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出版者:中国建材工业出版社

作者:彭小芹

出品人:

页数:138

译者:

出版时间:2004-4

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787801595874

丛书系列:

图书标签:

• 建筑材料
• 材料工程
• 实验教学
• 土木工程
• 高等教育
• 大学教材
• 工程教育
• 建筑科学
• 材料测试
• 实验报告

土木工程结构设计与分析进阶教程 面向对象： 本书主要面向土木工程专业高年级本科生、研究生以及从事结构设计、施工和研究的工程师和技术人员。 内容概述： 本书旨在为读者提供一个深入、系统且与时俱进的土木工程结构设计与分析的理论框架和实用工具。全书内容紧密围绕现代结构工程面临的挑战，特别是高层建筑、大跨度结构、抗震设计以及新型材料在结构中的应用等前沿课题展开。它不再侧重于基础材料性能的实验验证，而是将焦点完全集中于宏观结构层面的力学行为、设计规范的深入解读以及复杂工程问题的数值模拟方法。 第一部分：高级结构力学基础与矩阵分析 本部分回顾并深化了结构力学的基本原理，重点引入了求解复杂结构体系所必需的数学工具。 第一章：连续介质力学与本构关系复习 本章从更宏观的视角审视材料在应力状态下的变形规律。深入探讨了线弹性、弹塑性本构模型（如 Drucker-Prager、Mohr-Coulomb 屈服准则）在结构分析中的适用边界。重点分析了温度应力、体积变化对结构整体响应的影响，这些内容主要服务于后续的有限元建模，而非材料本身的物理测试。 第二章：结构位移法与矩阵刚度法深化 详细阐述了基于位移法的理论推导过程，尤其关注结构自由度的选择与约束处理。本章的核心是刚度矩阵的建立，包括单元刚度矩阵的形函数选取（如梁单元、板单元的更高阶插值函数）及其在整体刚度矩阵集成过程中的应用。对超静定结构和空间桁架、框架的求解流程进行了严格的数学描述，强调了求解过程中的数值稳定性问题，与实验中测量材料形变的主观性或仪器精度无关。 第二章习题与案例： 主要侧重于使用线性代数求解复杂多层框架结构的节点反力与位移，不涉及具体原材料的配比或力学性能的测试环节。 第二部分：抗震分析与动力学响应 在现代工程实践中，结构的抗震性能已成为设计的核心要素。本部分完全聚焦于结构在动态荷载下的响应机制。 第三章：结构动力学基础与单自由度系统 系统介绍了自由振动、有阻尼振动和受迫振动（简谐激励）的微分方程求解。重点讨论了系统的固有频率、阻尼比的确定及其对响应峰值的影响。这部分内容主要依赖于理论推导和数值计算，而非振动台实验。 第四章：多自由度系统分析与模态分解 深入研究了质量矩阵和刚度矩阵的特征值问题，以确定系统的振型和固有频率。引入了模态叠加法（Modal Superposition Method）作为计算地震反应的基本手段。详细分析了如何通过正交化过程简化动力分析模型，并探讨了对高阶模态截断可能带来的误差分析。 第五章：地震工程学原理与规范解读 本章将动力学理论应用于实际的抗震设计。详细解析了设计地震动（反应谱）的构造原理，包括场地效应的修正方法。重点讨论了基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）理念，如何通过控制结构的破坏模式（如“强柱弱梁”、“强剪弱弯”）来实现多遇、偶遇、罕遇地震下的不同设防目标。内容完全集中于设计目标和计算方法，不包含任何材料在特定加速度下的疲劳或寿命测试。 第三部分：先进结构体系与分析方法 本部分涵盖了当前结构工程领域关注的前沿结构类型及其分析的专门技术。 第六章：板壳结构理论与有限元基础 针对薄壁结构（如楼板、拱、穹顶），本章引入Kirchhoff-Love或Mindlin-Reissner理论的适用条件。核心内容是二维问题的有限元离散化，包括板单元（如四边形/三角形板单元）的应变矩阵和刚度矩阵的推导。这部分完全是数学建模过程，与水泥砂浆或钢筋的抗拉试验无关。 第七章：高层建筑与巨型结构分析 探讨了框架-剪力墙结构、框架-支撑结构以及巨型结构（如伸臂桁架、核心筒-伸臂结构）的整体受力机理。重点分析了风荷载（基于CFD模拟结果的等效静力荷载推导）和地震荷载下的侧向刚度控制。分析工具是整体结构模型的计算，而非构件的足尺试验。 第八章：结构稳定性和屈曲分析 侧重于结构整体失稳的判断。详细介绍了欧拉屈曲公式的推导及其在复杂截面（如箱形截面、组合截面）上的应用。讨论了二阶P-Delta效应（考虑轴向力对弯矩的影响）在分析程序中的体现方式，以及如何通过刚度折减系数来模拟超高压杆件的屈曲后承载力。 第九章：新型结构材料与高性能结构分析 关注于钢-混凝土组合结构、预应力结构以及超高性能混凝土（UHPC）在结构构件中的应用潜力。分析重点在于如何将这些新型材料的特性（如高强度、高韧性或后张预应力的应力松弛）融入到现有的结构分析模型中，而不是如何制备或测试这些材料本身的抗压强度或抗渗等级。例如，讨论了组合梁的整体计算模式和连接节点的受力分析。 总结： 本书提供的是从工程力学原理出发，通过抽象的数学模型，最终服务于复杂工程结构安全性和经济性评估的知识体系。其核心在于理论的深度、计算的严谨性以及对规范的理解，完全独立于对建筑原材料（如水泥、骨料、钢筋）的物理或化学性质的实验性探究。读者将掌握使用高级分析工具解决实际工程难题的能力。

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我是一个对实验操作流程有近乎偏执要求的学习者，这本书给我的第一印象是其**对实验步骤的细致程度令人发指的精确**。它不是那种简单地列出“取样、混合、养护”这种空洞的指令，而是深入到了每一个关键步骤中的**环境参数控制的微小细节**，比如不同湿度和温度下，试样反应速率的微妙差异，以及搅拌速度对最终材料密实度的影响曲线分析。我惊喜地发现，书中似乎还穿插了大量基于历史失败案例的**“避坑指南”**，这些经验之谈比任何理论推导都更具实战价值。举例来说，针对某些易产生早期裂缝的混凝土配比，作者不仅指出了问题，还给出了详细的预防性调整方案，甚至包括了如何通过优化振捣工艺来提高材料内部的均匀性。这种**“预见性故障排除”**的深度，让这本书超越了一本普通的实验手册，更像是一位经验丰富、脾气古怪但极其可靠的导师在你身边全程指导。

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这本书的装帧设计简直是工业美学的典范，封面那种略带粗粝感的磨砂材质，配合着深沉的墨绿色调，让人一眼就能感受到其中蕴含的严谨与厚重。打开扉页，那清晰的字体排版和恰到好处的留白处理，简直是教科书级别的视觉享受，读起来丝毫没有传统专业书籍那种令人头疼的压迫感。我特别留意了一下目录的逻辑结构，它似乎采用了**从宏观到微观，再到应用实践的递进式梳理方式**，这对于初学者来说无疑是极大的友好。想象一下，一个工程师在面对复杂项目时，如果能迅速在书中找到关于特定材料性能的精确对比和计算公式，那效率提升是几何级的。而且，从目录的章节标题来看，它似乎对**新型环保材料和高科技复合材料**的探讨篇幅不少，这正切合了当前建筑行业对可持续发展和绿色施工的迫切需求，绝非那种只停留在传统水泥和钢筋老一套的旧教材可以比拟的，光是这份与时俱进的视野就值回票价了。

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这本书的理论深度和广度是真正让我感到震撼的地方。我原以为这种专注于“工程实践”的读物，在理论基础的探讨上会相对浅尝辄止，但事实恰恰相反。它似乎构建了一个**多层次的材料科学交叉体系**。例如，在介绍某种高分子粘结剂的耐久性测试时，书中并没有止步于宏观的拉伸强度测试，而是巧妙地引入了**傅里叶变换红外光谱（FTIR）**来解析其分子结构在长期老化过程中的化学键断裂情况，这绝对是本科阶段很少能接触到的高阶分析方法。更令人赞叹的是，作者在阐述这些复杂理论时，所采用的**类比和图示方法极富启发性**，使得那些原本深埋于高深文献中的概念，能够以一种近乎直观的方式在大脑中构建起来。对于那些希望未来能深入到材料研发岗位的学生来说，这本书提供的理论基石无疑是坚固且前沿的。

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这本书的另一个突出特点，是它在**数据呈现和图表绘制上的专业水准**。我发现，所有关于材料性能的曲线图，无论是以往的对比图、应力-应变图，还是复杂的蠕变速率图，其坐标轴的标注、单位的规范性，以及曲线的平滑度都达到了**国际顶级期刊发表的标准**。这不仅仅是美观问题，它直接关系到数据的可信度和可重复性。例如，在对比不同矿物掺合料对水泥水化热的影响时，作者可能直接引用了通过精密量热仪获取的原始数据点，而非经过过度平滑的美化数据，这体现了一种对科学真实性的高度尊重。对于需要撰写严谨实验报告和进行数据分析的读者而言，这本书提供的范本是无可替代的，它在潜移默化中，**塑造了读者对“高质量工程数据”的审美标准**。

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从教材的组织脉络来看，这本书显然是经过精心打磨的“课程体”而非简单的“资料汇编”。它似乎在**每一章的结尾都设置了专门的“案例分析与拓展阅读”部分**。我尤其欣赏这种设置，它将书本知识与现实世界中的重大工程事件紧密地联系了起来。比如，当讲到地基处理材料的承载力极限时，书中可能会引用某次著名工程事故的教训，然后反向推导当时材料选择和施工控制上的失误点。这种**“问题驱动式”的学习导向**，极大地激发了我作为读者的批判性思维，促使我不仅仅是记住公式，而是去思考“为什么是这个公式”、“在什么极限条件下它会失效”。这本“书”更像是一个学习的支架，它提供的不是现成的答案，而是引导我去构建解决问题的思维框架，这对于培养一个真正有创造力的工程师至关重要。

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