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出版者:清华大学

作者:王树理 编

出品人:

页数:402

译者:

出版时间:2009-11

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787302206682

丛书系列:

图书标签:

• 很好
• 地下建筑
• 结构设计
• 土木工程
• 岩土力学
• 地下空间
• 建筑结构
• 稳定性分析
• 施工设计
• 荷载计算
• 防水设计

跨越边界的建筑探索：现代土木工程与结构革新 书籍名称：跨越边界的建筑探索：现代土木工程与结构革新 图书简介： 本书旨在为土木工程、结构设计、岩土工程以及相关建筑科学领域的专业人士、研究人员和高年级学生，提供一个超越传统地基和基础设计的全新视角。我们聚焦于当前全球建筑领域面临的最前沿挑战——如何在高密度城市环境中，实现结构效率、环境可持续性与空间利用率的最大化。 第一部分：超越地表的结构哲学与高性能材料科学 在高速城市化进程中，建筑的“可见”部分与“不可见”部分之间的关系正经历深刻的变革。本书首先探讨了现代结构设计哲学从“抵抗”到“适应”的转变。我们不再仅仅将结构视为抵抗荷载的刚性体系，而是将其视为一个能够与环境、荷载和使用需求进行动态响应的智能系统。 1.1 新一代结构理论的基石：概率与不确定性管理 传统的极限状态设计法在应对日益复杂的荷载组合（如极端天气事件、长期环境侵蚀）时显露出局限性。本章深入剖析了基于性能的工程设计（Performance-Based Design, PBD）的最新进展，特别是如何将可靠性理论与风险评估模型融入结构全生命周期的决策过程。内容涵盖了先进的随机有限元方法（S-FEM）在评估结构对材料变异性敏感度方面的应用，以及如何利用贝叶斯网络对结构健康监测（SHM）数据进行实时校准。 1.2 结构材料的“绿色革命”：低碳与高韧性 可持续性已不再是可选项，而是现代结构工程的硬性指标。本部分详细考察了以下几种前沿材料的应用： 超高性能混凝土（UHPC）的结构应用： 重点分析UHPC在提升构件抗疲劳性、耐久性以及实现纤细化结构设计中的优势。讨论了UHPC中纤维增强机理的微观模型及其在复杂应力场下的宏观表现。 新型木结构系统（Mass Timber）： 深入研究正交胶合木（CLT）、胶合木梁柱（Glulam）等工程木材在多层和高层建筑中的结构性能、防火等级提升技术以及工业化预制装配的工艺流程。对比分析了木结构与传统钢筋混凝土在碳足迹和生命周期评估（LCA）上的差异。 形状记忆合金（SMA）与自修复材料： 探讨了将SMA应用于减隔震系统和结构构件中的“自复位”能力。同时，前瞻性地介绍了微胶囊自修复聚合物在混凝土材料中的集成方案，以期显著延长结构的服务寿命。 第二部分：高空与大跨度结构的空间重构 本部分将视野从材料层面提升至宏观结构形态，关注如何在高挑战性空间内实现高效、美观的结构布局。我们重点研究了解决极端高度、超大跨度所必须采用的创新系统。 2.1 摩天大楼的动力学挑战与控制策略 现代超高层建筑（Supertall and Megatall Structures）的设计已从单纯的抗压转变为精细的动力响应控制。本章详尽解析了： 气动弹性分析与风工程： 如何通过建筑形态优化（如扭转、镂空、开孔）来干扰涡旋脱落和颤振，降低风荷载对结构的影响。 先进主动与被动控制系统： 详细介绍调谐质量阻尼器（TMD）、液体阻尼器（Liquid Dampers）以及更复杂的主动质量阻尼器（AMD）在抑制高频振动和提高使用舒适度方面的最新集成技术。重点讨论了这些系统与结构健康监测的实时联动机制。 2.2 大跨度空间结构的张拉与索网系统优化 对于机场航站楼、体育场馆等大跨度需求，结构轻量化和视觉通透性是关键。本书系统梳理了复杂空间网壳结构和悬索结构的分析方法： 预应力与张拉结构的稳定性分析： 探讨了鞍形曲面、双曲抛物面等复杂曲面生成原理，以及预应力施加顺序对初始平衡态和后续荷载响应的影响。 拓扑优化在结构几何形态选择中的作用： 利用计算力学工具，探索在给定约束下，如何通过材料分布优化来确定最优的受力路径和节点布局，实现结构效率与材料用量的最佳平衡。 第三部分：城市基础设施的韧性设计与多功能集成 本书的最后一部分将目光投向城市环境中，强调结构系统与城市功能、环境因素的深度耦合。我们探索如何设计出更具韧性、更能适应多重功能需求的复杂基础设施。 3.1 复杂岩土相互作用：深基坑与边坡工程的精细化模拟 虽然本书不侧重于地下结构设计本身，但对复杂地质条件下的结构支撑体系至关重要。本章聚焦于： 三维耦合分析： 如何利用高阶本构模型（如软土Drucker-Prager或Hardening Soil模型）对深基坑开挖过程中的地层-结构-地下水相互作用进行精确模拟，预测相邻结构沉降和变形。 支护结构的优化与动态监测： 对地下连续墙、临时锚索以及水平支撑体系的受力分析，并引入实时传感技术评估其在施工过程中的安全裕度。 3.2 模块化、预制化与施工的数字化转型 现代工程的效率依赖于工厂制造与现场装配的无缝对接。本书分析了大型结构部件（如预制梁段、模块化墙体单元）在运输、吊装过程中的结构完整性校核，以及连接节点的可靠性设计。最后，本章将讨论建筑信息模型（BIM）如何从设计阶段延伸至结构施工过程的质量控制和进度管理，确保结构设计意图在施工现场得到精确实现。 总结： 《跨越边界的建筑探索：现代土木工程与结构革新》是一部面向未来的结构工程工具书，它要求读者跳出单一构件的分析框架，以系统工程的视角，整合高性能材料、先进动力学控制和数字化施工手段，共同构建适应21世纪复杂需求的坚固、高效且可持续的城市结构体系。

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这本书，我得说，简直是建筑设计领域的一股清流，尤其是对于那些在结构力学和材料科学的海洋里摸爬滚打的工程师和学生们来说，它就像是一座灯塔。我记得我当初拿到这本厚厚的书时，心里是既期待又有点忐忑，毕竟“设计”两个字背后蕴含的责任可不轻。这本书最让我称道的一点，是它对传统设计理念的深刻剖析与现代化创新的完美结合。它并没有止步于教授那些陈旧的规范和公式，而是着力于引导读者思考在复杂地质条件和新型荷载作用下，结构如何实现最优化的性能与经济性平衡。特别是关于新型复合材料在地下结构中的应用章节，简直是打开了新世界的大门，作者的论述逻辑清晰，案例分析详实有力，即便是初涉此领域的读者，也能从中获得极大的启发。它不仅教会了你“怎么做”，更重要的是教会了你“为什么这么做”，这种底层逻辑的贯通，是任何速成手册都无法比拟的宝贵财富。读完后，我对地下空间的设计不再是简单的“堆砌”和“加固”，而是一种与环境、与土壤进行深度对话的艺术与科学的融合。

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从一个项目经理的角度来看，这本书的实用价值简直是无法估量的。我们都知道，地下工程的特点就是隐蔽性强、变量多，任何一个微小的设计失误都可能导致灾难性的后果。这本书最宝贵的地方在于，它不仅仅停留在了“设计规范”的层面，而是深入到了“风险控制”与“施工优化”的交叉地带。书中关于临时支护结构与永久结构转换的过渡设计部分，简直是教科书级别的处理方案，它详细阐述了不同阶段荷载转移的控制要点，有效地避免了施工过程中常见的应力突变问题。我记得有一次我们遇到一个复杂基坑，深度大且邻近既有结构，我们正是参考了书中的“非线性土体与结构相互作用模拟”章节，才成功制定了一套稳妥的降水和支撑方案。作者的经验非常丰富，他仿佛能预见到你在实际工作中会遇到的所有“坑”，并提前为你准备好了应对的工具和思维框架。这本书，与其说是一本工具书，不如说是一位经验丰富的老前辈，在你耳边耳提面命，时刻提醒你工程的严谨性。

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这本书的独特魅力在于其宏大的视野和跨学科的融合能力。它没有将地下结构设计局限在传统的土木工程范畴内，而是巧妙地引入了岩土工程的最新研究成果、环境工程中的渗流控制理念，甚至还有一些关于可持续性设计的探讨。尤其令人眼前一亮的是关于地下空间自然通风与热力学平衡的章节，这在以往的传统教材中是极少被深入探讨的。作者似乎在努力构建一个全方位的地下环境模型，强调结构安全只是基础，舒适度和长期运营的可持续性同样重要。这种前瞻性的视角，让这本书即便是对于那些已经工作多年的资深工程师而言，也具有很强的吸引力。它促使我们跳出单一的结构受力分析，去思考一个完整的地下系统是如何与上层和周围环境进行能量、物质和信息的交换。阅读它，就像是进行了一次结构设计理念的“升级换代”，让人对未来城市地下空间的开发充满了新的想象和信心。

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坦白讲，初读此书时，我曾对其中一些过于偏向理论推导的部分感到有些吃力，但这恰恰是我后来对其评价极高的原因。它没有为了追求“通俗易懂”而牺牲专业深度，而是以一种近乎严谨的学术态度，系统地梳理了从基础理论到工程实践的每一个环节。书中对动力响应分析的讲解尤其到位，那种将抽象的数学模型与实际地震波、冲击荷载的耦合关系描绘得淋漓尽致的文字功底，非一般作者可比。我特别欣赏作者在章节末尾设置的“工程启示”环节，这些总结性的论述往往能将前面复杂的计算过程提炼成简洁的、可供现场参考的经验法则，极大地提升了理论指导实践的效率。这本书的排版和图示设计也值得称赞，那些复杂的截面图和受力分析图，清晰度极高，即便是需要反复对照的细节，也不会因为模糊的印刷而造成误判。总而言之，这是一本需要静下心来、带着笔去“啃”的书，但投入的时间绝对是值得的，它为你打下的理论基础将坚实到足以应对未来任何结构设计上的挑战。

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我第一次接触到这本书时，是在准备一个难度极高的国际竞标项目，对手方的设计方案在地下结构部分显得非常保守且缺乏创新性。我们的团队决定深入研读这本《地下建筑结构设计》，希望从中找到突破口。这本书在处理超深厚基础和超大跨度地下空间的抗浮和抗侧移问题时，提供了一系列非常规但逻辑严密的解法。它对“应力路径”和“应变控制”的精妙结合分析，彻底颠覆了我以往对于“刚性抵抗”的传统观念。作者强调的柔性控制和主动适应性设计思路，使得我们在最终方案中不仅满足了所有安全系数的要求，而且在施工周期和材料用量上实现了显著的优化，最终赢得了项目。这本书的价值，绝不仅仅是知识的传递，它更是一种思维方式的重塑，它教会你如何用更智慧、更经济的方式去驯服地下世界的复杂性。对于追求卓越和创新边界的结构设计师来说，这本书无疑是案头必备、反复研读的经典之作。

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