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页数:353

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出版时间:2008-12

价格:96.00元

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isbn号码:9787807345633

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图书标签:

• 岩土工程
• 地基处理
• 土力学
• 地质工程
• 边坡稳定
• 桩基
• 隧道工程
• 挡土墙
• 软基
• 基坑工程

《建筑结构安全与性能提升技术》 图书简介 本书是一部专注于建筑结构安全与性能提升的综合性专著，旨在为建筑工程领域的从业者、研究者以及高等院校相关专业师生提供一套系统、前沿且实用的技术指南。在当今快速发展的城市化进程和日益严峻的自然灾害挑战下，确保建筑物的长期安全、稳定以及适应性发展，已成为衡量工程质量和可持续性的关键指标。本书紧密围绕这一核心需求，深入探讨了从结构设计理论、既有结构评估、加固改造技术到性能监测与维护等全生命周期的关键环节，力求在理论深度与实践应用之间取得最佳平衡。 第一章 结构安全设计基础与发展趋势 本章首先回顾了结构工程设计的基本原理，包括荷载的分类与组合、材料力学特性、结构动力学基础等。在此基础上，重点阐述了当前结构安全设计理念的演进，特别是概率论方法在结构可靠度分析中的应用，以及极限状态设计法在保障结构安全裕度方面的关键作用。随后，深入剖析了新材料、新技术对结构设计带来的变革，如高性能混凝土、钢结构连接技术、以及预应力技术在提升结构承载能力和延性方面的潜力。同时，还前瞻性地探讨了智能化设计工具（如参数化设计、生成式设计）在优化结构布局、提高设计效率和适应复杂建筑形态方面的应用前景。最后，针对日益增长的极端荷载（如强震、台风、爆炸冲击）对建筑结构提出的严峻考验，本章详细介绍了抗震设计、抗风设计以及抗爆设计的最新规范要求和技术策略，为设计人员提供最新的设计指导。 第二章 既有建筑结构评估与性能诊断 随着城市更新和基础设施老化的加速，对既有建筑结构进行准确的评估与诊断变得尤为重要。本章详细介绍了结构健康评估的通用流程与方法论。首先，从检测技术角度出发，系统梳理了各类无损检测（NDT）和部分损检测（PDT）技术，包括超声波检测、回弹法、钢筋扫描、热成像、声发射等，并详细阐述了这些技术的原理、适用范围、操作规程以及数据解读方法。随后，聚焦于结构性能的量化评估，介绍了基于材料老化模型、结构损伤累积模型以及可靠度理论的评估方法。特别强调了基于性能的评估（Performance-Based Assessment, PBA）理念，如何通过模拟不同荷载作用下的结构响应，评估结构在正常使用、罕遇灾害等不同工况下的功能保持能力。此外，本章还探讨了结构健康监测系统（Structural Health Monitoring, SHM）在提供实时结构状态信息方面的关键作用，包括传感器类型选择、数据采集与处理、以及基于监测数据的损伤识别与评估技术。对于历史建筑和文物建筑，本章还特别关注了特殊的评估方法，强调在保留历史风貌的同时，如何科学地评估其结构安全性和延性。 第三章 建筑结构加固改造技术与实践 针对结构评估中发现的安全隐患或性能不足，本章系统地介绍了各类建筑结构加固改造技术。首先，按照结构构件（梁、柱、墙、板、基础）和加固目的（提高承载力、改善延性、提高抗裂性、增强整体性、提升抗震能力）对加固技术进行分类。重点介绍了当前主流的加固方法，包括： 增大截面法： 混凝土结构通过增加截面尺寸和配筋来提高承载力，详细阐述了钢筋混凝土粘结、锚固要求以及新老混凝土界面的处理技术。 外包钢加固： 针对混凝土柱、梁、墙等构件，介绍其原理、施工工艺、锚栓设计以及应力传递机制。 粘钢加固： 阐述了钢板与混凝土构件粘结的受力机理，详细介绍了粘结剂的选择、表面处理、钢板排版设计以及施工关键点。 碳纤维复合材料（CFRP）加固： 深入探讨了CFRP材料的力学性能、粘结理论、设计方法以及在梁、板、柱、墙等构件中的应用实例，强调其轻质高强的优势。 预应力加固： 介绍了体外预应力、预应力锚固体系、以及预应力张拉工艺在梁、板、框架结构等加固中的应用。 灌浆加固： 针对混凝土裂缝、疏松部位等，介绍了注浆材料的选择、注浆工艺及质量控制。 结构体系改造： 包括增设支撑、剪力墙、阻尼器（消能减震技术）等，详细阐述了其设计原理、参数确定以及在不同结构体系中的应用。 本章还强调了加固设计中的关键考虑因素，如加固材料的相容性、荷载传递的连续性、施工的可操作性、以及对结构使用功能和美观的影响。此外，还结合多个典型工程案例，展示了不同加固技术的实际应用效果，提供了宝贵的实践经验。 第四章 结构性能监测、维护与智能化管理 本章将视角延伸至结构的全生命周期管理，强调了持续的性能监测和科学的维护策略对保障建筑长期安全的重要性。 结构健康监测（SHM）： 详细介绍了SHM系统的构成、传感器类型（应变片、位移计、加速度计、倾角仪、温度传感器等）、数据采集系统（DAQ）、数据传输与存储技术。重点讲解了如何基于监测数据进行结构动力特性识别（如自振频率、阻尼比）、损伤定位与量化，以及预测结构剩余寿命。 结构维护策略： 探讨了不同类型建筑结构（如桥梁、高层建筑、工业厂房）的周期性检查、定期维护和应急维护计划。内容涵盖了对常见结构病害（如混凝土碳化、钢筋锈蚀、裂缝、沉降、构件酥化等）的预防性措施和修复方法。 智能化管理平台： 随着物联网（IoT）、大数据和人工智能（AI）技术的发展，本章重点介绍了如何构建智能化结构管理平台。通过整合SHM数据、历史维护记录、设计资料以及环境监测信息，实现对建筑结构状态的全面感知、智能分析、风险预警以及优化维护决策。探讨了数字孪生（Digital Twin）技术在模拟结构响应、预测未来状态以及指导维护操作方面的潜力。 风险评估与应急响应： 结合潜在风险源（如极端荷载、意外事故、火灾），本章阐述了如何基于结构状态监测和性能评估结果，制定有效的应急响应预案，包括人员疏散、临时支撑、灾后评估与抢修等。 第五章 特殊结构与极端荷载下的性能提升 本章聚焦于一些特殊结构的挑战，以及面对极端荷载时结构性能的提升策略。 高层与超高层建筑： 探讨了风荷载、地震荷载、火灾以及人群荷载等对高层建筑的影响。详细介绍了风振控制技术（如调谐质量阻尼器TMD、粘滞阻尼器）、隔震减震技术、以及防火材料与结构的配合设计。 桥梁工程： 重点关注桥梁在运营期间面临的耐久性问题、交通荷载引起的疲劳损伤、以及自然灾害（地震、洪水、台风）的影响。介绍了桥梁结构健康监测、加固改造技术（如桥面板加固、支座更换、墩台加固）、以及新型桥梁结构形式（如斜拉桥、悬索桥）的设计要点。 地下结构与隧道： 深入探讨了土压力、水压力、以及施工扰动对地下结构安全性的影响。介绍了防水、防渗、抗渗等技术，以及盾构施工、顶管施工等技术在复杂地质条件下的应用。 既有工业厂房与构筑物： 关注设备振动、高温、腐蚀性介质等对工业厂房结构的影响，介绍了相应的加固与维护技术。 极端荷载应对： 进一步细化了对爆炸冲击、车辆撞击等突发性极端荷载的防护设计，包括装甲化设计、能量吸收结构、以及分布式防御概念。 结论与展望 本书在详细阐述结构安全设计、评估、加固改造和监测维护等关键技术的基础上，强调了多学科交叉融合、智能化技术应用以及全生命周期管理理念的重要性。展望未来，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，建筑结构的安全性和性能将得到更大幅度的提升，为人类社会提供更加安全、可靠、舒适和可持续的建筑环境。本书旨在为读者提供一个全面、深入的学习平台，共同推动建筑结构工程技术的进步与发展。

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对于那些关注**环境岩土工程**和可持续性发展的读者来说，《岩土工程类》这本书提供了一个非常前瞻和创新的视角。我原本以为它会更侧重于传统的道路桥梁基础，但出乎意料的是，书中有一章专门讨论了如何利用**再生材料**，比如工业废渣和再生骨料，来替代天然填料进行场地回填和路基加固。这不仅符合当今社会对绿色建筑的要求，也为我们处理日益严峻的固废问题提供了工程学上的解决方案。作者非常严谨地引用了大量的实验数据，证明了在特定掺量下，这些替代材料的**工程力学性能**（如抗剪强度、压实度）可以媲美甚至在某些方面优于传统材料。更具启发性的是，书中还讨论了**污染场地的修复技术**，特别是对于重金属污染土壤的处理，涉及到了原位固化（ISCO）和植物修复的结合应用。这部分的介绍，不仅仅停留在理论层面，还附带了详细的**规范要求和安全操作流程**。这使得这本书的适用范围大大拓宽，不再局限于纯粹的土木工程，而是延伸到了环境科学和资源管理的交叉领域。我个人非常欣赏这种跨学科的融合，它让岩土工程这项传统学科焕发出了新的活力。

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与其他岩土著作相比，这本书在**案例的广度和深度**上展现出了非凡的平衡性。它没有将所有篇幅集中于超高层建筑的深基坑开挖，也没有仅仅局限于市政道路的填方工程。这本书的视野非常开阔，横跨了多个工程领域，让人感觉自己正在经历一个全方位的“岩土考察”。例如，书中详细分析了**水利工程中大坝基础的防渗处理**，对比了粘土心墙与沥青混凝土防渗层的优劣，并结合了现场渗透试验的结果；同时，它也深入探讨了**海洋工程中海上风电基础的动力响应**，讨论了波浪荷载和地震载荷下桩基的动抗力系数如何取值。我尤其喜欢其中关于**地震液化判别**的部分，它不仅仅停留在 SPT N 值或 CPTu 值的判据上，还引入了最新的**孔隙水压力历史法**，并结合了我国不同地区的地震动参数分区。这种将全球视野与本土规范完美结合的处理方式，使得这本书的实用价值极高。它让我意识到，岩土工程绝不仅仅是关于“挖土”和“填土”，它是一门复杂、多变，且与地质环境紧密耦合的系统工程，需要工程师具备极强的综合判断能力。这本书无疑是这方面训练的最佳教材。

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这本书的**图表和插图**质量，绝对是教科书级别的典范。我收藏了很多岩土工程的参考书，但很多时候，那些复杂的应力应变曲线或者流场分布图都画得模糊不清，让人看了半天也抓不住重点。《岩土工程类》在这方面做到了极致的清晰和专业。每一个关键的**破坏模式图**，无论是针对压缩破坏还是剪切破坏，都用高清的三维示意图进行了标注，辅以清晰的向量箭头来指示力的作用方向和位移趋势。更厉害的是，书中对于**孔隙水压力**的动态变化模拟图，做得尤为精妙。通过颜色深浅的变化，直观地展示了地下水在重力荷载作用下如何重新分布，这对于理解瞬时和长期稳定性的差异至关重要。即便是最难理解的**三维应力状态**，作者也巧妙地运用了多个截面图和等值线图来辅助说明，让原本需要高度空间想象力的概念变得一目了然。这种对视觉辅助工具的重视，极大地加速了我的学习进程。我发现，很多我过去需要花上数小时才能勉强理解的复杂现象，在这本书的图解帮助下，几分钟内就能建立起清晰的认知模型。这份对细节的坚持，体现了作者对读者学习体验的深切关怀。

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我必须要说，这本书在**数值模拟方法**方面的论述，简直是达到了一个令人叹为观止的深度。作为一个常年与结构软件打交道的工程师，我深知如何将理论转化为计算机可以识别的语言是多么困难的一件事。《岩土工程类》这本书没有回避这一点，它花了整整三分之一的篇幅，详细介绍了**有限元分析（FEA）**在处理非线性岩土问题时的具体步骤和注意事项。从单元的选择、接触面的定义，到时间步长的控制，作者几乎是手把手地带着读者“进入”了模型的内部。最让我惊叹的是，书中不仅展示了如何设置“理想”的模拟，还着重讨论了**模型误差和参数敏感性分析**。他们通过对比几种主流商业软件（比如 Plaxis 和 ABAQUS）在处理饱和土体渗透性问题时的差异，明确指出了在不同工况下应该倾向于使用哪种本构模型，比如应力依赖的摩阻角、或是黏聚力的变化规律。这种不偏不倚，既有理论深度又有实践指导意义的分析，在同类书籍中是极为罕见的。我甚至感觉，这本书不仅仅是传授知识，更是在培养一种批判性的软件使用思维，教会我们如何识别和避免“垃圾进，垃圾出”的陷阱。读完这部分内容，我对那些复杂的**地下结构相互作用**问题的理解上升到了一个新的高度，不再满足于软件给出的表面结果，而是能深入探究其背后的物理机制。

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这本《岩土工程类》的书籍，光是拿到手里沉甸甸的分量，就让人对其中蕴含的知识深度充满了期待。我原本以为它会像很多教科书那样，枯燥乏味地罗列公式和理论，但翻开第一章后，我的看法彻底改变了。作者显然花费了大量心血，将那些看似高深的**土力学原理**融入到了非常生动的案例分析之中。比如，在讲解**边坡稳定性**时，书中没有直接抛出复杂的微积分，而是通过分析一座现实中发生过的滑坡事件，层层递进地剖析了为什么会失稳，以及如何通过合理的**支护结构**来加以预防和治理。这种叙事方式，让原本抽象的概念变得触手可及。尤其让我印象深刻的是关于**地基承载力**那一章节，书中对不同类型土壤（粘土、砂土、砾石）在不同荷载条件下的响应做了非常细致的对比，甚至还配上了大量清晰的现场照片和模型试验图解。对于初入这个领域的我来说，这本书无疑是一盏明灯，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一位经验丰富的工程师在手把手地教导你如何像一个真正的岩土专家那样去思考和解决问题。我甚至愿意花上更多的时间，去反复琢磨那些关于**固结沉降**的计算模型，因为我知道，这些基础知识决定了未来工程的成败。这本书的结构安排非常合理，从基础理论到实际应用，过渡得几乎完美无瑕。

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