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出版者:建材工业出版社

作者:王立久

出品人:

页数:498

译者:

出版时间:2006-3

价格:52.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787801599995

丛书系列:

图书标签:

• 建筑材料
• 材料工艺
• 建筑工程
• 建筑科学
• 材料科学
• 施工技术
• 绿色建筑
• 耐久性
• 结构材料
• 建筑构造

《建筑材料与结构抗震设计：理论与实践》 本书深入探讨了现代建筑材料的性能、应用及其在结构抗震设计中的关键作用。本书旨在为建筑师、工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一个全面而深入的理论框架和实践指南。 第一部分：建筑材料的科学基础 本部分详细阐述了构成现代建筑的各类主要材料的微观结构、宏观性能以及它们与环境的相互作用。 混凝土科学： 水泥基材料的胶凝机理： 详细解析硅酸盐水泥的水化过程，包括C₃S, C₂S, C₃A, C₄AF等矿物相的水化产物及其对强度的贡献。探讨不同水泥品种（如普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥）的性能差异及其适用范围。 骨料的影响： 研究不同类型骨料（砂、石）的岩石学特征、粒度分布、形状、表面纹理对混凝土工作性、强度、耐久性及抗裂性的影响。介绍轻骨料、重骨料以及再生骨料在特种混凝土中的应用。 外加剂与掺合料的科学： 深入剖析减水剂（木质素磺酸盐、萘系、聚羧酸醚类）、引气剂、早强剂、缓凝剂等化学外加剂的作用机理，以及矿物掺合料（粉煤灰、硅灰、矿渣粉）对混凝土微观结构、性能提升（如降低渗透性、提高抗硫酸盐侵蚀能力、抑制碱骨料反应）的作用。 混凝土的耐久性： 详细讨论混凝土抵抗物理和化学侵蚀的机制，包括冻融循环、化学侵蚀（酸、盐、硫酸盐）、碳化、钢筋锈蚀等。介绍提高混凝土耐久性的设计原则和防护措施，如低渗透性混凝土、抗渗混凝土、抗裂混凝土的设计与施工。 特种混凝土： 介绍高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）、自密实混凝土（SCC）、纤维增强混凝土（FRC）、透水混凝土、轻质混凝土等新型混凝土材料的组成、性能特点及工程应用。 钢材的冶金与力学： 钢材的成分与组织： 剖析普通碳素钢、低合金高强度钢（HSLA）、不锈钢等常用建筑钢材的化学成分、显微组织（如铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体）与其力学性能（屈服强度、抗拉强度、伸长率、韧性）的关系。 焊接性与连接： 探讨不同钢材的焊接性能，影响焊接质量的因素（如含碳量、杂质含量），以及焊接工艺（电弧焊、埋弧焊）的选择。介绍螺栓连接、铆接等连接方式的力学性能。 钢材的腐蚀与防护： 分析钢材在不同环境中的腐蚀机理，介绍防锈涂层（如环氧富锌涂料、聚氨酯涂料）、镀锌、不锈钢等防护措施。 木材的性质与加工： 木材的构造与纤维： 阐述木材的细胞结构（导管、管胞、薄壁细胞），纤维取向对其力学性能（顺纹、横纹）的影响。介绍不同树种（软木、硬木）的特性差异。 木材的干燥与稳定： 探讨木材干燥的原理与方法（窑干、自然干燥），以及干燥对木材尺寸稳定性、强度和耐久性的影响。 人造板材： 介绍胶合板、刨花板、纤维板（MDF, HDF）等木质人造板材的制造工艺、性能特点及在建筑中的应用。 木材的防腐与防火： 介绍木材防腐处理（如防腐剂渗透）和防火处理（如阻燃剂涂刷）的机理和方法。 新型建筑材料： 聚合物材料： 介绍塑料、橡胶、复合材料（如玻璃纤维增强聚合物-GFRP）在建筑中的应用，分析其轻质、高强、耐腐蚀等特点。 陶瓷与玻璃： 探讨建筑陶瓷（瓷砖、釉面砖）的烧结工艺、性能与装饰作用。介绍建筑玻璃（夹层玻璃、钢化玻璃、中空玻璃）的光学、热学及安全性能。 金属材料： 介绍铝合金、铜合金等在幕墙、门窗、屋面等构件中的应用。 绿色建材： 关注可再生材料（如竹材、生物基材料）、低能耗生产的建材、回收再利用建材的研发与应用。 第二部分：结构抗震设计的理论基础 本部分聚焦于理解地震作用的本质、结构的动力响应以及如何通过材料选择和结构设计来提高建筑物的抗震能力。 地震学的基本概念： 地震的成因与传播： 介绍地震波的类型（P波、S波、面波）、传播速度和衰减规律。 地震动参数： 解释地震烈度、地震震级、地面加速度、速度、位移、场地土效应等参数在工程地震学中的意义。 地震危险性评估： 阐述概率性地震危险性分析（PSHA）和确定性地震危险性分析（DSHA）的基本原理。 结构动力学基础： 单自由度体系动力响应： 推导和分析单自由度有阻尼自由振动、受迫振动方程，理解固有频率、阻尼比、放大系数等概念。 多自由度体系动力响应： 介绍模态分析方法，理解结构的振型、固有频率、主阻尼，以及通过振型分解方法计算结构的动力响应。 结构阻尼的来源与模拟： 讨论结构自身的阻尼（材料阻尼、界面阻尼）和附加阻尼（消能减震装置）的特性。 抗震设计原理与方法： 弹性抗震设计： 基于结构弹性力学理论，通过规范规定的地震作用进行设计。 基于性能的抗震设计（Performance-Based Seismic Design, PBSD）： 介绍PBSD的理念，如何根据设定的性能目标（如使用功能、生命安全、防止倒塌）来选择和控制结构的破坏模式。 塑性耗能与延性设计： 强调结构在强震下进入塑性状态，通过材料的塑性变形来吸收地震能量的重要性。理解延性（Ductility）的概念及其在结构构件和整体结构中的体现。 地震作用下的构件行为： 梁柱节点： 分析节点在强震下的传力机制、破坏模式（如剪切破坏、弯曲破坏、锚固破坏），以及如何通过配筋和构造措施提高节点的延性和承载能力。 剪力墙： 讨论剪力墙的抗剪承载能力、延性，以及边缘构件（如端柱、翼墙）在承受弯矩和剪力中的作用。 框架-抗震墙体系： 分析不同抗震体系的协同工作机制，以及如何优化布局以实现更优的抗震性能。 消能减震技术： 介绍不同类型的消能减震装置，如粘滞阻尼器、屈服型阻尼器、摩擦阻尼器、隔震支座（铅芯橡胶隔震支座、盆式橡胶隔震支座）等，以及它们在降低结构地震响应中的作用。 结构材料在抗震中的选择与应用： 详细论述混凝土、钢材、钢-混凝土组合结构在满足强度、延性、刚度等抗震要求方面的具体考量。例如，如何通过钢筋的种类、直径、间距以及箍筋的加密来提高混凝土构件的延性；如何选择具有更高屈强比的钢材，并进行合理的连接设计。 第三部分：材料与抗震设计的集成应用 本部分将理论与实践相结合，通过案例分析和规范解读，展示如何将建筑材料的性能优势转化为实际的抗震设计成果。 常见建筑结构形式的抗震设计： 钢筋混凝土框架结构： 重点讲解梁、柱、节点、剪力墙的设计原则，如何确保构件的延性和整体结构的抗震能力。 钢结构： 讨论梁、柱、连接节点（刚接、铰接）的抗震设计，以及钢结构在延性、轻质等方面的优势。 砌体结构： 分析砌体结构在抗震设计中的挑战，以及如何通过配筋、构造措施来提高其抗震性能。 木结构： 介绍木结构特有的抗震机制，以及连接节点的设计。 规范解读与工程实践： 中国《建筑抗震设计规范》解读： 重点阐述地震区划分、结构抗震设防烈度、地震作用的计算方法、构件抗震承载力计算、抗震构造措施等关键章节。 国际抗震设计标准对比（简要）： 提及如Eurocode 8, ASCE 7等国际标准的共通性与差异性。 案例研究： 选取不同类型建筑（如高层住宅、公共建筑、工业厂房）的抗震设计实例，分析其在材料选择、结构体系确定、抗震措施应用等方面的具体做法。 新型材料在抗震设计中的潜力： 高性能纤维增强水泥基复合材料（HPFRCCs）： 探讨其优异的抗拉强度、韧性和抗裂性能在抗震构件中的应用潜力。 先进复合材料（如碳纤维、玻璃纤维）： 分析其在结构加固、构件轻质化以及在极端环境下的抗震表现。 智能材料与减震技术： 展望形状记忆合金、压电材料等在未来智能抗震结构中的应用。 本书内容旨在提供一个扎实的理论基础，并引导读者将理论知识应用于解决实际工程问题，最终实现建造更加安全、韧性更强的建筑。

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读完一些入门级的材料科学读物后，我正急切地寻找一本能将理论推向实践深度的著作，而《建筑材料工艺原理》似乎正是我需要的。我关注的重点是“工艺”二字所蕴含的动态控制和优化过程。它是否详细剖析了不同温度、压力、搅拌速率等工艺变量对最终材料性能的敏感性分析？例如，在预应力混凝土构件的养护阶段，温度曲线的微小波动如何影响残余应力的分布和内部微裂缝的产生？我希望书中能够提供一套系统的方法论，指导工程师如何在面对复杂的工业环境限制时，设计出最优化的生产流程。此外，这本书如果能紧跟当前绿色建筑和可持续发展的趋势，深入探讨低碳胶凝材料的研发与应用，例如地聚合物混凝土或工业废渣利用技术，并详细说明这些新工艺的能耗与环境影响评估体系，那么它的前沿性和实用性将大大提升。我设想的理想内容是，它不仅教会我“做什么”，更重要的是教会我“如何系统地思考和迭代工艺参数”，这才是工程思维的精髓所在。

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说实话，我更偏爱那些能够深入探讨材料“历史”与“未来”的书籍。对于《建筑材料工艺原理》这样的标题，我设想的理想阅读体验是，它能带领我穿梭于古代建筑材料的精湛工艺与未来实验室中的颠覆性创新之间。比如，它是否会追溯罗马混凝土的耐久性之谜，从其火山灰的特定来源和混合比例入手，解析其跨越千年的稳定机制？这种历史的纵深感，能让我们更好地理解材料科学的迭代性。而在展望未来时，这本书是否会介绍增材制造（3D打印）在建筑构件领域的最新突破，特别是针对打印过程中材料层间粘结、快速凝固反应的工艺控制难题？我希望作者能够用一种富有叙事性的笔调，将那些枯燥的化学反应和物理变化，转化为引人入胜的工程故事。这本书不应仅仅是工具书，它更应该是一部展现人类如何通过智慧和工艺，驾驭自然物质，创造不朽建筑的史诗。

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我对结构设计抱有浓厚兴趣，因此我评判一本材料书的标准，往往在于它能否为结构工程师提供更精确的材料性能输入。这本书，在我看来，它的核心价值应该在于解析那些在规范中被简化或“黑箱化”的材料特性背后隐藏的工艺逻辑。《建筑材料工艺原理》能否解释，为何某批次钢材的屈服强度波动如此之大？是冶炼过程中的杂质控制不力，还是轧制过程中的冷却速率出了问题？如果这本书能够以严谨的实验数据和模型来支撑这些解释，那么它就超越了普通的教科书范畴，成为工程师解决现场问题的利器。我尤其期待它能涵盖先进的无损检测（NDT）技术与材料工艺质量控制的结合，比如利用超声波或声发射技术实时监测烧结或固化过程的内部损伤演化。如果书中能包含大量的流程图、设备参数说明，甚至是对特定专利工艺的原理剖析，那将极大地拓宽我对现代建筑材料制造复杂性的认识，让我们对材料的可靠性有更深层次的敬畏与理解。

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对于寻求系统性知识体系的读者来说，一本好的教材必须具备清晰的逻辑框架和足够的跨学科整合能力。《建筑材料工艺原理》如果能够成功，那它一定是在材料科学、化学工程与机械加工这几个领域的交叉点上构建了一个坚实的平台。我特别关注它如何处理材料的尺度效应问题——从原子层面的键合能，到微米级的晶粒结构，再到宏观的构件性能，这些尺度的跳跃是如何通过特定的工艺流程（如粉末制备、热处理曲线、界面处理）来桥接的？我期望书中能提供详细的数学模型来量化这些过程，比如晶化速率方程、扩散模型等，并要求读者能够运用这些模型去预测和设计新的工艺参数组合。如果它能提供大量的习题，这些习题不应只是简单的套用公式，而是要求读者根据给定的目标性能，反推合理的材料配方和最优的工艺窗口，这将是检验学习成果和培养创新能力的绝佳方式。这种对理论深度和应用广度的平衡把握，决定了这本书是否能真正成为一个领域内的权威参考书。

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这本《建筑材料工艺原理》显然是一本面向专业人士或高年级学生的深度教材，从书名来看，它似乎聚焦于材料的制备过程、微观结构与其宏观性能之间的内在联系，以及如何通过工艺控制来优化最终产品的特性。我猜想，书中会花费大量篇幅探讨水泥水化机理、混凝土配合比设计背后的热力学与动力学原理，或者陶瓷烧结过程中的相变与晶粒生长等核心议题。对于希望从“知道”材料是什么，转向“理解”材料如何形成和如何被制造的读者来说，这本书无疑是宝藏。我特别期待它能深入讲解现代新型材料，比如高性能纤维增强复合材料（FRC）或智能自修复材料的制备技术。例如，在谈到混凝土的耐久性时，它不应该仅仅停留在抗渗等级的描述上，而是要深入到孔隙结构演化、离子迁移速率的定量分析，并结合先进的测试手段（如扫描电镜、X射线衍射）来佐证工艺参数对结构细观尺度的影响。如果它能提供一些工业生产中的典型案例分析，对比不同工艺路线的优缺点及其经济性评估，那将是极佳的补充。这本书的价值，可能不在于罗列公式，而在于建立起“工艺——结构——性能”这三者之间严谨、可量化的桥梁，让读者真正掌握材料工程的本质。

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