传递剪力和弯矩时的性能差异，并给出基于性能的连接设计流程。 火灾荷载下的结构安全评估： 不仅限于碳化层的计算，更深入到核心木材的残余承载力与热应力分析。 第二部分：复杂环境与荷载下的结构动力响应分析 本部分专注于传统静力设计范畴之外的非线性、时变和耦合效应分析。 第四章：风致振动与气动弹性稳定性分析 高耸、纤细的结构（如超高层塔楼、悬索结构）对风荷载的敏感性要求更精细的分析手段。 脉动风压的频谱分析与荷载模拟： 讲解如何基于实际风场数据，生成符合结构频率特性的随机风荷载模型。 非线性气动弹性理论的应用： 针对绕流敏感结构（如箱形截面），分析涡激振动（VIV）和颤振（Flutter）的临界速度预测。 主动与被动控制措施的设计耦合： 如何将调谐质量阻尼器（TMD）的设置参数，与结构的模态振型和风致激励的频率特性精确匹配。 第五章：地震作用下的非线性动力反应与性能化设计 性能化设计是现代抗震设计的核心，本书侧重于如何从“抗倒”向“可控损伤与快速修复”转变。 基于性能的塑性铰区域化设计： 明确界定结构中不同构件的预期损伤等级（操作级、安全级、防倒塌级），并据此分配塑性变形能力。 增量动力分析（IDA）与需求响应谱的构建： 详细介绍IDA的计算流程，以及如何利用分析结果生成反映结构非线性性能的曲线图。 基底隔震与主动控制的耦合设计： 讨论如何优化隔震支座的非线性特性（如铅芯橡胶支座的滞回性能），以适应不同强度地震的响应需求。 第六章：结构与岩土工程的相互作用（SSI） 结构基础的柔性是影响复杂结构动态响应的关键因素，本章强调SSI的精确建模。 频依恋与频非依恋的土体本构模型选择： 针对不同地震频率范围，选择合适的土体阻尼和刚度参数。 弹性-粘塑性基础模型（如Winkler弹簧与等效体弹簧的组合）的参数化： 如何从地质勘察数据推导出适用于动力分析的SSI参数集。 深基坑与地下结构在地震作用下的荷载传递机制： 分析土体和结构共同作用下的应力重新分布过程。 第三部分：数字化设计与建造的集成方法 本部分关注如何利用先进的计算工具和建造技术，实现设计流程的集成化和智能化。 第七章：基于先进有限元程序的建模与求解技术 本书强调对通用有限元软件（如ABAQUS, ANSYS）背后求解器的理解，而非仅仅停留在操作层面。 接触与大变形问题的数值稳定性： 讲解如何调整时间步进策略、选择合适的积分点和接触算法，以避免结构分析中的求解震荡。 多尺度建模策略： 如何在同一模型中，对局部细节（如螺栓连接）采用精细化模型，而对整体结构采用梁单元或壳单元，并实现有效的信息传递。 材料非线性的精确控制： 重点讨论如何校准混凝土的开裂模型和钢材的损伤累积模型，以更好地预测极限承载力。 第八章：参数化建模与优化设计的工作流 面对日益复杂的结构形态和严格的能耗限制，参数化设计是提高效率的关键。 Grasshopper/Dynamo在结构几何生成中的应用： 介绍如何将结构拓扑设计、受力分析与几何重构流程串联起来。 多目标结构优化算法的实践： 应用遗传算法（GA）或粒子群优化（PSO）来同时优化结构的重量、成本和结构性能指标（如最大位移、应力集中指数）。 与BIM/数字孪生对接的数据库管理： 讨论结构分析结果（如内力、挠度、安全系数）如何结构化地输出，并无缝集成到建筑信息模型中，为后续的施工管理提供精确数据。 本书的编写风格力求技术严谨、论述清晰、图表详尽，每章均包含具有挑战性的案例分析，引导读者跳出传统规范的限制，用更深层次的工程科学思维解决实际问题。它不是一本结构规范的解读手册，而是工程师在面对创新结构和极端荷载时，提升决策能力的工具书。

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这本书的装帧设计相当有质感，封面那种深邃的黑色调配上烫金的字体，透露出一种专业且沉稳的气息，让人一上手就知道这不是一本泛泛而谈的科普读物。我翻开目录时，首先注意到的是其章节的逻辑编排，从基础理论的引入，到各种路面结构类型的详细剖析，再到实际施工中的质量控制和后期维护，脉络非常清晰。特别是关于材料力学在沥青结构设计中的应用那几章，作者似乎并未停留在教科书的皮毛介绍，而是深入挖掘了沥青混合料在不同温度、荷载条件下的本构关系，这对于我这种需要进行精细化设计的工程师来说，简直是雪中送炭。书中大量的图表和实例数据支撑，极大地增强了理论的可操作性，不再是空洞的公式堆砌，而是能直接指导工作。光是关于“千年路面”的耐久性设计章节，就涵盖了疲劳开裂、车辙变形、水损害等多种失效模式的预防措施，光是这些细节的丰富程度，就值回票价了。我尤其欣赏作者在案例分析中对环境因素的考量，比如在高寒地区和热带地区的结构差异化处理，这种考虑周全的叙述方式，让这本书的适用范围得到了极大的扩展。

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读完这本书的头几章，我最大的感受是作者对工程实践的深刻洞察力。很多行业内的同行都会把设计规范和标准当作圣经，但这本书却敢于在合理范畴内探讨规范背后的局限性，并提出了基于现场经验的优化建议。举个例子，在讨论路基处理和基层结构设计时，作者并没有简单地复制现行的设计参数，而是详细对比了不同集料来源、不同压实度标准对整体结构承载力的长期影响，甚至提到了近年来新兴的再生骨料在结构层中的应用潜力，这一点非常前沿。文字风格上，行文流畅中带着一丝老派工程师的严谨，遣词造句精准到位，没有一句废话，但同时又非常注重概念的易懂性，即便是初入行业的新人也能顺着作者的思路逐步深入。我特别留意了关于“荷载谱系分析”的部分，书中对交通流的动态模拟和预测模型进行了细致的阐述，这比传统的等效标准车次法要先进得多，体现了作者紧跟国际前沿研究的步伐。总而言之，它更像是一位经验丰富的老专家，在手把手地教你如何构建一个既符合规范又真正耐用的沥青路面体系。

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从整体阅读体验来看，这本书更像是一本可以放在手边随时翻阅的“高级工具书”，而不是一本读完就束之高阁的纯理论著作。它最大的价值在于提供了一种系统化的思维框架，去审视沥青路面设计中的每一个决策点。它教会的不是“怎么做”，而是“为什么这么做”，以及在不同约束条件下“最优解”的选取逻辑。例如，在讨论排水设计时，它深入剖析了路面水损害的机理，并基于水动力学原理推导了不同厚度排水层和防渗透层的设计要点，而不是简单地给出一个经验公式。我发现自己开始用一种更批判、更全面的视角去审视手头正在进行的项目中的一些既定参数。这本书的叙事节奏是稳健而有力的，作者在关键节点处会适当地插入一些个人经验总结，让原本严肃的工程技术内容变得人性化起来，读起来丝毫不觉得枯燥，反而有一种被引导着不断探索的求知欲。

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这本书的理论深度和广度令人印象深刻，特别是它对沥青粘结料的先进改性技术进行了详尽的梳理。我本以为这方面的介绍会很简略，但作者竟然专门开辟了章节来讨论高分子改性沥青（如SBS、SBR）的微观结构如何影响宏观性能，以及如何通过控制改性剂的掺量和分散均匀度来优化抗车辙能力和低温抗裂性。书中引用的文献资料跨越了过去三十年，显示出作者扎实的学术功底和持续的研究热情。更难能可贵的是，作者没有陷入纯粹的学术争论，而是始终将理论研究的落脚点放在工程效益上，比如如何通过粘结料的优化，来延长路面结构的使用寿命，从而实现全生命周期成本的降低。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的写作方式，使得全书的论述充满了活力和说服力。阅读过程中，我多次停下来思考作者提出的“动态模量与应力松弛”之间的关系，这对于理解沥青层在长期服役中的隐性疲劳积累至关重要。

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这本书的排版和插图质量，坦白说，在同类专业书籍中属于上乘之作。我是一个视觉学习者，对图文并茂的资料有特殊偏好。这本书在这方面做得非常到位，每一个关键结构剖面图，无论是加筋、排水层还是不同类型的面层叠加，都绘制得清晰无比，线条的粗细和阴影的处理，使得三维结构在二维平面上得到了很好的展现。而且，那些流程图和表格的制作，看得出是经过精心设计的，它们有效地将复杂的计算步骤或材料配合比的调整逻辑，简化成了直观的步骤导引，极大地减少了阅读理解的认知负荷。我特别喜欢它对“早期病害诊断”的那部分配图，那些不同类型裂缝的实景照片和对应的结构受力分析图并置，让人一眼就能辨识问题所在。如果说有什么可以改进的地方，可能是在一些复杂计算模型的代码实现上可以稍微多给一点参考，但考虑到本书的定位可能更偏向于设计理论而非编程实现，这一点瑕不掩瑜。它给人的感觉是，每一页的制作都是经过深思熟虑的，充满了对读者阅读体验的尊重。

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