水工建筑物监测与维护 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:215

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出版时间:2010-3

价格:28.00元

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isbn号码:9787508472935

丛书系列:

图书标签:

• 水工结构
• 监测技术
• 维护管理
• 健康监测
• 结构工程
• 土木工程
• 混凝土工程
• 大坝工程
• 水利工程
• 工程管理

建筑结构安全与现代工程管理 一部聚焦于宏观建筑结构生命周期管理、风险评估与精细化维护策略的综合性著作。 本书旨在为建筑工程、土木工程、结构工程及设施管理领域的专业人士、研究人员和高级学生提供一个全面、深入且具有前瞻性的视角，探讨现代建筑结构从设计、施工到运营、维护直至退役的整个生命周期中的关键挑战与创新解决方案。本书摒弃了对单一工程类型（如水工结构）的侧重，而是致力于构建一个涵盖各类复杂工程系统（如高层建筑、桥梁、隧道、工业厂房）的通用性结构健康管理（SHM）框架。 第一部分：现代建筑结构的韧性与性能化设计 本部分奠定了理解当代结构工程核心理念的基础，强调结构系统如何应对日益增加的复杂荷载环境和极端事件。 第一章：后非线性时代的设计哲学 本章深入剖析了传统基于极限荷载设计的局限性，重点阐述了性能化设计（Performance-Based Design, PBD）的演进历程及其在现代超高层建筑和复杂基础设施项目中的应用。讨论了如何根据不同使用场景（如正常使用、生命安全、即时使用）设定清晰的性能目标，并引入了概率安全性评估（PSA）在结构设计中的量化方法。 关键议题： 结构冗余度的再定义；多目标优化设计（抗震、抗风、耐久性）；考虑使用寿命期的成本效益分析（LCC）。 第二章：先进材料在结构工程中的应用与挑战 本章侧重于新型结构材料的性能、制造工艺及其对结构整体行为的影响。讨论不再局限于传统的钢筋混凝土，而是扩展到高性能混凝土（HPC）、超高性能混凝土（UHPC）、新型复合材料（如FRP）以及智能材料（如形状记忆合金）。 重点分析： UHPC在预制构件和极端环境（如海洋工程，而非单纯的水工环境）中的耐久性机制；纤维增强聚合物（FRP）在结构加固和抗腐蚀应用中的长期性能监测需求。 第三章：复杂荷载环境下的动力响应与评估 本章聚焦于结构系统对动态和非平稳荷载的响应分析。内容涵盖了风工程中的涡旋脱落与抖振问题、地震动输入的场域效应，以及机械振动源（如地铁、重型机械）对周围环境结构的影响评估。 技术侧重： 模态分析的精度提升；时程分析在复杂激励下的应用；非线性动力响应的数值模拟技术。 第二部分：结构健康监测（SHM）的系统工程化 本部分将焦点从结构本身转移到如何通过集成化的技术手段对结构状态进行实时、准确的认知，构建数据驱动的决策体系。 第四章：传感器网络的设计与部署策略 本章详细阐述了构建高效SHM系统的基础——传感器技术。对比了基于光纤（如FBG）、压电（PZT）、电阻应变计等不同类型传感器的优劣，并重点讨论了如何进行合理的传感器选址和网络拓扑设计，以最大化信息获取效率并最小化系统冗余。 实施细节： 空间离散化对模态识别的影响；无线传感器网络（WSN）的功耗管理与数据同步技术。 第五章：数据采集、传输与预处理 在数据量爆炸的背景下，本章关注的是海量异构数据的有效管理。讨论了高速数据采集系统的同步机制、现场边缘计算（Edge Computing）在数据降噪与特征提取中的作用，以及如何确保监测数据在传输过程中的完整性和安全性。 关键技术： 模态识别的实时性要求；长基线数据的时间序列分析方法。 第六章：损伤识别与状态评估的智能算法 本章是本书的理论核心之一，探讨了如何从监测数据中“挖掘”出结构损伤的特征。内容涵盖了从传统的模态参数识别到先进的基于数据驱动的损伤定位与量化方法。 算法前沿： 深度学习在识别非线性损伤特征中的应用（如卷积神经网络CNN对残余波形的特征提取）；贝叶斯推断在不确定性量化中的应用。 第三部分：全生命周期资产管理与维护策略的优化 本部分着眼于如何将健康监测结果转化为可执行的、经济合理的维护决策，实现设施资产价值的最大化。 第七章：风险管理与可靠性评估的迭代 本章探讨了结构可靠性评估如何从静态设计参数转变为动态、随时间演化的评估。引入了基于状态（Condition-Based）的风险评估模型，而非传统的基于时间间隔的预防性维护。 风险量化： 结构失效概率随环境侵蚀和使用强度的动态变化模型；极端事件（如特大洪水、强台风）后快速恢复能力的评估。 第八章：先进的维护与加固技术 本章系统地介绍了针对现有建筑结构老化和性能下降的干预措施。内容侧重于非侵入式或微创式的加固技术，以避免大规模结构停用带来的社会和经济损失。 技术比较： 结构主动控制系统（如粘滞阻尼器、调谐质量阻尼器）在振动抑制中的应用；碳纤维布（CFRP）在疲劳损伤修复中的优化铺设。 第九章：设施资产数字化孪生（Digital Twin）的构建与应用 本章展望了未来设施管理的集成平台——结构数字孪生。详细论述了如何将实时监测数据、历史维修记录、三维模型（BIM）和预测性维护算法集成到一个虚拟环境中，以支持高层建筑、城市桥梁群等复杂系统的远程诊断与预警。 未来展望： 数字孪生在模拟灾后快速评估中的潜力；人机交互界面在辅助维护决策中的设计原则。 总结 本书提供了一套连贯的、跨学科的方法论，用于指导工程师和管理者如何提升现代建筑结构的韧性、可靠性和经济性。它不仅仅是对某一特定结构类型监测方法的罗列，而是对工程结构全生命周期内“认知-评估-决策”闭环管理的系统性研究与实践指南。全书强调工程判断与数据科学的深度融合，是面向复杂基础设施可持续运营的理论基石。

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