Strengthening and Rehabilitation of Civil Infrastructures Using Fibre-Reinforced Polymer, FRP Compos pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Hollaway, Len C. (EDT)/ Teng, J. G. (EDT)

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:

价格:259.95

装帧:

isbn号码:9781420087741

丛书系列:

图书标签:

• FRP
• Composite
• Civil Infrastructure
• Strengthening
• Rehabilitation
• Durability
• Construction
• Materials Science
• Structural Engineering
• Repair

增强与修复：以纤维增强聚合物（FRP）复合材料为核心的民用基础设施革新 民用基础设施，作为社会经济发展的基石，其健康与稳定至关重要。然而，随着时间的推移、环境的侵蚀以及使用强度的增加，桥梁、隧道、高层建筑、水坝等基础设施普遍面临着强度衰减、结构损伤、使用寿命缩短等严峻挑战。传统的修复加固方法往往伴随着成本高昂、施工周期长、对交通和环境影响大等弊端，难以满足现代社会对基础设施可持续发展和高效维护的需求。 正是在这样的背景下，纤维增强聚合物（FRP）复合材料以其独特的优势，为民用基础设施的增强与修复带来了革命性的解决方案。这种先进的材料，通过将高性能纤维（如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等）与聚合物基体（如环氧树脂、聚酯树脂等）巧妙结合，实现了强度高、重量轻、耐腐蚀、抗疲劳、设计灵活等卓越性能。它不仅仅是简单的替代品，更是一种革新，为延长基础设施寿命、提升承载能力、改善其整体性能提供了前所未有的可能性。 本书将深入探讨如何运用FRP复合材料的强大潜力，系统性地解决民用基础设施在设计、建造、服役过程中遇到的种种难题。我们将聚焦于FRP复合材料在增强和修复各类基础设施中的应用，详细阐述其背后的科学原理、工程技术以及实际案例。 核心内容将涵盖以下几个关键方面： 一、FRP复合材料的材料科学基础与性能表征： 纤维的类型与特性： 深入剖析不同类型高性能纤维（碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等）的微观结构、力学性能（抗拉强度、弹性模量、断裂韧性）、化学稳定性以及它们在不同应用环境下的适用性。 聚合物基体的选择与配方优化： 探讨环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂等常用聚合物基体的性能特点，以及通过调整固化剂、填料、增韧剂等，实现基体性能的定制化，以满足特定工程需求。 复合材料的制造工艺： 详细介绍FRP复合材料的成型工艺，包括手糊成型、真空辅助成型、拉挤成型、缠绕成型、预浸料工艺等，分析不同工艺对材料性能的影响。 复合材料的力学行为与失效机理： 深入理解FRP复合材料在单轴、多轴加载下的应力-应变行为，以及层间剪切、纤维断裂、基体开裂、界面脱粘等典型失效模式，为结构设计和可靠性评估提供理论依据。 耐久性与环境适应性： 评估FRP复合材料在不同环境因素（湿度、温度、紫外线、化学侵蚀、冻融循环等）下的长期性能表现，以及相应的防护策略。 二、FRP复合材料在基础设施增强与修复中的工程应用： 桥梁结构： 梁、板、柱的外部粘贴加固： 详细介绍FRP片材、板材、型材粘贴于混凝土梁、板、柱表面，提升其抗弯、抗剪、抗压承载能力。 预应力FRP腱的应用： 探讨FRP预应力腱在桥梁结构中的应用，用于补偿混凝土的开裂、提高结构刚度和耐久性。 全FRP桥梁的建造： 介绍以FRP材料为主体建造轻质高强、耐腐蚀的桥梁结构。 桥梁墩柱和系梁的加固： 重点关注FRP套筒、缠绕加固等技术在桥梁关键构件上的应用。 隧道结构： 衬砌结构的加固与修复： 探讨FRP喷射、FRP网格与砂浆结合等方法，用于修复混凝土衬砌裂缝、提高围岩支护能力。 耐久性提升： 利用FRP材料的耐腐蚀性，延长隧道结构的使用寿命。 高层建筑与工业厂房： 混凝土柱、梁、板的截面増强： 分析FRP缠绕、粘贴等技术在提升混凝土构件抗震性能和承载能力方面的应用。 钢结构构件的加固： 探讨FRP材料与钢结构结合的加固策略，解决锈蚀、疲劳等问题。 抗震加固： 重点阐述FRP在提高建筑结构抗震韧性、吸收能量方面的作用。 水工结构： 混凝土水坝、闸门、渠道的修复与加固： 关注FRP材料在水下环境、腐蚀性介质中的耐久性和可靠性。 海洋工程结构： 介绍FRP在海港码头、海上平台等领域的防腐蚀和结构增强应用。 其他基础设施： 涉及储罐、管道、烟囱等结构物的FRP加固修复技术。 三、设计、施工与质量控制： 设计方法论： 介绍基于性能的FRP加固设计原则，包括荷载作用下的力学分析、失效模式分析、寿命预测等。 施工技术与规范： 详细阐述FRP加固的施工步骤、工艺细节、环境要求以及相关的国家和行业规范。 粘结界面设计与性能： 深入分析FRP与混凝土、钢材等基材之间的粘结机理，以及界面设计的关键因素，确保加固效果。 质量检测与监控： 探讨非破坏性检测技术（超声波、红外热成像等）在FRP加固工程中的应用，以及施工过程中的质量控制要点。 安全与防护： 强调FRP材料施工过程中的职业健康安全以及对环境的影响。 四、经济性评估与可持续发展： 全生命周期成本分析： 对比FRP加固与传统加固方法的经济效益，分析其长期经济优势。 可持续性考量： 探讨FRP材料在材料消耗、能源消耗、碳排放等方面的可持续性，以及其在绿色基础设施建设中的作用。 政策与标准： 讨论FRP复合材料在民用基础设施领域的政策推广、标准制定以及未来发展趋势。 本书将以严谨的学术态度、丰富的工程实践案例和清晰的图文说明，为结构工程师、材料科学家、工程承包商、科研人员以及相关领域的学生提供一份宝贵的参考资料。我们旨在通过系统梳理FRP复合材料在民用基础设施增强与修复领域的最新进展，揭示其巨大的应用潜力，推动这一革新技术的广泛应用，从而构建更加安全、耐久、高效和可持续的未来基础设施体系。

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这本书的写作风格极其严谨，简直像是一本为高级工程师量身定制的参考手册，每一个公式推导都遵循着最严格的力学原理，没有丝毫含糊不清的地方。我尤其欣赏它在材料科学章节的处理方式，它没有停留在简单介绍碳纤维和玻璃纤维的拉伸强度，而是深入剖析了树脂基体的选择对复合材料在极端温度和化学环境下性能的影响。书中用大量的图表对比了不同铺设角度对结构荷载转移效率的细微差异，这种对细节的执着，是那些肤浅的入门读物望尘莫及的。举个例子，书中关于“干法与湿法铺贴技术”的对比分析，不仅从施工效率上进行了评估，还结合了实际的界面粘结强度测试数据，为项目经理在招投标阶段提供了非常量化的决策依据。读到这部分时，我甚至不得不停下来，查阅了几个参考文献，以确保自己对那些复杂的界面力学模型理解到位。它不是一本读起来轻松愉悦的书，但它绝对是一本能让你在专业能力上实现质的飞跃的“硬核”教科书。

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从阅读体验上来说，这本书的排版和插图质量堪称一流，这对于一本高度技术性的书籍来说至关重要。黑白分明的流程图、高清的微观结构照片，以及清晰标注的应力云图，极大地减轻了阅读理解的负担。与我手边其他几本同主题的著作相比，这本书的图文匹配度非常高，几乎没有出现“图注与正文脱节”的情况。我个人特别喜欢其中穿插的“工程案例聚焦”栏目，这些案例并非只是简单地罗列“在哪里用了什么材料”，而是详细剖析了该项目在设计阶段遇到的独特挑战（比如高湿、低温、交通荷载极高等），以及FRP解决方案是如何克服这些特定限制的。例如，对一座历史悠久石拱桥在地震带加固的案例分析，其对非线性动力响应的模拟过程，展示了一种极其细腻和富有艺术性的工程思维，让人在学习技术的同时，也感受到了工程师的创造力与责任感。

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坦白说，这本书的理论深度是毋庸置疑的，但最让我感到惊喜的是它在“经济性评估与可持续发展”维度上的探讨。在当前全球对“绿色建筑”和成本效益要求日益提高的背景下，许多技术先进的方案往往因成本过高而被搁置。这本书并没有回避这个现实问题，它用一套严谨的生命周期成本分析（LCCA）模型，对比了FRP加固与传统钢板加固在30年使用周期内的总投入。分析结果表明，虽然FRP的初始材料成本较高，但其极低的维护需求和更长的服役寿命，使得其在长期视角下具有显著的经济优势。这种将工程技术与商业决策紧密结合的论述方式，让这本书的受众不再局限于科研人员，它同样能为政府决策者和投资人提供坚实的理论依据，真正体现了技术服务于社会福祉的最终目的。

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这本书的结构安排，体现了作者深厚的工程实践经验，它不仅仅是理论的堆砌，更像是将一个完整的修复工程流程拆解重组。它从最初的损伤评估，到结构性能的预测建模，再到最终的施工质量控制，每一个环节都被视为一个独立的系统来深入探讨。我特别赞赏它在“长期性能监测与健康诊断”一章的引入，这表明作者的视野超越了短期修复效果，关注的是基础设施的百年大计。书中介绍了几种基于光纤传感器和应变片反馈的实时健康监测系统如何与FRP加固层协同工作，以预警潜在的失效模式，这种前瞻性的结合，无疑为未来的“智能基础设施”建设提供了可操作的蓝图。此外，书中对不同国际规范（如ACI、Eurocode）中关于FRP应用限制的对比分析，也极大地拓宽了我的国际视野，让我在撰写跨国项目的技术报告时，能够更加游刃有余，规避潜在的合规风险。

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这本书的封面设计很有现代感，深邃的蓝色背景衬托着结构受力分析的图示，让人一眼就能感受到其专业性和技术深度。我最初是被它的标题吸引的——“纤维增强复合材料在土木基础设施加固与修复中的应用”，这正是我目前工作和研究领域的核心痛点。然而，当我翻开第一章时，发现这本书的开篇并没有直接深入到复杂的应力-应变分析中去，而是用一种非常平实的语言，勾勒出了全球现有基础设施面临的严峻挑战。作者并没有急于展示FRP的“魔力”，而是先花了大篇幅来阐述传统修复方法的局限性，比如混凝土开裂、钢筋锈蚀等经典问题，这些论述非常扎实，充满了案例佐证，让人感到作者对实际工程问题的理解是多么透彻。特别是在讨论到环境侵蚀因子对材料寿命的影响时，那种深入骨髓的担忧感，几乎能透过纸面传达出来，这使得后续介绍FRP材料的优越性时，显得顺理成章且极具说服力。可以说，这本书在建立读者对现有技术困境的共鸣方面，做得相当出色，为后续技术的引入铺设了一条坚实的情感与逻辑轨道。

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