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出版者:科学出版社

作者:梁兴文等编

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2004-2

价格:28.00元

装帧:平装

isbn号码:9787030127044

丛书系列:

图书标签:

• 混凝土结构
• 结构设计
• 土木工程
• 建筑工程
• 建筑结构
• 钢筋混凝土
• 结构力学
• 工程设计
• 高等教育
• 教材

土木工程领域的先驱之作：现代结构理论与实践的深度探索 （注：以下简介旨在全面介绍一本假想的、与《混凝土结构设计》主题不同但同属土木工程范畴的专业书籍，内容详实，力求展现专业深度。） 书名：《高性能钢结构体系的抗震性能与优化设计研究》 --- 导言：跨越传统，迈向新世纪的结构工程前沿 自工业革命以来，钢材以其优异的强度、延展性和可塑性，一直是现代土木工程领域不可或缺的基石。然而，随着人类对建筑安全性、可持续性及经济性要求的不断提高，传统的钢结构设计和分析方法已逐渐暴露出其在应对极端荷载（如强震、台风）以及复杂复杂几何形状时的局限性。 本书《高性能钢结构体系的抗震性能与优化设计研究》正是应运而生的一部深度专著，它系统性地梳理了21世纪以来钢结构工程领域所取得的突破性进展，特别是针对高延性钢材、新型连接节点、以及复杂空间结构在地震作用下的动力响应和优化策略进行了全面、深入的探讨。本书旨在为结构工程师、结构抗震专家、高校师生及科研人员提供一个扎实的理论基础和前沿的工程实践指导。 --- 第一部分：高性能钢材的本构关系与材料科学基础 (约 300 字) 本部分聚焦于高性能钢材的本质——理解材料决定性能的关键。我们不再仅仅停留在传统钢材（如Q235, Q345）的标准强度指标上，而是深入剖析了现代高强钢（如Q550、UHPS）和新型耐候钢在不同应变率、温度梯度下的本构模型。 章节内容包括： 1. 高应变率下的动态屈服与断裂判据： 探讨在地震或爆炸冲击下，钢材微观结构变化如何影响宏观力学性能，引入了基于能量耗散的动态本构模型。 2. 焊接区残余应力和疲劳寿命预测： 详细分析了高性能钢材焊接过程中的热影响区（HAZ）微观演化，并结合疲劳累积损伤理论，提出了更精确的疲劳寿命评估方法，这对于长期服役的桥梁和复杂工业设施至关重要。 3. 耐候钢的腐蚀机理与保护策略： 针对户外结构，阐述了铜、铬等元素对耐候钢表面钝化层形成的影响，并结合电化学测试结果，为优化涂层体系提供了材料科学层面的依据。 --- 第二部分：新型连接节点的设计理论与试验验证 (约 450 字) 连接是钢结构体系的薄弱环节，也是实现结构整体耗能能力的关键所在。本书的第二部分投入了大量篇幅研究了超越传统螺栓和焊接连接的先进节点技术。 核心研究点包括： 1. 屈曲约束支撑（BRBs）的设计与应用： 深入解析了BRBs的工作机理，包括其约束屈服后的轴向屈曲和捏拢效应。本书不仅提供了BRBs的优化截面设计方法，还结合大型试验台架的往复加荷数据，建立了精确的迟滞曲线模型，确保设计参数能准确反映其实际的能量耗散能力。 2. 滑动/限位阻尼连接的研究： 针对超高层建筑，研究了利用摩擦或粘滞阻尼器与结构梁柱节点集成的混合减隔震策略。这部分内容详述了如何通过精确控制连接的“滑动点”或“阻尼范围”，实现结构在强震下“刚柔并济”的动力响应，显著降低主体结构的内力峰值。 3. 模块化与“栓接”节点的抗剪性能： 针对工业化装配式钢结构，分析了新型高强度螺栓（如扭剪型螺栓）连接的受剪性能。通过三维有限元模型，模拟了螺栓孔边缘的局部应力集中和塑性铰的形成过程，为实现“可更换、易修复”的抗震节点提供了设计规范基础。 --- 第三部分：复杂空间结构的抗震动力分析与拓扑优化 (约 450 字) 现代大型场馆、高耸塔桅结构往往具有复杂的空间几何形态和非均匀的材料分布。本部分侧重于如何运用先进的计算工具，实现这类结构的性能化设计。 重点章节涵盖： 1. 非线性动力时程分析的建模技术： 详细介绍了如何精确建立梁柱单元的Pushover模型，并讨论了在高阶模态参与下的非线性响应分析流程。特别关注了几何非线性（大位移效应）和材料非线性（塑性铰发展）的耦合处理方法。 2. 超大跨度网壳结构的颤振与稳定性： 针对大跨度空间结构在风荷载和地震联合作用下的稳定性问题，引入了基于概率极限状态设计的分析方法，并通过模态叠加法预测了结构的偶然荷载（如行人活荷载引起的局部振动）的响应。 3. 基于拓扑优化的结构轻量化： 创新性地将结构优化算法引入到抗震设计流程中。通过有限元求解器，在满足预设的抗震性能指标（如最大位移、损伤指标）的前提下，迭代优化杆件的截面尺寸和布局，实现结构体系的最优化质量比，显著降低了材料消耗和结构自重。 --- 第四部分：结构健康监测（SHM）与性能化评估 (约 300 字) 设计终将回归于长期服役的安全评估。本书的最后一部分探讨了如何利用现代信息技术手段，对已建高性能钢结构进行实时监控和损伤评估。 内容包括： 1. 传感器网络的布局与数据融合： 讨论了光纤光栅传感器、压电材料传感器在钢结构关键节点上的最优布设策略，以及如何通过卡尔曼滤波等方法，融合多源异构数据，实现对结构状态的精确识别。 2. 基于损伤指标的性能评估： 提出了不同荷载水平下的结构性能评估指标体系，例如侧向刚度退化率、耗能效率指数等。通过对比实际监测数据与设计阶段的非线性分析结果，评估结构在历次地震后的实际承载力恢复系数。 3. 基于人工智能的未来损伤预测： 简要介绍了机器学习模型（如LSTM网络）在识别微小振动信号中的应用，旨在从长期监测数据中提前捕捉到可能预示结构疲劳或连接松动的早期迹象，从而实现主动维护。 --- 结语：为更安全、更经济的钢结构未来赋能 《高性能钢结构体系的抗震性能与优化设计研究》不仅仅是一本技术手册，它更是对结构工程未来发展方向的一次深刻预判。本书融合了材料学、结构动力学、计算力学和现代控制理论的前沿成果，为工程师们提供了超越传统规范限制的思考框架。通过对高性能材料、先进连接和智能化评估技术的系统阐述，本书致力于推动我国乃至全球钢结构工程向着更安全、更高效、更具韧性的方向发展。

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我花了相当长的时间来对比市面上几本同类型的专业书籍，最终选择了这一本。首先，它的理论体系构建得非常系统和连贯，从材料的本构关系讲起，层层递进到构件的强度、稳定性和变形控制，逻辑链条清晰到几乎没有跳跃感。作者在阐述一些经典设计方法时，并没有停留在简单的公式罗列上，而是深入挖掘了背后的力学假设和适用条件，这对于培养真正的设计思维至关重要。举个例子，在处理剪力墙结构时，书中对地震作用下的内力重分布机制的剖析，细致入微，远超我预期的深度。然而，我也发现一个略显遗憾的地方，那就是对于一些新兴的、快速发展的结构体系，例如预应力混凝土的某些新应用，或者数字化设计工具的集成方面，内容似乎略显保守或更新速度稍慢。毕竟工程技术日新月异，一本好的参考书应该能够反映最新的行业前沿动态。期待未来修订版能在这方面有所补充，让它真正成为指导未来十年工程实践的权威指南。

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我是在准备一项大型基础设施项目的方案比选中接触到这本著作的。它所采用的设计方法论，与我们团队内部推崇的基于性能的设计理念高度契合。书中详细阐述了如何通过调整材料等级和配筋率，来精确控制结构的长期挠度，这对于我们项目中的大跨度结构至关重要。书中提供的各种设计工具和计算表格，经过简单的标准化处理后，就能迅速融入我们的参数化建模流程中，极大地提高了前期方案的迭代速度。唯一需要读者投入大量精力去适应的，是它对某些特定地区现行设计规范的引用。虽然这保证了其在国内工程中的权威性，但对于需要进行多区域或国际化项目参考的读者来说，可能需要额外花费时间去对照和转换不同地区的标准。总体而言，它是一部既有深厚理论基础，又能紧密服务于现代工程实践的优秀专著，是工程人员案头必备的“定海神针”级别读物。

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阅读这本书的过程，更像是一场与一位经验丰富的老教授进行的深度对话。作者的语言风格非常沉稳、严谨，字里行间透露着对工程安全和经济性的深刻理解。他很少使用花哨的辞藻，而是用最精确的工程术语来描绘复杂的物理现象。我尤其喜欢它对“安全系数”这个概念的哲学探讨，不仅仅停留在数值的设定上，更阐述了背后的风险管理思想。书中对配筋细节的描述也极其到位，例如梁柱节点区域的构造要求，配图详尽到足以让施工人员直接依照图纸进行操作而无需额外的解释。但或许是受限于篇幅或者某种既定规范的约束，书中对于施工质量控制对结构性能的实际影响这一“软性”因素的探讨略显不足。在实际工程中，再完美的设计图纸也可能因为施工偏差而大打折扣，如果能加入一些关于施工监测和质量反馈机制如何反哺设计的案例分析，这本书的实用价值会得到进一步升华。

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这本书的章节划分很有匠心，它似乎是为不同阶段的学习者量身定做的。如果你是刚入门的研究生，前几章的基础知识讲解会为你打下极其坚实的地基，那些关于材料性能的详尽描述，能让你对混凝土和钢筋的“脾气秉性”了如指掌。而如果你是经验丰富的工程师，那些针对复杂荷载组合和非线性分析的章节，会提供给你优化现有设计思路的全新视角。我特别欣赏它在“极限状态设计”和“正常使用极限状态”之间的平衡处理，没有过度偏向任何一方，而是强调了两者在全寿命周期控制中的协同作用。唯一的“不适感”可能来自于其篇幅的厚重。它不像一本可以轻松携带的小册子，更像是一部需要专属书架的“镇宅之宝”。这意味着，在需要快速查阅某个特定公式或规范细节时，翻阅的效率会略低于那种更轻便的“口袋书”。不过，厚重也往往意味着内容的广度和深度兼备，这大概是鱼和熊掌难以兼得的取舍吧。

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这本书的装帧和排版真是让人眼前一亮。纸张的质感很高级，拿在手里沉甸甸的，透着一股专业书籍应有的严谨气息。字体选择上，清晰易读，深浅适中，长时间阅读也不会感到视觉疲劳。尤其是那些复杂的图表和公式，排版得井井有条，关键信息突出，让人能迅速抓住重点。书中对一些核心概念的图示说明非常到位，即便是初次接触这个领域的人，也能通过那些精美的示意图，对抽象的力学原理有一个直观的认识。不过，话说回来，作为一本工具书，虽然外观设计很用心，但更核心的还是内容深度和实用性。我希望它在基础理论讲解之外，能有更多贴近实际工程案例的深度分析，比如不同地区规范的差异性解读，或者在复杂结构受力分析中的实际操作心得。目前来看，它的“颜值”无疑是顶级的，但内容层面的“内涵”是否能完全匹配这份精美的外衣，还需要我更深入地去探索和检验。总之，从第一眼的印象来看，这本书无疑是市面上少有的，注重用户阅读体验的专业教材。

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