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出版者:中国电力

作者:筑龙网 编

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2008-6

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787508371474

丛书系列:

图书标签:

• 001
• 高层建筑
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《现代土木工程结构设计与优化：理论、方法与实践》 书籍简介 本书全面深入地探讨了现代土木工程领域中，尤其是高跨结构、复杂地基处理以及新型材料应用方面的结构设计理论、先进分析方法与优化技术。全书旨在为结构工程师、岩土工程师、工程管理人员以及相关专业的研究生和高年级本科生提供一套系统、前沿且高度实用的技术参考与学习指南。 本书摒弃了对传统、基础性结构设计规范的冗长复述，而是聚焦于当前工程实践中面临的复杂挑战和尖端解决方案。全书内容布局逻辑清晰，从理论基础的深化到具体工程问题的解决，层层递进，强调理论与工程应用的高度结合。 --- 第一部分：高级结构分析理论与计算模型深化 本部分着重于传统有限元方法（FEM）在处理非常规工程问题时的局限性，并详细介绍了更先进的分析工具和模型。 第一章：非线性有限元分析在复杂受力体系中的应用 本章深入剖析了材料非线性和几何非线性对结构响应的显著影响。重点阐述了混凝土的开裂、剥落及钢材的弹塑性滞回响应在复杂荷载组合下的精确模拟方法。详细介绍了壳单元、实体单元以及梁单元在非线性分析中的适用性选择标准，并提供了处理接触问题的数值技巧，如接触算法的选择（Penalty Method, Augmented Lagrangian Method）及其在大型结构（如箱型基础与桩基的相互作用）中的应用案例。 第二章：动力响应与抗震设计的前沿进展 超越简单的等效静力法，本章全面覆盖了结构动力学的高级主题。重点讨论了模态分析、谱分析以及时间历史分析的适用条件与精度比较。特别针对地震工程，系统阐述了基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）理念，包括目标性能水平的确定、需求响应谱的构建以及非线性时程分析在评估罕遇地震下的结构残余风险中的作用。此外，引入了基于先进阻尼技术（如粘滞阻尼器、屈服型耗能支撑）的动力优化设计流程。 第三章：计算力学中的新型数值方法 本章介绍了超越传统FEM的计算工具，以应对极端荷载或材料复杂性。详细介绍了离散元法（DEM）在处理散体材料（如岩石、土体在冲击荷载下的行为）中的优势；扩展有限元法（XFEM）在模拟裂缝扩展和界面分离问题中的精确性；以及浸入式边界法（IBM）在流固耦合问题（如风荷载下的高柔性结构响应）中的应用潜力。 --- 第二部分：特殊结构体系的设计优化与控制 本部分聚焦于超越传统框架结构的创新型、大跨度、超高层及深基坑工程的特定设计与控制策略。 第四章：大跨度空间结构体系的稳定性与受力分析 详细研究了网壳结构、张拉整体结构（Tensegrity Structures）和膜结构的设计原则。重点讨论了预应力在稳定大跨度结构初期的形状控制中的关键作用。内容包括：几何刚度的确定、找形分析的迭代方法、以及空间网架结构的节点受力分析与节点构造优化，以确保在施工阶段和使用阶段的几何精度与受力可靠性。 第五章：超高层建筑的抗风设计与振动控制 本章是针对超高层结构设计的核心内容。深入解析了风工程中的复杂气流现象，包括绕流、涡激振动和湍流脉动。详细介绍了风洞试验数据如何转化为结构设计输入，以及CFD（计算流体力学）在复杂外形建筑风荷载估计中的辅助作用。控制策略方面，集中讨论了调谐质量阻尼器（TMD）、液体阻尼器（SLD）和主动质量阻尼器（AMD）的参数优化选型与布置，以满足严格的舒适度限值。 第六章：深基坑与地下工程的围岩-结构协同作用 本章聚焦于复杂地质条件下的深层开挖工程。内容涵盖了地下连续墙、喷射混凝土支护以及内支撑系统的设计与监测。核心在于土体应力释放、支撑系统受力反馈的耦合分析。详细讨论了“释放法”与“施加法”在模拟地下结构受力演化过程中的差异与选择，并介绍了分布式光纤传感技术在实时监测围岩变形和支撑轴力变化中的应用实践。 --- 第三部分：新型材料与可持续性结构设计 本部分探讨了工程材料的创新应用及其对结构设计理念的革新，强调耐久性与环境友好性。 第七章：高性能混凝土（HPC）与超高性能混凝土（UHPC）的应用 本章详细介绍了UHPC的微观结构特性，如极高的抗压强度、优异的韧性和自密实性。重点分析了UHPC在构件尺寸效应下的性能衰减规律，以及如何在受拉和抗剪部位利用纤维增强机制。提供了UHPC在预制构件、结构修复和复杂节点域中的具体设计构造图例和施工控制要点。 第八章：新型钢结构与复合材料的应用 探讨了高强钢材（如Q550以上级别）在节约用钢量和控制变形方面的设计考量。着重分析了钢-混凝土组合结构中的界面剪力传递机制，并引入了纤维增强复合材料（FRP）在结构加固、耐腐蚀构件制造中的应用案例，包括FRP筋混凝土梁的受弯和受剪承载力计算模型。 第九章：结构全寿命周期评估与可靠性优化 本章将设计理念提升至工程全寿命周期的视角。介绍了基于概率的结构可靠性理论（FORM/SORM），用于量化设计决策中的不确定性。讨论了材料疲劳损伤模型（如Miner法则的改进）在评估长期荷载效应中的应用，并结合BIM技术，构建从设计、施工到运营维护的数字孪生模型，实现结构健康监测（SHM）数据的反哺式设计优化。 --- 本书特点总结： 聚焦前沿： 内容主要集中在计算力学、动力控制、新型材料应用等高技术领域，避免重复基础知识。 理论与实践并重： 每章节均配有复杂的工程实例分析，展示先进理论在实际工程问题中的数值求解路径和结果解读。 工具导向： 侧重于如何利用现代工程软件（如MSC.NASTRAN, ABAQUS, SAP2000/ETABS的高级模块）解决工程难题，而非仅仅停留在理论推导。 系统深度： 针对性地解决了当前工程界在复杂结构设计、极端荷载响应和长期性能保障方面的核心技术瓶颈。

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这本书的价值不仅体现在硬核的技术细节上，更在于它对“工匠精神”和新技术引入的探讨。虽然标题偏向于“技术案例”，但在一些章节的引入和总结部分，能明显感受到作者对行业未来发展的洞察力。比如，在谈到BIM技术在施工阶段的应用时，它没有流于表面地介绍软件功能，而是具体阐述了如何利用BIM模型进行碰撞检测以避免后期返工，以及如何将模型数据直接转化为物料需求计划（MRP）。此外，书中还穿插了一些关于新材料应用（如超高性能混凝土、智能传感材料）在实际工程中的初步应用案例和技术挑战。这使得这本书的视角既立足于成熟的施工经验，又适当地导向了行业前沿的创新方向。阅读完后，我感觉自己不仅学到了“如何解决现有问题”，更被激发了“如何用更先进的方法优化未来的工作流程”的思考。

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对于长期在项目管理岗位上的人来说，这本书在安全文明施工和质量控制方面的论述，展现出了极高的专业水准。它没有简单地罗列规范条文，而是将安全管理融入到具体的施工流程节点中。我留意到其中关于高空作业防护体系的章节，它详细对比了不同类型附着式升降脚手架的锁死机制和冗余设计，还附带了近几年行业内发生的安全事故案例分析，分析事故发生时系统哪个环节失效了。这种通过反面案例来强化正面指导的做法，冲击力很强，让人印象深刻。同样，在质量控制方面，它对隐蔽工程验收的标准和关键控制点的把关，描述得丝丝入扣，特别是针对混凝土浇筑过程中的温度控制和振捣密实度的现场检测方法，提供了操作层面的具体SOP（标准作业程序）。这本书为我们提供了一个从源头上预判风险、从过程中固化质量的系统性思维框架。

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我最近在跟进一个市政改造项目，涉及到一个老旧桥梁的加固与拓宽，这本书里关于既有结构物改造和临时支撑体系搭建的章节，简直是为我量身定制的宝典。它没有陷入宏大叙事的框架，而是聚焦于具体施工环节可能遇到的“硬骨头”问题。比如，在谈到如何在既有桥墩旁边进行新的桩基开挖时，书中详细剖析了邻近构筑物沉降控制的几种主动监测与被动干预手段，从微差监测仪的布设点位到不同土层下的注浆压力控制参数，都给出了非常详尽的量化参考。我特别赞赏作者在描述这些工法时，那种基于多年一线经验的“老道”与务实，没有过度美化施工难度，而是坦诚地指出了不同方案的风险点和适用前提。这种脚踏实地的叙述方式，比那些空泛的理论论述要实用百倍，它教会我的不是“应该怎么做”，而是“在实际复杂环境下，怎样才能更安全、更有效率地做”。

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作为一个正在备考某些专业技术资格的工程师，这本书的知识体系构建得非常系统化，覆盖面广而精深。我发现它在处理那些跨专业知识融合的难题时，表现得尤其出色。例如，在讲解大型设备吊装作业时，它不仅涉及了结构受力分析，还深入到了起重机械的选型标准，以及复杂气象条件（如风速、阵风变化）对吊装轨迹的影响评估，甚至还延伸到了吊装作业区域的交通疏导和临时用电安全规范。这种融会贯通的知识呈现，对于提升个人的综合技术素养是极其宝贵的。它不像某些教材那样将知识点切割得支离破碎，而是以一个完整的工程项目生命周期为线索，将土建、结构、机械、电气、安全等多个维度的技术要求编织在一起，让人能看到全局，理解每一个技术决策背后的多重考量。

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这本书的装帧设计实在让人眼前一亮，封面那富有质感的磨砂处理，以及内页的纸张选择，都透着一股专业和严谨的气息。我尤其喜欢它在图文排版上的用心，大量的工程实景照片和精细的剖面图穿插其中，让复杂的结构细节变得直观易懂。比如，在介绍超高层基础处理的章节，它不仅仅停留在理论层面，而是直接展示了多套不同地质条件下的桩基设计方案对比，配上详尽的施工步骤图解，我仿佛置身于现场学习一般。这种“看得见、摸得着”的呈现方式，极大地提升了阅读的沉浸感。而且，字体选择清晰大气，图注标注详尽，即使是初次接触此类技术的人，也能迅速抓住重点。很明显，出版团队在设计美学和实用性之间找到了一个极佳的平衡点，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一份精心策划的视觉报告，让人在学习枯燥技术知识的同时，也能享受到阅读的愉悦。

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