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土木工程材料，ISBN：9787508450865，作者：蒋晓曙 编
建筑结构与材料科学：超越传统视角下的应用与创新 本书导读： 本书旨在为建筑、结构工程师、材料科学家以及相关领域的研究人员提供一个深入且全面的视角，探讨当代建筑结构设计的前沿理论、新型结构体系的构建方法，以及在可持续发展背景下材料科学的最新突破与应用。我们不再局限于传统土木工程材料的单一维度分析，而是将视角拓展至高性能、智能响应及环境友好型材料在复杂工程环境中的集成应用，并探讨如何利用先进的计算模拟和实验技术来指导结构优化与风险控制。 第一部分：先进结构体系与理论基础 本部分聚焦于超越传统梁柱体系的现代建筑结构设计理念。我们将探讨 超高层建筑的动力响应控制，重点分析多尺度风洞试验数据与数值模拟（如有限元分析）相结合的方法，用以预测与抑制结构在极端载荷下的振动行为。内容涵盖 隔震与消能减震技术 的最新进展，特别是粘滞阻尼器、摩擦摆式支座在不同地震动输入下的性能评估与优化设计。 随后，我们将深入研究 空间网格结构与薄壳结构 的几何优化与受力机理。讨论如何利用拓扑优化方法设计出具有更高自振频率和更优承载效率的复杂曲面结构。针对 预应力结构 的发展，我们将详细解析后张预应力体系在超大跨度桥梁与现浇结构中的应用细节，包括锚固体系的长期可靠性分析和应力松弛效应的精确预测模型。 此外，本书专门开辟章节讨论 既有建筑的结构评估与加固技术。这不仅仅是对既有规范的复习，而是侧重于无损检测技术（如超声波、红外热成像）在缺陷识别中的应用，以及基于性能的抗震设计（PBEE）在结构性能提升中的实施路径。对于混凝土结构的碳化、氯离子侵蚀等耐久性问题，我们将结合加速老化试验，提出系统性的防护与修复策略。 第二部分：前沿功能材料与高性能复合体系 在材料科学层面，本书摒弃了对传统水泥、钢材性能的简单罗列，转而关注 新型胶凝材料体系 的研发与应用。详细阐述了 地聚合物混凝土（Geopolymer Concrete） 的微观结构、早期强度发展规律及其在减少碳排放方面的潜力。我们对比了地聚合物与传统波特兰水泥在抗氯离子渗透性、耐火性等方面的差异，并提供了工业化应用的初步设计参数。 高性能钢材方面，本书关注 耐候钢与超高强钢筋 在结构中的应用潜力。探讨了高屈服强度钢材的焊接工艺控制、断裂韧性要求，以及它们如何影响结构的自重比与抗震冗余度。 功能材料是本部分的核心亮点。我们详细介绍了 形状记忆合金（SMA） 在自复位结构中的应用机理，包括其马氏体相变过程的热力学控制，以及在阻尼元件中实现能量耗散的机制。同时，对 纤维增强复合材料（FRP） 的应用进行了深入剖析，不仅包括其在结构外包加固中的受拉性能，更侧重于 FRP筋材在钢筋混凝土构件中的抗腐蚀及长期性能研究，特别是与新型高性能基体的兼容性问题。 第三部分：智能感知与数字化建造集成 本部分将材料与结构置于数字化和智能化的背景下进行考察。我们讨论了 结构健康监测（SHM）系统 的集成设计。内容涵盖 光纤光栅传感器（FBG） 在应变、温度采集中的布设策略，以及如何将海量传感数据通过 基于机器学习的模式识别算法 转化为可操作的结构状态评估指标。 在材料层面，本书探讨了 自修复材料 的最新进展，特别是微胶囊技术与血管网络结构在混凝土裂缝自愈合中的不同实现路径，以及其对结构长期耐久性的实际贡献。 最后，我们将视角投向 数字化建造与材料的精准制造。讨论了 增材制造（3D打印）技术 在复杂结构节点、定制化预制构件中的应用潜力，特别是对于新型复合材料打印的工艺参数控制和宏观力学性能验证。 结论与展望： 本书总结了当前土木工程材料与结构科学面临的挑战——如何在高安全性和环境友好性之间找到最优平衡点。我们期望读者能够建立跨学科的知识框架，从微观材料本构关系到宏观结构响应，全面掌握推动下一代基础设施发展的关键技术与理论工具。本书为读者提供了进入前沿研究领域或优化工程实践的坚实基础。
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