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出版者:

作者:郑万友 编

出品人:

页数:332

译者:

出版时间:2003-1

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787503831027

丛书系列:

图书标签:

• 装饰工程
• 施工技术
• 装修
• 建筑工程
• 工程管理
• 室内设计
• 材料应用
• 规范标准
• 质量控制
• 安全施工

建筑结构力学与材料性能评估 本书导言 本书深入探讨了现代土木工程领域中至关重要的两大支柱：建筑结构力学原理的精确应用与建筑材料性能的全面评估。我们旨在为结构工程师、材料科学家以及高年级土木工程专业的学生提供一本内容详实、理论与实践紧密结合的专业参考书。本书不涉猎任何与建筑室内外装饰、美学设计或施工工艺流程相关的主题，而是专注于支撑整个建筑实体稳定性和耐久性的核心科学基础。 第一部分：结构分析与静力学基础 本部分系统梳理了工程结构分析所需的全部基础理论，重点在于建立精确的力学模型并求解复杂荷载下的结构响应。 第一章：基本概念与力学公理回顾 本章从微观粒子层面引入应力、应变的基本定义，并严格阐述了弹性力学的基础公理，如柯西应力关系和平衡方程。内容涵盖了三维应力状态的描述（主应力与主方向的确定），以及在不同边界条件下的静力平衡分析。详细讨论了材料的本构关系，特别是胡克定律在各向同性材料中的张量表示，为后续的结构分析奠定数学基础。 第二章：梁、桁架与框架的静定分析 本章侧重于工程中最常见的超静定结构体系的初始分析。对于梁结构，我们将详细分析剪力图和弯矩图的绘制方法，包括使用积分法、荷载微分方程组以及反力集的求解。对于桁架结构，我们将深入讲解结点法和截面法，强调如何通过力法简化超静定桁架的分析过程，计算多余约束力。框架结构的分析则引入了挠度理论的初步概念，为后续的超静定分析做铺垫。 第三章：结构变形与能量法原理 本部分转向结构变形的量化分析。首先介绍虚功原理及其在结构分析中的应用，重点阐述单位载荷法（虚载法）和虚应变法。随后，详细推导并应用卡氏第二定理（Castigliano's Second Theorem）来确定梁和简单桁架的位移和转角。能量法在本章中被提升到核心地位，用于处理复杂荷载下的结构响应预测。 第四章：超静定结构分析（力法与位移法） 这是结构分析的核心章节。力法（Flexibility Method）的推导将基于应变能原理，详细讲解如何构建力和位移方程，如何选择基本体系，并求解超静定结构中多余力的步骤。位移法（Stiffness Method）的引入则强调了节点位移作为基本未知量的优势，详细讲解了单元刚度矩阵的建立（包括变形、转角和自由度约束的处理），以及全局刚度矩阵的装配与求解过程，特别针对连续梁和多层框架结构进行了详细案例分析。 第二部分：材料科学与性能评估 本部分完全脱离了结构受力分析的范畴，聚焦于构成建筑实体的基础材料的内在属性、试验方法与性能退化机制。 第五章：结构金属材料的微观结构与力学性能 本章系统考察钢材、铝合金等金属材料的晶体结构、相变过程（如铁碳合金的退火、正火与淬火）。重点分析拉伸、压缩、剪切和扭转试验的标准操作规程（依据ASTM/ISO标准），详细解释屈服强度、抗拉强度、韧性（断裂韧性 $K_{IC}$）和疲劳极限的物理意义。内容完全聚焦于材料本身在受力下的反应规律。 第六章：混凝土与钢筋混凝土的本构关系 本章详细探讨水泥基材料的复杂非线性行为。分析波特兰水泥水化反应的化学动力学，以及骨料对混凝土宏观性能的影响。混凝土的应力-应变曲线将在不同龄期和荷载比下进行描述，强调其抗压强度高、抗拉强度低的特性。本章深入讲解了混凝土的蠕变、收缩现象及其对长期结构响应的影响，但完全不涉及配筋设计或现浇工艺。 第七章：非金属结构材料的特性与耐久性 本章涵盖了木材、砌体材料（砖、石）的结构特性。对于木材，分析其各向异性（顺纹与横纹抗剪强度的差异）以及湿胀干缩对尺寸稳定性的影响。对于砌体结构，重点在于材料的压应力传递机制和砂浆强度的影响。耐久性方面，本章专注于材料层面的化学侵蚀、冻融循环损伤机理，以及渗透性测试在评估材料寿命中的应用，而非施工现场的养护控制。 第八章：高级材料性能测试与无损评估 本部分关注于前沿的材料表征技术。超声波探伤（UT）和声发射（AE）技术被详细介绍，用于监测材料内部缺陷的形成与扩展。扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）的应用被阐述，用以分析材料微观结构变化与宏观力学性能之间的定量关系。本章提供了材料实验室中常用的标准测试方法，旨在精确量化材料的各项物理和力学参数。 结语 本书的全部篇幅均致力于为读者构建一个坚实的、基于物理和数学原理的结构力学知识体系，并提供对构成建筑实体的关键材料进行科学评估的方法论。全书内容严格限定在理论分析、材料科学与性能测试的范畴内，不包含任何关于建筑装饰、装修材料的选择、施工安装流程、项目管理或现场工艺控制等方面的技术论述。

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