Concrete Mix Design, Quality Control and Specification pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Routledge

作者:Day, Ken W.

出品人:

页数:384

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 226.00

装帧:HRD

isbn号码:9780415393133

丛书系列:

图书标签:

• to
• 混凝土
• 混泥土
• 配比设计
• 质量控制
• 规范
• 材料科学
• 土木工程
• 建筑工程
• 施工
• 测试

建筑材料与结构力学进阶：从理论基石到工程实践 本书旨在为土木工程、结构工程及相关领域的高级学生和专业人士提供一个深入理解建筑材料特性、结构分析方法以及工程规范背后的理论基础的全面指南。 本书内容聚焦于材料科学、结构设计理论的前沿进展以及在实际工程项目中如何应用这些知识，构建安全、经济、耐久的结构体系。 第一部分：高级材料科学与性能表征 本部分深入探讨了现代建筑中使用的主要结构和非结构材料的微观结构、宏观性能及其随时间变化的规律。我们不讨论混凝土配合比设计或质量控制的具体流程，而是侧重于理解材料行为背后的科学原理。 第一章：结构钢材的冶金学与力学性能 本章从晶体结构、相变理论出发，解析合金元素对钢材力学性能（如屈服强度、极限强度、韧性、延展性）的影响机制。重点分析了热处理过程（退火、正火、淬火与回火）如何调控钢材的微观结构，进而影响其宏观性能。讨论了疲劳破坏的微观机理，包括裂纹的萌生、扩展与最终断裂过程，并介绍了高周疲劳与低周疲劳的测试方法及寿命预测模型，如S-N曲线的构建与修正。同时，对高强度钢材和耐候钢在不同环境下的腐蚀敏感性及其机理进行了详尽的论述，强调了腐蚀对结构剩余寿命评估的意义，而非针对特定类型混凝土的强度测试。 第二章：先进复合材料与功能性材料 本章聚焦于非传统结构材料，特别是纤维增强复合材料（FRP）在土木工程中的应用潜力。详细阐述了复合材料的各向异性特性、层合板理论（Classical Lamination Theory, CLT）的推导及其在预测复合材料在拉伸、弯曲和剪切载荷下的应力应变响应中的应用。讨论了玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的力学特性对比。此外，对具有自修复、形状记忆或电磁屏蔽功能的新型功能性土木材料的最新研究进展进行了综述，探讨了它们在智能结构监测与主动控制中的应用前景。本书完全不涉及混凝土拌合物的和易性测试或坍落度评定。 第三章：岩石力学与地基基础的本构关系 本章着重于地质材料的本构模型研究。从岩石的弹塑性理论出发，详细推导了莫尔-库仑准则、德鲁克-普拉格准则等在描述岩石和土体破坏面形成中的应用。重点分析了岩石的声发射技术及其在监测裂隙扩展和岩爆预测中的潜力。对于土体，本章深入探讨了临塑性面理论（Critical State Soil Mechanics, CSSM）框架，特别是关于超固结粘土的应力-应变路径分析，以及如何利用三轴试验数据建立更准确的非线性本构模型。这部分内容专注于地下工程材料的内在力学行为，而非地基承载力或地基处理方法的选择。 第二部分：结构分析与设计理论的深化 本部分将读者带入更复杂的结构体系分析领域，涵盖传统方法的高级应用以及数值模拟的核心技术。我们旨在建立读者对荷载传递路径和结构响应的深刻理解，而非仅仅遵循规范的简化设计步骤。 第四章：高级结构动力学与抗震设计理论 本章建立了结构振动分析的数学基础，从离散化质量-弹簧-阻尼系统出发，推导了多自由度体系的运动微分方程。详细介绍了模态分析（Modal Analysis）及其在识别结构固有频率和振型中的作用。在抗震设计方面，本章重点讨论了反应谱分析（Response Spectrum Analysis）的理论依据，包括峰值响应的统计学意义。深入探讨了非线性动力响应分析（Time History Analysis）中采用的数值积分方法（如中心差分法、Newmark-$eta$法）的稳定性和精度要求。此外，本章分析了隔震与消能减震技术（如粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座）的力学机理及其在提高结构抗震性能中的效率评估，完全规避了对特定地区抗震规范条文的讲解。 第五章：有限元分析（FEA）的核心算法与应用 本章是理论分析与计算模拟的桥梁。首先，详细阐述了变分原理（如虚功原理、瑞利-里茨法）在推导结构单元刚度矩阵中的应用，强调了形函数（Shape Functions）的选择对单元精度（如剪切锁定、体积锁定问题）的影响。随后，深入探讨了处理非线性问题的数值策略，包括大变形问题的几何非线性、材料非线性（如塑性、损伤）的处理，以及求解非线性方程组的迭代方法（如牛顿法、修正牛顿法及其收敛性分析）。本章专注于FEA的“黑箱”背后的数学和数值逻辑，而非特定商业软件的操作指南。 第六章：结构稳定性与屈曲理论 本章系统分析了结构失稳的本质。从欧拉屈曲公式的推导开始，扩展到非保守力作用下的动力失稳（如航天器结构）。详细阐述了第二稳定性理论，即初始几何缺陷对临界载荷的影响，并通过能量法推导了框架结构和板壳结构的二阶弹性屈曲分析方法。对于非线性屈曲，本章分析了P-Delta效应的数学模型及其在框架分析中的引入。内容聚焦于结构抵抗失稳的临界状态理论，而非实际构件的截面设计验算。 第三部分：工程可靠性与生命周期管理 本部分超越了单一结构构件的强度设计，转向对整个工程系统的长期可靠性和维护策略的科学评估。 第七章：结构可靠性理论与概率设计 本章系统介绍了结构可靠性分析的概率论基础。首先回顾了随机变量的描述性统计，随后引入可靠度指标（Reliability Index, $eta$）的概念及其在First-Order Reliability Method (FORM) 中的应用。重点分析了第二阶矩法（Second-Order Reliability Method, SORM）及其在高风险结构评估中的优势。讨论了在不确定性源（如荷载、材料强度、几何尺寸）的分布模型选择、参数估计及其对系统可靠度影响的敏感性分析。本书强调的是风险量化模型，而非规范中规定的安全系数或抗力折减系数的来源。 第八章：结构健康监测（SHM）与损伤识别 本章探讨利用先进传感技术对结构状态进行实时或周期性评估的方法。详细介绍了基于模态参数识别的损伤定位技术，如使用频率响应函数（FRF）的变化或振型曲率（Mode Shape Curvature）的局部化来指示损伤位置。深入讨论了基于模型更新的方法，通过比较实验数据和理论模型的残差来识别损伤的严重程度。本章侧重于信号处理技术（如小波分析、经验模态分解）在提取环境噪声中隐藏的结构信息方面的应用，旨在实现结构状态的早期诊断。 第九章：结构寿命预测与疲劳耐久性评估 本章关注结构在长期服役过程中的性能衰减。基于矿义-米勒定律（Miner's Rule）的局限性，引入了更先进的累积损伤模型，如频率域疲劳分析和基于断裂力学的损伤容限设计（Damage Tolerance Design）。详述了裂纹扩展速率的计算，特别是当结构处于复杂应力场（如应力集中区域）时，如何应用J积分或应力强度因子（K因子）进行评估。本章旨在提供评估结构在疲劳荷载累积下剩余安全寿命的分析工具。 --- 本书的读者将获得对建筑结构工程深层理论的掌握，使他们能够批判性地评估现有设计方法，并能独立开发和应用更精确的分析模型来解决复杂的工程问题。

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