Yaws Handbook Properties for Environmental and Green Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Yaws, Carl L.

出品人:

页数:317

译者:

出版时间:

价格:1351.00 元

装帧:

isbn号码:9781933762159

丛书系列:

图书标签:

• Yaws Handbook
• Properties
• Environmental Engineering
• Green Engineering
• Thermodynamics
• Fluid Mechanics
• Heat Transfer
• Chemical Engineering
• Process Design
• Industrial Engineering
• Reference Book

现代土木工程中的先进材料与结构设计 书籍简介 本书深入探讨了土木工程领域中新兴的先进材料、创新的结构设计方法以及可持续性实践。面对全球气候变化和资源短缺的严峻挑战，传统建筑材料和方法正面临前所未有的压力。本书旨在为土木工程师、结构设计师、材料科学家以及相关领域的专业人士提供一个全面、前沿的知识框架，以应对这些挑战，并推动工程实践向更高效、更环保的方向发展。 第一部分：高性能与功能性结构材料 本部分聚焦于突破传统混凝土和钢材性能限制的新型材料。我们将详细分析这些材料的微观结构、力学性能、耐久性以及在实际工程中的应用潜力。 第一章：超高性能混凝土（UHPC）的性能与应用 超高性能混凝土，以其极高的抗压强度、优异的韧性和耐久性，正在重新定义结构承载能力的极限。本章将从微观层面解析UHPC中纤维增强、优化级配和特殊胶凝材料的作用机制。我们将探讨UHPC在预制构件、抗爆结构和超高层建筑中的应用案例，并对比其与传统高性能混凝土在成本效益和生命周期评估方面的差异。重点内容包括：UHPC的延展性增强技术、自修复UHPC的开发进展，以及在海洋环境和极端温度条件下的长期性能预测模型。 第二章：新型复合材料在桥梁工程中的应用 纤维增强聚合物（FRP）复合材料因其高强度重量比、耐腐蚀性成为替代传统钢筋和预应力索的理想选择。本章将详细介绍碳纤维增强聚合物（CFRP）、玻璃纤维增强聚合物（GFRP）的力学行为、界面粘结性能以及疲劳特性。我们将深入研究FRP加固既有结构的技术规范、现场施工的挑战，以及如何通过优化层合板设计来提高结构的抗震性能。此外，针对新兴的生物基和可降解复合材料在临时或可回收结构中的应用潜力，也将进行前沿探讨。 第三章：智能材料与传感器技术 将传感、响应与自诊断功能集成到结构材料中，是实现结构健康监测（SHM）和主动控制的关键。本章将介绍形状记忆合金（SMA）、压电材料以及导电聚合物等智能材料在结构工程中的应用。重点内容包括：SMA在振动抑制和应力松弛中的应用、嵌入式光纤布拉格光栅（FBG）传感器网络的网络化设计，以及如何利用机器学习算法处理和解释从结构中实时采集的大数据，实现预测性维护。 第二部分：可持续性与绿色工程实践 本部分致力于探讨如何在材料选择、结构设计和施工流程中融入环境友好和资源节约的原则，推动土木工程向循环经济模式转型。 第四章：低碳水泥基材料的研发与推广 水泥生产是全球碳排放的主要来源之一。本章将全面考察替代性胶凝材料（SCMs）的研究进展，包括地质聚合物（Geopolymer）混凝土、高炉矿渣（GGBFS）和粉煤灰（Fly Ash）的使用优化。我们将量化这些替代材料在整个生命周期中（从原材料开采到结构服役）的碳足迹，并探讨如何通过先进的反应动力学模型来确保其长期稳定性和工程可靠性。此外，针对二氧化碳捕集与封存（CCS）技术与水泥水化过程的结合，也将提供最新的研究成果。 第五章：结构生命周期评估（LCA）与循环经济 结构工程的决策必须超越初始施工成本，纳入整个生命周期的环境影响。本章将详细介绍结构生命周期评估（LCA）的规范、方法论和软件工具。我们将分析不同结构体系（如木结构、钢结构、混凝土结构）在全寿命周期内的能源消耗和环境负荷对比。核心议题包括：如何设计易于拆卸和回收的“可插拔”结构节点、再生骨料（RCA）在高性能混凝土中的应用限制与突破，以及如何利用区块链技术追溯建筑材料的来源与回收历史，以实现真正的闭环循环。 第六章：生物基材料在基础设施中的潜力 随着对化石燃料依赖的减少，生物基材料正成为一个极具吸引力的可持续替代方案。本章关注木材工程的创新，包括正交胶合木（CLT）和胶合木（Glulam）在超高层建筑中的应用潜力，以及其在防火和耐久性方面的处理技术。此外，我们还将探讨利用生物技术改良土壤——生物诱导钙化（MICP）技术在软土地基加固和防渗工程中的应用，及其在生态友好型路基和边坡稳定中的可行性分析。 第三部分：先进结构分析与优化设计 本部分面向复杂荷载条件和前沿设计理念，介绍计算方法和优化策略，以提升结构的鲁棒性和效率。 第七章：基于性能的抗震设计（PBEE）的深化 基于性能的抗震设计（PBEE）已成为现代抗震规范的核心。本章将从非线性动力分析入手，详细阐述如何定义和量化结构在不同地震风险水平下的性能目标（如“可使用”、“生命安全”或“预防倒塌”）。我们将聚焦于先进的阻尼与隔震系统，包括粘滞阻尼器、金属屈服型阻尼器以及滑动轴承隔震支座的参数化设计。针对复杂场地条件和近断层效应，本章将提供精细化的建模技术和风险评估流程。 第八章：拓扑优化与增材制造（3D打印）的结构应用 拓扑优化是一种先进的数学方法，用于在给定约束条件下，寻找材料的最佳空间分布。本章将介绍如何将拓扑优化算法应用于结构承重构件的设计，以实现最大的刚度或最小的重量。随后，我们将探讨增材制造（特别是金属和聚合物的3D打印技术）如何将这些高度复杂的、仿生学优化的结构几何形状转化为实际构件。重点分析3D打印构件的层间粘结强度、各向异性特性以及标准化的质量控制体系。 第九章：高精度空间结构与预应力技术 本章探讨复杂曲面结构（如双层网壳、张拉整体结构）的精确化分析和施工控制。我们将介绍张拉整体（Tensegrity）结构在轻量化屋顶和人行桥梁中的应用，以及如何通过精确的力流分析来平衡轴向受力和节点约束。此外，对于传统预应力混凝土结构，本章将深入研究后张预应力体系中的钢绞线松弛、锚具损失和耐久性保护措施，确保结构的长效稳定。 结论：迈向韧性与智能的基础设施 本书的最终目标是引导读者超越传统的工程思维，拥抱一个更加综合、多学科交叉的未来。未来的基础设施必须具备韧性（Resilience）——在面对自然灾害或人为威胁时，能够快速恢复功能的能力。通过结合先进材料的固有强度、智能系统的实时反馈以及可持续的设计哲学，本书为构建下一代安全、高效、环境友好的基础设施提供了坚实的理论基础与实用的技术指导。

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