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出版者:中国环境科学出版社

作者:韩选江，益德清主编

出品人:

页数:481

译者:

出版时间:2006-10

价格:108.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787802093652

丛书系列:

图书标签:

• 结构工程
• 现代结构
• 工程技术
• 最新发展
• 应用
• 建筑工程
• 土木工程
• 结构设计
• 抗震工程
• 桥梁工程

空间结构设计与优化：理论、方法与案例精选 作者： [此处留空，或使用虚构的专家团队名称] 出版社： [此处留空，或使用虚构的专业出版社名称] ISBN： [此处留空，或使用虚构的ISBN] --- 内容简介 本书深入探讨了当代空间结构工程领域的前沿理论、创新设计方法以及关键技术应用，旨在为结构工程师、结构设计人员、高校师生以及相关科研人员提供一本兼具深度与广度的专业参考资料。本书紧密围绕“优化、高效、可持续”的核心理念，系统梳理了从基础力学分析到复杂结构施工控制的全过程关键环节。 第一部分：空间结构基础理论的深化与拓展 本部分首先回顾了经典薄壳理论、膜结构理论在现代工程中的适用性与局限性，随后重点引入了非线性有限元分析（FEA）在复杂几何体和材料行为模拟中的最新进展。 1. 几何非线性和材料非线性耦合分析： 详细阐述了在模拟大变形、高应力集中区域（如节点连接处）时，如何精确处理几何刚度矩阵和材料本构模型的相互作用。探讨了弹塑性分析、蠕变、疲劳累积损伤模型的建立与校核，尤其关注了超高强钢材和先进复合材料在循环荷载下的长期性能预测。 2. 随机振动理论与可靠性分析： 针对空间结构在风荷载、地震荷载等随机输入下的动态响应，系统介绍了功率谱密度函数（PSD）的应用、随机有限元方法（S-FEM）在评估结构不确定性下的性能。提出了基于可靠性指标（如$eta$值）的空间结构抗倒塌概率评估流程，强调了基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）在重大复杂结构中的应用。 3. 拓扑优化与形式找形： 深入解析了基于水平集方法（Level Set Method）和密度方法的结构拓扑优化技术，特别是在生成具有内在稳定性的空间桁架和网壳结构初探阶段的应用。同时，详述了力学驱动的找形算法（如力流法、势能最小化法），用于指导轻型空间结构（如张拉整体结构、索膜结构）的预应力控制。 第二部分：新型空间结构体系的设计与分析 本部分聚焦于近年来工程实践中涌现出的创新结构体系，分析了它们的结构优势、关键设计参数及特定的计算挑战。 1. 超大跨度网壳与网架结构： 讨论了针对超大跨度（如跨度超过300米）结构如何有效控制失稳风险。重点分析了深层次弯曲刚度分析、二次效应的精确计算，以及如何通过合理的空间节点深化设计来分散应力集中。此外，详细介绍了正交异性板单元在模拟具有周期性网格结构的整体行为时的有效性。 2. 张拉整体结构（Tensegrity）与空间索结构： 阐述了张拉整体结构作为一种新型的、高度节省材料的结构体系，其静力平衡态的确定方法。深入研究了预应力施加顺序对结构整体刚度和模态的影响。在索结构方面，重点分析了预应力对膜面几何稳定性的控制，以及抗风涡旋脱落（Vortex Shedding）的空气动力学稳定性设计。 3. 可展开与自适应空间结构： 探讨了面向航天、临时性建筑或特定功能需求的结构，如利用机构学原理设计的可折叠桁架、形状记忆合金（SMA）驱动的自适应支撑系统。讨论了其在几何构形转换过程中的瞬态动力学响应分析。 第三部分：先进计算技术与施工控制 本部分着重于现代工程软件的应用、数字化流程的整合，以及复杂空间结构施工阶段的特殊挑战与控制策略。 1. 参数化与生成式设计（Generative Design）： 介绍了利用Grasshopper、Dynamo等平台结合有限元内核，实现从概念设计到详细分析的无缝集成。通过定义性能目标和约束条件，实现结构形态的自动化迭代优化，显著缩短了复杂曲面结构的设计周期。 2. BIM/VDC在空间结构中的深度应用： 阐述了如何将高精度的空间几何模型（点云数据、激光扫描）与结构分析模型（FEA）进行关联，确保“设计-分析-加工-安装”全流程的几何一致性。重点分析了复杂节点的精确建模与制造公差的控制。 3. 施工阶段的应力监控与形变控制： 针对大型空间结构（如穹顶、悬挑结构）的吊装和合拢过程，详细介绍了分阶段分析（Staged Construction Analysis）的重要性。包括对临时支撑体系的精确设计、预拱度的施加计算，以及利用传感器网络对施工过程中的实时位移和内力进行反馈控制的技术。 第四部分：工程案例的深度解析 本部分精选了数个具有代表性的、技术难度高的国际或国内空间结构工程案例，从结构体系选择的合理性、关键受力部位的分析方法、到施工难点的克服，进行了详尽的技术剖析。案例涵盖了超大跨度体育场馆、复杂曲面博物馆以及高耸的通信塔架等，旨在展示理论如何转化为可靠的工程实践。 本书特色： 理论深度与工程实用性的完美结合， 避免了纯理论推导的枯燥，强调计算模型与实际工程问题的对应关系。 侧重于现代数字化工具的应用， 帮助读者掌握面向未来的结构设计流程。 对结构稳定性和施工安全性的关注贯穿始终， 特别关注了大型结构体系在非正常工况下的极端响应。 本书是结构工程领域研究人员和实践工作者提升专业技能、应对复杂空间结构挑战的必备参考书。

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我对结构设计中可持续发展的理念越来越重视，《现代结构工程技术最新发展与应用》书中关于绿色结构设计和装配式建筑的部分，让我看到了未来的发展方向。书中详细介绍了如何采用环保材料，例如高性能再生混凝土、木结构体系、竹结构等，来减少工程对环境的影响。同时，书中还深入探讨了装配式建筑的优势，包括工业化生产、现场安装、缩短工期、减少建筑垃圾等，并介绍了预制混凝土构件、钢结构以及木结构装配式建筑的设计和施工技术。我尤其对书中关于装配式建筑的精细化设计和质量控制的讨论很感兴趣，这对于实现装配式建筑的推广应用至关重要。这本书让我看到了结构工程在环保和效率方面的巨大进步。

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这本书在BIM（建筑信息模型）技术与结构工程的融合应用方面，为我打开了新的视野。我之前对BIM的认识主要停留在三维建模层面，但这本书深入剖析了BIM如何在结构设计的全生命周期中发挥作用，从方案设计、深化设计、施工模拟到后期运维。书中详细介绍了如何利用BIM技术进行碰撞检测，从而避免设计和施工中的冲突；如何进行工程量统计和成本估算；如何通过BIM模型进行施工进度模拟和虚拟建造，以优化施工方案。此外，书中还探讨了BIM与有限元分析软件、结构健康监测系统等其他技术的集成应用，这为实现更高效、更智能的结构工程管理提供了可能。

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这本书简直是结构工程领域的一场及时雨！最近我一直在跟进一些前沿的项目，尤其是在大跨度桥梁和超高层建筑方面，感觉知识更新的速度快得惊人，很多旧的理论和方法似乎已经跟不上实际需求了。当我看到《现代结构工程技术最新发展与应用》这本书名时，立刻被它深深吸引。拿到书后，我迫不及待地翻阅，首先映入眼帘的是关于智能材料在结构中的应用，例如形状记忆合金和自修复混凝土。这些概念听起来像是科幻小说，但书中却以详实的案例和理论分析，清晰地阐述了它们如何能够提升结构的耐久性和抗震性能。特别是关于自修复混凝土的部分，我印象深刻，它不仅能够自动修补微小裂缝，从而延长结构寿命，还能在一定程度上减少后期维护成本，这对于很多基础设施项目来说，简直是革命性的突破。

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我对地下工程的结构设计一直充满兴趣，尤其是盾构法隧道施工技术。《现代结构工程技术最新发展与应用》书中对这一领域的深入探讨，让我大开眼界。书中详细阐述了盾构法施工的基本原理、设备组成以及施工流程，并重点介绍了如何处理盾构掘进过程中遇到的各种复杂地质条件，例如软弱土层、富水地层以及岩石地层。我学到了关于盾构机选型、刀盘设计、盾体结构设计等关键技术，以及如何通过衬砌结构的设计和施工来保证隧道的安全性和耐久性。书中还提及了盾构法在城市轨道交通、过江隧道以及地下综合管廊等工程中的广泛应用，这些案例让我看到了盾构法在现代城市建设中的重要作用。

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这本书在幕墙工程技术方面的介绍，让我对现代建筑的外观设计和功能实现有了更深的理解。我之前总觉得幕墙只是建筑的外衣，但读了这本书才发现，它在结构力学、材料科学、热工学以及节能环保等多个方面都蕴含着深刻的工程技术。书中详细介绍了点式玻璃幕墙、单元式幕墙、石材幕墙等不同类型的幕墙结构，以及它们在抗风压、抗震、防水、保温等方面的设计要求和计算方法。我印象深刻的是关于智能幕墙的部分，例如能够根据日照强度自动调节透光率的调光玻璃，以及能够发电的光伏幕墙。这些技术不仅提升了建筑的美观度和舒适度，还极大地促进了建筑的节能减排，真正实现了建筑与环境的和谐统一。

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读完关于高性能混凝土的部分，我感觉自己对材料科学与结构工程的结合有了全新的认识。书里详细介绍了各种新型混凝土，比如纤维增强混凝土（FRC）、超高性能混凝土（UHPC）以及它们在不同工程场景下的应用。我尤其对UHPC的突出优点感到震惊，它的强度和耐久性远超传统混凝土，而且在抗冲击、抗磨损方面也表现出色。书中给出的实际工程案例，如高强度桥梁缆索、抗爆建筑外墙等，让我看到了UHPC巨大的潜力。此外，书中还提到了关于可持续性建筑材料的探讨，例如使用再生骨料、掺合粉煤灰和矿渣等工业废弃物来制造环保型混凝土，这不仅符合当前全球对绿色建筑的要求，也为降低工程成本提供了新的思路。整章的论述既有理论深度，又有实践指导意义，感觉像是参加了一场高水平的学术研讨会，受益匪浅。

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对于那些对结构健康监测（SHM）技术感兴趣的同行来说，这本书无疑是一部宝藏。我一直对如何在工程实践中应用实时监测技术来保障结构安全感到好奇，但相关的资料往往比较零散。《现代结构工程技术最新发展与应用》这本书在这方面进行了系统性的梳理，从传感器技术、数据采集到数据分析和故障诊断，都进行了深入的讲解。书中详细介绍了各种监测手段，例如应变片、加速度计、光纤传感器等，以及它们在桥梁、隧道、大坝等不同类型结构中的应用。我特别关注了关于物联网（IoT）与SHM结合的部分，这使得大规模、实时的数据监测成为可能，并通过大数据分析和人工智能算法，能够提前预警潜在的结构风险。这对于提升结构的可靠性和安全性，减少灾难性事故的发生，具有极其重要的意义。

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地震工程在我国一直是非常重要的研究领域，而这本书在这方面的最新发展和应用，让我觉得非常前沿。《现代结构工程技术最新发展与应用》书中对减隔震技术进行了系统性的介绍，包括隔震支座、阻尼器等主动和被动减震技术的原理、类型和应用。我印象深刻的是关于高阻尼橡胶隔震支座和铅芯隔震支座的详细介绍，以及各种阻尼器（如粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器）在不同类型结构中的应用实例。书中还探讨了如何通过动力分析来评估减隔震结构的抗震性能，以及如何将这些技术应用于高层建筑、桥梁、工业厂房等各种工程项目中。这对于提高结构的抗震能力，减少地震造成的损失，具有深远的意义。

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我一直对既有建筑的加固改造技术非常关注，因为这是城市更新和历史建筑保护的关键。《现代结构工程技术最新发展与应用》这本书在这方面的内容非常实用。书中详细介绍了各种既有结构加固的方法，包括粘贴碳纤维布、喷射混凝土、增大截面、增设支撑等，并对不同方法的适用范围、设计要点以及施工注意事项进行了深入阐述。我特别留意了关于既有混凝土结构裂缝修复和构件强度提升的技术，以及钢结构和砌体结构加固的专门章节。书中还结合了大量的工程实例，展示了如何根据结构的实际情况，选择最经济有效的加固方案，这对于提高加固工程的成功率至关重要。

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在进行高层建筑设计时，风荷载的计算和控制一直是我的一个难点。《现代结构工程技术最新发展与应用》这本书在这个问题上给了我很多启发。书中不仅详细讲解了高层建筑风荷载的理论计算方法，包括风速剖面、湍流效应等，还重点介绍了风洞试验在风工程中的应用。我学到了如何通过缩尺模型在风洞中模拟真实的风场环境，从而更准确地评估结构的风荷载，并根据试验结果优化结构设计，例如采用异形截面、阻尼器等措施来减弱风致振动。此外，书中还探讨了空气动力学效应，如涡激振动和不利绕流现象，以及如何通过结构形态设计来避免这些不利影响。这本书为我提供了扎实的方法论和丰富的实践案例，让我能够更自信地应对高层建筑的风工程挑战。

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