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出版者:

作者:施托德

出品人:

页数:305

译者:华晨宝马汽车有限公司

出版时间:2012-6

价格:120.00元

装帧:

isbn号码:9787111277279

丛书系列:

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现代建筑结构设计与施工管理 第一章 绪论：建筑工程的演进与现代挑战 本章旨在为读者勾勒出当代建筑工程领域的宏观图景，并深入探讨当前行业面临的主要挑战与发展趋势。我们将从建筑结构理论的起源与发展历程入手，追溯从古典力学到有限元分析的演变路径，理解结构设计哲学如何随着材料科学和计算能力的进步而不断革新。 1.1 建筑工程的历史维度与当代语境 回顾历史上的标志性工程案例，分析不同时代背景下结构工程师所解决的核心问题。重点讨论工业革命以来，钢筋混凝土和现代钢结构的出现如何彻底改变了建筑的高度、跨度和形态的可能性。进入21世纪，面对全球气候变化、城市化进程加速以及对可持续发展日益增长的需求，建筑业正经历一场深刻的结构性变革。 1.2 结构设计理念的转型：从安全至上到多目标优化 传统的结构设计往往以满足规范的最小安全系数为核心目标。然而，现代设计更强调多目标优化，将“经济性”、“耐久性”、“可施工性”以及“环境友好性”纳入考量。本节将详细阐述弹性设计、塑性设计以及基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）的基本原理和应用场景，特别是PBD在抗震和火灾安全设计中的重要性。 1.3 建筑技术与信息集成：BIM的应用与未来 建筑信息模型（BIM）已不再是简单的三维绘图工具，而是贯穿设计、施工、运营全生命周期的核心管理平台。本章将深入分析BIM如何在结构分析、碰撞检测、深化设计和现场协同中发挥关键作用。探讨参数化设计与生成式设计如何拓宽结构形态的边界，并对结构工程师的技能要求提出新的视角。 第二章 结构力学基础与高级分析方法 本章是理解复杂结构行为的理论基石，侧重于结构力学从经典理论向现代计算方法过渡的环节。 2.1 结构分析的经典理论回顾与深化 简要回顾静定与超静定结构的基本分析方法，重点扩展至桁架、框架和拱系的精确解法。引入变分原理、能量法（如虚功原理、卡氏定理）在结构响应求解中的应用，强调这些理论在推导复杂结构求解器时的基础地位。 2.2 矩阵结构分析与有限元方法（FEM） 矩阵分析是现代结构分析软件的底层逻辑。本节将详细解析“结点位移法”和“力法”的矩阵形式表达，并深入探讨有限元法的基本单元类型（梁单元、板壳单元）的建立过程，包括形函数、刚度矩阵的集成与求解流程。特别关注非线性分析（几何非线性和材料非线性）的引入，这是处理大变形和材料损伤的关键。 2.3 动力响应分析与抗震设计基础 结构动力学的分析是应对地震、风荷载等时变荷载的必要手段。本章将讲解单自由度和多自由度体系的自由振动、被迫振动分析，理解模态分析在提取结构固有特性中的作用。随后，介绍反应谱法、时程分析法在规范抗震设计中的应用，并探讨阻尼的物理意义和数值模拟。 第三章 结构材料的性能与应用 现代结构设计依赖于对高性能材料的深刻理解。本章将聚焦于混凝土、钢材以及新型复合材料的本构关系、长期性能与设计考量。 3.1 钢筋混凝土结构：本构关系与耐久性设计 深入探讨混凝土的应力-应变曲线、抗拉强度与抗剪切机理。重点分析钢筋与混凝土的粘结性能、应力松弛、徐变对长期挠度的影响。材料部分将详细阐述耐久性设计原则，包括裂缝控制、保护层厚度、抗渗等级的确定，以确保结构在特定环境下的服役寿命。 3.2 结构钢材与连接技术 分析高强度钢材（如Q390、Q460）的力学性能及其在不同温度下的表现。详细介绍焊接、高强度螺栓连接的设计与施工控制要点，特别是涉及疲劳、抗剪栓节和抗拉栓节的规范要求。探讨钢结构在防火设计中的传热机理与保护措施。 3.3 新型材料与可持续结构 介绍高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）的配合比设计与结构应用潜力。探讨纤维增强复合材料（FRP）在结构加固、抗腐蚀结构中的应用，及其与传统材料的相互作用。分析如何通过材料选择优化结构的碳足迹。 第四章 复杂结构体系的设计与实践 本章将从实际工程案例出发，剖析大跨度结构、高层建筑和特殊结构体系的设计难点与解决方案。 4.1 高层建筑结构体系选择与抗侧力设计 对比分析框架结构、剪力墙结构、核心筒结构、筒中筒结构等抗侧力体系的优劣。详细论述风荷载和地震作用下，如何通过合理的刚度布置和阻尼控制（如设置粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器TMD）来满足使用性能和安全性能要求。 4.2 大跨度结构与空间桁架 针对大跨度屋盖、桥梁等工程，讲解索结构、膜结构、空间桁架和拱结构的设计原理。重点阐述预应力技术在减小自重、控制变形中的作用。分析薄壳结构在承受平面外荷载时的应力分布特征。 4.3 结构施工阶段的安全性与控制 结构设计必须考虑施工可行性。本章将涵盖施工过程中的临时支撑设计、模板工程的稳定性校核、钢结构吊装过程中的动力分析。深入探讨“施工荷载”的确定原则，以及混凝土浇筑、养护过程对结构最终性能的影响。 第五章 结构工程的规范、标准与质量控制 本章聚焦于如何将理论转化为符合法规的工程实践，并确保项目全过程的质量和安全。 5.1 结构设计规范体系解读 系统梳理中国现行的主要结构设计规范（如《混凝土结构设计规范》、《钢结构设计规范》等）的核心思想、设计原则和关键参数取值依据。强调规范的迭代更新及其对设计方法的影响。 5.2 结构施工图深化与信息传递 从设计成果到施工图纸的转化过程，需要解决大量的构造细节问题。本节将讲解如何进行节点构造的深化设计、材料选型确认以及与机电管线综合布线（MEP）的协调。 5.3 结构工程的质量保障与检测 介绍结构工程的关键验收点，包括原材料进场检验、钢筋绑扎验收、混凝土试块取样与强度评定。深入探讨无损检测技术（如超声波、电磁感应法）在评估已建成结构质量和健康监测中的应用。 第六章 建筑结构智能化与未来展望 本章探讨结构工程领域的前沿技术和未来发展方向，强调可持续性和智能化集成。 6.1 结构健康监测（SHM）系统 介绍基于光纤光栅、应变片和加速度计的SHM系统的构成、数据采集与处理流程。分析如何利用实时数据进行结构性能评估、早期故障预警以及指导维护策略。 6.2 韧性城市与基础设施的抗灾能力 探讨“韧性”（Resilience）概念在建筑结构设计中的体现，即结构在遭受极端荷载后快速恢复服务能力的能力。分析如何通过冗余设计、多重防护系统来提升关键基础设施的抗灾水平。 6.3 工业化建造与装配式结构 深入研究预制混凝土结构、模块化建筑的连接技术、精度控制和现场装配的挑战。讨论自动化、机器人技术在未来结构建造中的应用前景，以期实现更高的施工效率和质量一致性。

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我对汽车的底盘技术一直有着特别的关注，它承载着整个车身，是车辆稳定性和操控性的基础。这本书《汽车机电技术》的书名让我觉得，它可能包含了我一直想要的答案。我希望书中能深入讲解车架的结构，以及不同类型的车架，比如承载式车身和非承载式车身，它们各自的优缺点是什么。我还想了解，转向系统是如何工作的，从方向盘的转动，到转向助力泵的介入，再到车轮的转向，这个过程中涉及到了哪些精密的机电配合？我对传动系统也充满了好奇，无论是前驱、后驱还是四驱，它们是如何将发动机的动力传递到车轮上的？我希望这本书能用直观的图示，展现这些复杂的机械结构，让我理解汽车的“骨骼”和“四肢”是如何协同工作的，从而更好地理解汽车的整体设计理念。

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这本书的封面设计我一眼就喜欢上了，那种硬朗又充满力量感的线条，完美地契合了我对汽车的印象。我一直对汽车的内部构造充满了好奇，尤其是那些看不见的、默默工作的机电部件，它们是如何协同工作，让一辆庞大的金属机器动起来的？这本书的名字《汽车机电技术》简直像一道曙光，点亮了我探索的欲望。我毫不犹豫地翻开了第一页，期待着能够深入了解那些复杂的线路、精密的齿轮和神秘的传感器。我希望这本书不仅仅是枯燥的技术讲解，更能通过生动的图示和实例，将那些抽象的概念具象化，让我仿佛置身于一个汽车的“手术室”，亲眼见证每一个部件的运作原理。我希望它能带我领略到工程师们的智慧，理解他们如何将物理定律和电子技术巧妙地融合，创造出如此高效、可靠的交通工具。我尤其对发动机的运作原理、变速箱的换挡机制、以及制动系统的安全保障等方面充满了期待，希望能从这本书中找到答案，让我的好奇心得到充分的满足。

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我是一名汽车爱好者，对老式汽车情有独钟，总觉得它们身上有一种独特的机械魅力，不像现在的新车那样过度电子化。这本书《汽车机电技术》让我觉得，即使是老式汽车，其核心的机电技术依然是理解其运行的关键。我希望书中能有一些篇章，深入讲解化油器发动机的工作原理，那时候的机械结构是多么的精巧。还有手动变速箱，那种纯粹的机械换挡感受，我相信背后一定有很多值得研究的机电原理。当然，我也很好奇，在那个电子技术相对不那么发达的年代，工程师们是如何通过纯机械的方式实现可靠性和高性能的。这本书能不能帮我理解，那些老式汽车的“灵魂”究竟在哪里？我希望它能带我走进一个更古老的汽车技术世界，让我感受到那个时代工程师们的匠心独运，并且能够对比现代汽车的机电技术，体会技术发展的脉络。

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我对汽车的悬挂系统一直抱有浓厚的兴趣，我希望我的车既能拥有舒适的乘坐体验，又能兼顾一定的操控性。这本书《汽车机电技术》的书名让我觉得，它可能会深入讲解这方面的知识。我希望书中能介绍不同类型的悬挂系统，比如麦弗逊式、双叉臂式，以及它们在结构上的区别，以及这些结构上的差异是如何影响车辆的操控和舒适性的。我更想了解，可变阻尼减震器是如何工作的，它又是如何根据路况和驾驶模式自动调整减震力度的？还有空气悬挂，它究竟是如何实现车身高度的自动调节，以及它对提升驾乘舒适性和燃油经济性有多大帮助？我希望这本书能用清晰的图示，展现这些机械部件的联动过程，让我对汽车的“腿脚”有一个更深入的理解。

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我一直认为，汽车不仅仅是交通工具，更是一种艺术品，而驱动这艺术品运转的，正是那些精密的机电系统。这本书《汽车机电技术》的出现，让我看到了深入理解这种“艺术”背后运作原理的契机。我期望这本书能以一种严谨又不失趣味的方式，介绍汽车的“心脏”——发动机的各种类型，例如内燃机、混合动力以及纯电动，它们各自的能量转换过程是怎样的，其中涉及到了多少精密的机电配合。我尤其想知道，为什么同一种发动机，不同厂商调校出来的性能会有如此大的差异？这其中是否隐藏着不为人知的技术秘密？我对涡轮增压器的工作原理也很好奇，它是如何通过利用废气来提升发动机功率的？这本书能不能将这些复杂的概念，通过精美的插图和生动的比喻，展现在我面前，让我感受到汽车工程的魅力？

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我是一名喜欢DIY的汽车爱好者，我常常会自己动手做一些小维修和小保养，所以我对汽车的电气系统一直充满兴趣，因为很多故障都可能与电路有关。这本书《汽车机电技术》让我觉得，它可能包含了我一直寻找的宝藏。我希望书中能详细介绍汽车的电瓶、发电机和启动机的原理，它们是如何协同工作，为发动机提供启动能量的？我还想了解，汽车上的各种传感器，比如氧传感器、曲门位置传感器，它们是如何将物理信号转化为电信号，并传递给ECU（发动机控制单元）的？我对车灯、雨刷、电动车窗等常用功能的电路原理也很有兴趣，希望这本书能用清晰的电路图，让我明白它们的连接方式和工作流程。如果能提供一些关于如何使用万用表进行简单电路故障排查的指导，那就更完美了。

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作为一名经常跑长途运输的司机，我深切体会到汽车的可靠性有多么重要，尤其是在偏远地区，一旦车辆出现故障，后果不堪设想。这本书《汽车机电技术》的书名让我感到一丝亲切，我相信它能提供一些实用的知识，帮助我更好地理解和维护我的车辆。我希望书中能有关于发动机日常保养的详细指南，比如如何正确检查机油、冷却液，以及那些关键的传动皮带的使用寿命和更换周期。我也想了解，当车辆出现一些常见的异响或者动力下降时，可能是什么机电部件出现了问题，以及最基础的排查方法。这本书能不能用通俗易懂的语言，解释清楚那些复杂的术语，让我这个非专业人士也能听懂？我更希望它能给我一些预防性的建议，让我能够提前发现潜在的隐患，避免在路上抛锚的窘境，让我的工作更加顺利和安心。

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最近，我一直对汽车的制动系统非常着迷，尤其是ABS（防抱死制动系统）和ESP（电子稳定程序），感觉它们是保障行车安全的关键。这本书《汽车机电技术》的名字让我觉得，它可能包含了我想要的答案。我希望书中能详细解释，当紧急制动时，ABS是如何通过快速地“点刹”来防止车轮抱死的，这个过程涉及到了哪些传感器和执行器？ESP又是如何监测车辆的侧滑趋势，并通过对单个车轮施加制动力或者调整发动机输出，来帮助驾驶员重新控制车辆的？我希望这本书能用图文并茂的方式，演示这些复杂的控制逻辑，让我理解在极端情况下，这些机电系统是如何挽救生命的。我甚至希望它能介绍一些不同类型的制动系统，比如盘式制动和鼓式制动，以及它们各自的优缺点和工作原理。

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我一直对汽车的排气系统和冷却系统感到好奇，它们虽然不像发动机那样显眼，但却对汽车的性能和寿命有着至关重要的影响。这本书《汽车机电技术》正好触及了我一直想了解的领域。我希望书中能详细介绍三元催化器是如何工作的，它又是如何将有害的尾气转化为无害物质的？我特别想知道，不同类型的消音器是如何工作，以达到不同的降噪效果的。在冷却系统方面，我希望它能解释清楚，节温器是如何控制冷却液的循环，以及散热风扇的作用是什么。我甚至想了解，当发动机过热时，这些机电部件是如何协同工作的，以避免发动机受到永久性损伤。如果能介绍一些关于如何判断冷却系统和排气系统是否出现故障的简单方法，那就更好了。

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最近我对汽车的电子系统特别感兴趣，特别是智能驾驶辅助系统，感觉就像是给汽车装上了“大脑”和“眼睛”。这本书的名字《汽车机电技术》正好触及了我一直想深入了解的领域。我期望这本书能详细介绍雷达、摄像头、超声波传感器等是如何工作的，它们收集到的数据又是如何被车载计算机处理，最终转化为方向盘的微调、刹车踏板的轻点，甚至是紧急情况下的自动干预。我希望它能解释清楚，这些看似神奇的功能背后，其实是多么精密复杂的机电一体化设计。我特别想知道，当这些传感器遇到恶劣天气，比如大雨、大雾或者雪天时，它们的工作效率会受到怎样的影响？工程师们又是如何设计冗余系统来保证安全性的？这本书能不能从原理上剖析这些问题，让我理解其中的技术挑战和解决方案？如果能结合一些实际案例，比如不同品牌在智能驾驶技术上的发展历程和特点，那就更棒了。

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