Evaluation and Prevention of Natural Risks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Campus, Stefano (EDT)/ Barbero, Secondo (EDT)/ Forlati, Ferruccio (EDT)/ Bovo, Stefano (EDT)

出品人:

页数:470

译者:

出版时间:

价格:169

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isbn号码:9780415413862

丛书系列:

图书标签:

• 自然风险
• 风险评估
• 风险预防
• 灾害管理
• 环境科学
• 地质灾害
• 水文灾害
• 气象灾害
• 可持续发展
• 安全工程

建筑工程领域的前沿探索与实践指导 《现代结构工程中的创新材料与可持续设计》 本书深入探讨了当代建筑结构工程领域最前沿的技术发展与应用实践，聚焦于新型高性能材料的研发、传统材料的优化应用，以及如何将可持续发展理念全面融入结构设计与施工流程。全书旨在为结构工程师、土木工程专业师生以及建筑行业的设计、管理人员提供一套系统化、专业化且具有前瞻性的技术参考与实践指南。 第一部分：高性能结构材料的革新与应用 第一章：超高性能混凝土（UHPC）的力学性能与工程化挑战 本章详细剖析了超高性能混凝土这一革命性材料的微观结构、卓越的抗压强度、韧性表现及其在复杂应力条件下的适用性。重点讨论了UHPC在预制构件、桥梁结构以及高层建筑核心筒等关键领域的应用案例。同时，深入分析了UHPC在现场施工中的配合比优化、养护控制，以及长期耐久性方面的工程化难题与当前的解决方案。内容涵盖了UHPC的纤维增强机制、自密实性能的实现路径，并对比了其与传统高性能混凝土在成本效益和环境影响上的差异。 第二章：先进钢材在复杂结构中的优化应用 本章聚焦于高强度钢材、耐候钢以及新型复合钢材在现代大型基础设施和复杂空间结构中的应用。详细介绍了这些钢材的屈服强度极限、疲劳性能和焊接工艺要求。特别关注了地震区和海洋工程中对材料韧性、抗疲劳裂纹扩展速率的严格标准。通过对多个标志性工程的案例研究，阐述了如何根据结构需求选择最优的钢材等级，并优化节点设计以充分发挥材料的高性能潜力，同时讨论了钢结构在防火保护和腐蚀防护方面的最新技术进展。 第三章：复合材料与智能材料在结构健康监测中的融合 本章探讨了纤维增强聚合物（FRP）材料，特别是碳纤维和玻璃纤维在结构加固、抗震减隔震系统中的应用。分析了FRP材料在不同基材（混凝土、砌体）上的粘结性能、长期性能衰减模型以及规范要求。此外，本章深入介绍了集成光纤传感器、形状记忆合金（SMA）等智能材料在结构主动控制和状态实时反馈系统中的集成技术，展望了材料科学如何驱动结构工程向更安全、更具响应性的方向发展。 第二部分：可持续性与绿色结构设计方法论 第四章：全生命周期评估（LCA）在结构选材中的应用 本章系统阐述了如何将严格的生命周期评估方法应用于结构设计决策。详细介绍了LCA的边界设定、影响因子量化方法，以及如何精确计算混凝土、钢材等主要结构材料从原材料开采到结构拆除过程中对环境的累积影响。重点分析了低碳水泥替代品（如地聚合物）的性能表现、其在减少碳足迹方面的潜力，并提供了一套实用的工具和流程，指导工程师在满足结构安全性的前提下，实现材料选择的绿色化转型。 第五章：仿生学与自然形态在结构优化中的启示 本章引入仿生学原理，探索自然界中高效的承载结构如何为人工结构设计提供灵感。通过对骨骼、树木和蜂窝结构的力学分析，指导读者如何设计出具有轻量化、高效率拓扑结构的支撑系统。本章详细介绍了参数化设计和拓扑优化软件的应用，展示了如何通过迭代计算，在保证结构完整性的基础上，显著减少材料用量，实现结构形态与力学性能的完美统一。 第六章：韧性设计与极端荷载下的结构冗余 本章超越传统的基于极限强度的设计理念，重点阐述了“韧性设计”（Resilience Engineering）的核心原则。韧性设计要求结构在遭遇极端事件（如大地震、强风暴、火灾）后，不仅要避免整体倒塌，还要具备快速恢复其基本功能的能力。内容涵盖了冗余度分析、能量耗散机制设计、以及如何通过材料和构件的协同作用，构建具有多重失效路径的结构系统。本章提供了针对特定灾害场景的韧性指标量化方法和设计策略。 第三部分：先进结构分析与数字化施工集成 第七章：非线性有限元分析（FEA）的高级应用技巧 本章聚焦于复杂结构行为的精确模拟，超越了传统的线性静力分析。详细讲解了材料本构模型的建立（包括塑性、损伤、粘弹性模型），接触算法的选择（如摩擦接触、大变形接触），以及动力学分析中显式和隐式求解器的适用性。通过多个算例，指导读者如何有效地处理几何非线性、材料非线性以及边界条件下的不确定性，确保仿真结果的可靠性与工程指导价值。 第八章：参数化建模与BIM在结构优化中的深度集成 本章阐述了从传统CAD向基于模型的数字孪生技术的转变。重点介绍了参数化设计工具（如Grasshopper、Revit API）如何与结构分析软件无缝对接，实现设计迭代的自动化。深入探讨了建筑信息模型（BIM）在结构深化设计、施工进度模拟（4D BIM）、成本控制（5D BIM）以及施工质量验收中的关键作用。本章强调了数据互操作性标准（如IFC）对于提升整个项目交付效率的重要性。 第九章：新型施工技术与现场质量控制 本章关注将先进结构设计转化为实际工程的施工环节。探讨了自动化施工技术，如大型模块化预制装配、机器人辅助焊接和3D打印技术在大型结构构件生产中的应用潜力。此外，本章还详细介绍了无损检测技术（如超声波C扫描、红外热成像）在检查关键节点、评估材料内部缺陷以及验证后植筋质量方面的标准操作流程，确保高性能材料和复杂设计能够被精确地实施到现场。 结语：面向未来的结构工程实践 本书的结语部分对当前结构工程面临的数字化转型、气候变化适应以及资源效率提升等宏观挑战进行了总结，并对未来十年内结构工程学的发展方向提出了展望，鼓励从业者拥抱跨学科的知识融合，持续创新。

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