具体描述
《建筑结构加固改造设计与施工》分为建筑结构可靠性检测与鉴定、地基基础的加固设计与施工、房屋增层技术及构筑物加固设计与施工四章。介绍了相应结构的鉴定、检测与加固设计、改造设计及施工的质量控制要点。全书注重理论联系实际，紧密结合加固技术规范及建筑结构加固改造施工质量验收规范，并且反映了工程结构中鉴定、检测、补强加固等科研成果和工程经验。
《建筑结构加固改造设计与施工》可作为高等院校土木工程类专业参考教材，出可供设计单位和施工企业的专业技术人员参考。
建筑结构健康监测、评估与新型材料应用技术 本书聚焦于当代建筑结构工程领域的前沿进展与核心挑战，深入剖析了结构健康监测（SHM）系统的构建、结构性能评估的科学方法，以及新型结构材料在加固、修复与新建工程中的创新应用。本书旨在为结构工程师、建筑科学研究人员以及相关领域的高级技术人员提供一本兼具理论深度与工程实践指导意义的参考手册。 第一部分：建筑结构健康监测系统（SHM）的理论与实践 本部分系统性地阐述了结构健康监测的原理、技术路线和实际工程应用。随着城市基础设施的老化和高标准抗震设防要求的提高，实时、准确地获取结构状态信息变得至关重要。 第一章 结构健康监测系统概述与架构设计 本章首先界定了结构健康监测（SHM）在现代建筑与桥梁工程中的地位和意义，区分了传统的无损检测（NDT）与持续性健康监测的区别。随后，详细阐述了SHM系统的标准四层次架构：感知层（传感器网络）、数据采集与传输层、数据处理与存储层、以及信息反馈与决策层。重点分析了不同传感器技术（如应变片、加速度计、光纤布拉格光栅（FBG）、激光位移计等）在监测不同结构参数（应力、位移、振动、腐蚀程度）上的优缺点及适用场景。同时，探讨了传感器网络拓扑结构的设计原则，以确保监测数据的空间覆盖率和时间同步的准确性。 第二章 传感器技术在复杂结构环境下的应用挑战 深入探讨了在严苛环境（如海洋、地下、高温或高湿环境）中传感器面临的挑战，包括信号衰减、漂移、电磁干扰和长期耐久性问题。本章详细介绍了智能传感器的发展，特别是具有自诊断和低功耗特性的无线传感器网络（WSN）在大型、超高层建筑中的部署策略。讨论了如何利用机器学习算法对传感器数据进行预处理，以消除噪声和异常值，提高数据质量。 第三章 基于模态识别的结构状态评估 模态分析是SHM的核心工具之一。本章详细介绍了线下模态参数识别（如频响函数法、随机子空间辨识法（SSI））和线上模态参数实时追踪技术。重点分析了模态参数（固有频率、阻尼比、振型）的变化与结构损伤程度之间的定量关系模型。讨论了模态阻尼的识别方法及其在评估结构能量耗散能力中的作用，特别是在考虑风致激励和地震激励下的动态响应分析。 第四章 基于损伤指标和机器学习的智能诊断 本部分转向数据驱动的损伤识别。首先，系统介绍了基于响应和基于模态参数的损伤指标（如残差、损伤因子）的构建方法。随后，将焦点投向人工智能在结构诊断中的应用。详细讲解了如何利用深度学习（如卷积神经网络CNN、循环神经网络RNN）处理时间序列的振动数据，实现对损伤位置和严重程度的自动识别与定位。讨论了训练数据的生成、模型的泛化能力以及在实际工程中应用时的置信区间评估。 第二部分：既有结构性能评估与可靠性分析 本部分关注于在缺乏完整设计资料或经历长期服役后，如何科学、系统地评估既有建筑结构的承载能力、使用性能和剩余寿命。 第五章 既有结构信息获取与评估流程 阐述了对老旧或服役中的结构进行评估的系统化流程，包括历史资料的搜集与整理、现场勘察与检测、以及数值模型建立。重点讲解了非接触式检测技术（如无人机搭载三维激光扫描、地面雷达干涉测量（InSAR））在快速获取结构几何信息和形变监测中的应用。对钻芯取样、回弹法、超声波透射法等传统无损检测数据进行综合判读，以确定材料强度和密实度。 第六章 结构抗力评估与极限状态分析 详细介绍了基于性能化设计（Performance-Based Design, PBD）理念的既有结构抗力评估方法。针对不同结构体系（钢筋混凝土、钢结构、砌体结构），推导了抗弯、抗剪和抗压的承载力极限状态方程。重点讨论了材料强度折减系数、构件有效截面面积的确定，以及在材料老化、疲劳损伤影响下的抗力折减模型。引入了概率性评估方法，计算结构在特定荷载组合下的失效概率。 第七章 结构剩余使用年限预测与服役性能化评估 本章聚焦于结构的长期预测。系统阐述了基于可靠性理论的剩余寿命预测模型（如二阶矩法、蒙特卡洛模拟）。讨论了腐蚀、碳化、冻融循环等环境因素对结构耐久性的影响机制，并将其纳入寿命预测模型中。同时，评估了使用阶段的性能指标，如刚度退化、活荷载位移限值和动力特性变化对结构使用功能的影响。 第三部分：新型结构材料与功能性构件应用技术 本部分面向未来结构工程的发展方向，深入探讨了高性能、智能响应和环境友好型新型材料在结构工程中的应用，特别是针对性能提升和长期可靠性的需求。 第八章 高性能纤维增强复合材料（FRP）的工程应用 FRP材料因其高比强度、耐腐蚀性成为重要的结构增强和修复材料。本章详细介绍了碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）和玻璃纤维（GFRP）的力学性能及其在混凝土、砌体和钢结构中的应用规范。重点分析了FRP片材、型材的粘贴技术、锚固设计，以及它们在提高构件抗剪、抗弯和抗疲劳性能方面的作用机制。讨论了FRP材料的热敏感性和长期服役下的耐久性问题。 第九章 超高性能混凝土（UHPC）的力学特性与结构应用 UHPC以其极高的抗压强度、优异的韧性和耐久性，为结构工程带来了革命性的潜力。本章阐述了UHPC的微观结构、配合比设计以及其独特的拉伸应力-应变曲线。详细介绍了UHPC在预应力构件、抗爆结构、以及复杂节点处的应用案例，包括UHPC的浇筑工艺、养护要求以及与传统混凝土的界面粘结机理。 第十章 智能与自修复结构材料 本章探索了具有感知、响应和自我修复能力的先进材料。探讨了形状记忆合金（SMA）在构件约束和消能减震中的应用，特别是其在恢复结构初始形状方面的独特优势。深入分析了微胶囊自修复混凝土体系的机理，包括修复剂的封装技术、触发机制（如压力、水分）和修复效率的评估方法。此外，还讨论了压电材料在结构健康监测和能量采集中的集成应用。 第十一章 新型防护与耐久性提升技术 针对钢筋腐蚀这一结构退化的主要因素，本章介绍了创新的防护措施。详细研究了渗透型、电化学修复技术在钢筋锈蚀抑制中的效果。探讨了使用耐候钢、不锈钢及涂层技术在极端环境结构中的应用，并对其长期经济效益和环境影响进行了综合评估。 本书的整体结构设计，旨在构建一个从“实时感知诊断”到“科学性能评估”再到“前沿材料创新应用”的完整技术链条，为应对现代复杂结构工程带来的挑战提供全面的技术支撑和创新思路。
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