Interpreting Engineering Drawings (Drafting and Design) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Delmar Cengage Learning

作者:Cecil H. Jensen

出品人:

页数:528

译者:

出版时间:2006-09-03

价格:USD 149.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781418055738

丛书系列:

图书标签:

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现代土木工程与结构设计：理论、实践与创新 图书简介 本书聚焦于现代土木工程与结构设计的核心理论、前沿技术及实际应用，旨在为土木工程、结构工程、建筑科学以及相关领域的学生、工程师和研究人员提供一份全面、深入且具有高度实践指导意义的参考资料。我们摒弃对基础制图规范的重复性讲解，转而深入探讨如何在复杂的工程背景下，运用先进的分析工具和材料科学知识，实现安全、高效、可持续的结构设计与建造。 本书的结构设计紧密围绕现代工程实践的需求，涵盖了从材料本构到复杂结构系统性能评估的完整链条。内容力求兼顾理论的严谨性与工程实践的可操作性，特别强调了在当前法规和技术环境下，工程师必须掌握的关键技能。 --- 第一部分：结构工程基础与材料科学的深化理解 (Foundations in Structural Engineering and Advanced Material Science) 本部分深入探讨了支撑现代结构设计的理论基石，并着重介绍了高性能工程材料的特性与应用挑战。 第一章：工程力学的再审视与高级应用 本章超越了传统静力学和材料力学的基本范畴，重点分析了在实际荷载条件下的结构响应。我们详细考察了塑性分析与极限承载力理论，包括塑性铰的形成、塑性区域的演化及其对梁、框架结构整体稳定性的影响。此外，内容涵盖了非线性分析的基础，如几何非线性（P-Δ效应）和材料非线性（弹塑性）在有限元模型中的处理方法。对于应力集中问题，本章引入了断裂力学的基本概念，解释了裂纹扩展的判据，这对于疲劳设计和既有结构的健康评估至关重要。 第二章：高性能工程材料的结构性能 传统结构材料如钢筋混凝土和结构钢的性能在特定应用中已达到极限。本章着重介绍新型和高性能材料在结构设计中的应用。 超高性能混凝土 (UHPC) 与自密实混凝土 (SCC)： 探讨了这些材料在提高结构耐久性、减少截面尺寸及简化施工流程中的潜力。详细分析了其独特的力学性能曲线、抗压-抗拉强度比，以及在海洋环境和腐蚀性介质中的长期表现。 先进钢材与复合材料： 涵盖了高强度钢、耐候钢在大型桥梁和高层建筑中的应用案例。重点讨论了纤维增强聚合物 (FRP) 及其在结构加固、预应力系统中的应用，包括FRP的粘结性能、长期蠕变效应及防火设计考量。 木结构工程的现代化： 针对大规模工程木材（如胶合木Glulam、正交胶合木CLT）的兴起，本章分析了这些材料在复杂几何形状结构中的力学行为，特别是其湿胀干缩对连接节点的影响分析。 --- 第二部分：复杂结构体系的分析与设计 (Analysis and Design of Complex Structural Systems) 本部分将理论知识应用于实际工程，涵盖了现代结构设计中面临的几类复杂挑战性结构。 第三章：高层建筑的动力学响应与抗风设计 随着建筑高度的增加，结构的动力特性和外部环境荷载（特别是风荷载）成为设计的决定性因素。本章详细阐述了： 多自由度系统的振动理论： 简正模态分析、自由振动与强迫振动的解耦方法。 风荷载的精确评估： 侧重于基于风洞试验数据和CFD模拟结果的局部风压分布研究，而非单纯的规范平均风速。探讨了涡激振动（Vortex Shedding）在细长结构中的影响。 主动与被动减隔震技术： 深入分析粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器 (TMD) 和隔震支座（如铅芯橡胶支座）的工作机理、参数选择原则及其在复杂荷载作用下的性能验证流程。 第四章：桥梁工程中的非线性与耐久性设计 桥梁作为重要的基础设施，其全寿命周期管理和极端事件响应是设计的核心。 预应力与后张预应力体系的精确计算： 超越简单的应力平衡法，探讨考虑钢绞线松弛、混凝土收缩和蠕变导致的预应力损失的精确计算模型，以及对后张结构中孔道灌浆质量的控制要求。 极端荷载事件下的桥梁评估： 侧重于抗震设计中的基于性能的设计 (Performance-Based Design) 理念，定义不同地震烈度下的性能目标（如立即使用、人员安全）。同时，分析冲击荷载（如车辆碰撞）对桥墩和下部结构的影响。 疲劳寿命分析： 针对钢结构和组合结构桥梁，应用Miner累积损伤理论对交通荷载谱进行循环加载模拟，预测结构剩余寿命。 第五章：结构稳定性与整体稳定性控制 本章聚焦于承载结构在受压或受弯时可能发生的失稳现象，这是保证结构安全的关键环节。 构件级屈曲分析： 详细讨论欧拉临界荷载以外的因素，如初始几何缺陷、侧向扭转屈曲 (LTB) 在细长梁和框架中的发生机制，以及如何通过设计（如增加侧向支撑）来有效提高屈曲承载力。 整体稳定性与P-Delta效应的量化： 在高层结构中，侧向刚度不足导致的二阶弯矩放大效应至关重要。本章提供更精细的迭代分析方法，以确定结构在组合荷载下的实际承载能力。 --- 第三部分：现代结构分析工具与建造技术 (Modern Analysis Tools and Construction Methodologies) 本部分着眼于当前工程实践中用于优化设计、提高效率和确保施工质量的先进方法和技术。 第六章：有限元方法 (FEM) 在结构分析中的深入应用 本书不教授基础的有限元理论，而是侧重于高级模型的建立、校准与结果解读。 复杂接触分析与非线性求解器选择： 如何在模型中准确模拟基础-地基接触、构件间的摩擦接触，以及选择合适的求解器（如牛顿-拉普森法、修正牛顿法）以确保收敛性。 模型简化与细节处理的权衡： 讨论在大型模型中如何合理地简化梁、板单元，何时必须使用三维实体单元来捕捉局部应力场（如厚板连接处），以及如何进行网格敏感性分析。 模型验证与反演分析 (Back Analysis)： 结合实际监测数据，如何通过调整材料参数或边界条件来校准计算模型，以提高其对实际结构行为的预测精度。 第七章：可持续性与建造过程中的质量控制 现代工程设计必须融入环境可持续性和施工可行性的考量。 生命周期评估 (LCA) 在结构选型中的作用： 评估结构从原材料获取到拆除的全过程能耗和碳足迹，指导低碳材料和高耐久性设计的选择。 装配式建筑与结构节点设计： 重点分析模块化和预制构件在连接节点处如何保证受力可靠性、防水性和抗震性能。探讨了干连接与湿连接的优劣势及施工精度要求。 数字化建造与信息模型 (BIM) 集成： 阐述如何将结构分析模型无缝集成到BIM工作流程中，实现从设计分析到施工放样、材料管理和构件信息追踪的闭环控制。强调结构工程师在LOD（详细程度等级）定义中的关键作用。 --- 总结与展望 本书旨在培养工程师的“结构直觉”——这种直觉来源于对基础理论的深刻理解、对先进工具的熟练运用，以及对复杂工程问题的批判性思维。通过对上述主题的深入探讨，读者将能够应对当前工程领域面临的最严峻挑战，设计出既创新又稳健的现代基础设施。本书的价值不在于提供一堆公式，而在于展示如何将这些公式和工具组合起来，以解决真实世界中复杂、多变且充满约束的结构设计问题。

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