工程材料学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:王晓敏编

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:26.5

装帧:平装

isbn号码:9787111070894

丛书系列:

图书标签:

• 工程材料
• 材料科学
• 工程技术
• 金属材料
• 非金属材料
• 高分子材料
• 材料性能
• 材料应用
• 工程教育
• 教材

现代建筑结构设计与材料优化 内容提要： 本书深入探讨了现代建筑结构设计的核心原理、先进技术以及材料的优化应用。全书共分六个主要部分，涵盖了从基础理论到前沿实践的多个维度，旨在为结构工程师、建筑师、材料科学家以及相关专业人士提供一份全面、深入且具有高度实用价值的参考指南。 第一部分：结构设计基础与性能分析 本部分首先回顾了传统结构力学的基本概念，重点在于如何将这些经典理论应用于复杂现代结构体系。详细阐述了荷载的分类、效应分析（包括静力、动力及环境荷载），以及结构响应的数值模拟方法。引入了极限状态设计（LSD）和正常使用极限状态（SLS）的设计理念，强调安全性和服务性的统一。 荷载与作用分析： 深入分析了风荷载、地震作用、温度变化以及不均匀沉降对结构的影响机制。特别针对高层建筑和特殊结构（如大跨度屋盖）的动力响应进行了详尽的计算示例和案例分析。 结构稳定性理论： 讨论了几何非线性、材料非线性对结构稳定性的影响。着重介绍了薄壁构件、细长柱的屈曲理论，并结合有限元分析（FEA）工具，展示如何精确评估结构的整体稳定性。 先进的分析技术： 详细介绍了模态分析、反应谱分析、时间历史分析在地震工程中的应用。探讨了基于性能的抗震设计（PBEE）的基本框架和实施步骤，使读者能够超越规范要求，进行更精细化的风险评估。 第二部分：高性能结构材料的深入研究 本部分聚焦于二十一世纪结构工程中应用日益广泛的高性能材料，探讨其微观结构、宏观力学性能、耐久性及环境适应性。 高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）： 详细解析了UHPC的细观结构特征，如其极高的抗压强度、优异的韧性以及自密实特性。研究了掺合料（如硅灰、活性粉煤灰）对面易化、水化动力学和长期性能的调控作用。讨论了UHPC在预制构件、抗爆结构及海洋工程中的应用潜力。 先进钢材与复合材料： 涵盖了高强钢、耐候钢在提升结构效率方面的优势。重点分析了Q690及以上级别钢材的焊接性能和低温韧性。引入了纤维增强复合材料（FRP）在结构加固和新建结构中的应用，包括碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）的力学性能、界面粘结机理以及长期老化效应。 新型功能材料： 探讨了形状记忆合金（SMA）在自复位结构中的应用原理及实际案例。研究了自修复混凝土（Self-healing Concrete）的微胶囊技术和细菌诱导钙化技术，分析其对结构耐久性的提升效果。 第三部分：结构设计优化与效率提升 本部分将结构理论与现代计算方法相结合，旨在实现材料利用率最大化和结构全生命周期成本最小化。 拓扑优化与尺寸优化： 系统介绍了基于应力分布的拓扑优化算法，以及如何将其应用于复杂受力构件（如节点、连接件）的设计中。探讨了遗传算法、粒子群优化等启发式算法在结构参数寻优中的应用。 预应力技术与后张预应力系统： 深入讲解了预应力对混凝土结构抗裂、刚度和耐久性的改善作用。详细介绍了后张预应力钢绞线的布置、锚固系统的设计与施工控制，以及对结构长期变形的精确预测。 轻量化结构设计： 针对可持续发展要求，研究了如何通过优化材料的截面形状和布置，在保证强度的前提下减轻结构自重，从而减少基础负荷和运输能耗。 第四部分：结构连接与节点的精细化设计 连接节点是结构体系中最关键的薄弱环节，本部分提供了详尽的连接设计规范和实践指导。 钢结构连接： 细致分析了梁柱节点（刚接、铰接）的受力机制。重点阐述了高强度螺栓连接的抗剪、抗拉性能，以及焊接节点（如端板、翼板连接）的疲劳性能评估。讨论了新型无粘结预应力连接（SBPS）的优势。 混凝土节点设计： 深入研究了钢筋桁架模型在剪力墙、框架节点承载力分析中的应用。讨论了灌浆套筒连接技术在预制装配式结构中的应用细节、质量控制及受力性能。 混合结构连接： 探讨了钢-混凝土组合结构中，连接件（如剪力钉、组合剪力连接件）的传力机理和设计方法，确保组合体能有效协同工作。 第五部分：结构耐久性与健康监测 结构的全生命周期管理是现代工程的重要组成部分。本部分关注如何确保结构长期安全可靠运行。 材料耐久性理论： 详细分析了氯离子侵蚀、碳化、冻融循环对钢筋和混凝土的退化机制。介绍了提高混凝土抗渗透性的技术，如密实化处理和表面涂层保护。 腐蚀防护技术： 探讨了钢结构涂装体系（重防腐涂料）、阴极保护技术在特殊环境结构中的应用。针对钢筋锈蚀问题，分析了电化学修复技术和表面清除工艺。 结构健康监测（SHM）系统： 介绍了基于光纤布拉格光栅（FBG）传感器、应变片和加速度计的实时监测技术。阐述了如何通过采集的结构数据，进行损伤识别、状态评估和剩余寿命预测，实现从定期检查到状态化维护的转变。 第六部分：装配式结构与数字化施工 本部分面向未来建筑业的发展趋势，重点介绍模块化、工业化建造技术。 预制装配式设计原则： 探讨了“以拆装代替现浇”的设计思路，包括接缝设计、精度控制和构件的运输与吊装要求。 先进接缝技术： 详细分析了干接缝、湿接缝的力学性能差异，以及如何通过优化接缝的构造，保证其在正常使用和极限状态下的可靠性。 BIM与结构集成： 阐述了建筑信息模型（BIM）在结构设计深化、出厂详图制作、现场安装指导中的流程整合，强调了数字化交付对施工质量和效率的决定性作用。 本书内容丰富，理论与工程实践紧密结合，配有大量的图表、算例和工程实例，是结构工程领域不可多得的专业参考书。

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