土木工程材料学

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出版者:中国建材工业
作者:葛勇
出品人:
页数:357
译者:
出版时间:2007-1
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787802271869
丛书系列:
图书标签:
  • 1
  • 土木工程
  • 材料学
  • 建筑材料
  • 工程教育
  • 高等教育
  • 教材
  • 混凝土
  • 钢材
  • 木材
  • 沥青
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具体描述

《土木工程材料学(2011年新标准版)》介绍了常用土木工程材料的基本理论、基本知识和新型土木工程材料的基本组成、生产与配制原理、性质与应用。包括土木工程材料的基本性质以及石材、砖、陶瓷、玻璃及其他熔融制品、气硬性无机胶凝材料、各种水泥、混凝土及新型混凝土、砂浆、金属材料、木材、建筑塑料与建筑涂料、合成高分子防水材料与沥青防水材料、绝热材料、吸声材料、沥青混合料、墙体材料、地面材料、土木工程材料的功能分类与综合应用、常用土木工程材料的试验方法等。为配合教学,各章均附有思考题与习题。《土木工程材料学(2011年新标准版)》按材料科学体系编排章节,注重材料性质与材料组成、结构的关系,并将土木工程材料与工程应用紧密联系在一起,有利于加深对土木工程材料基本理论与基本知识的理解与掌握。

《现代建筑结构设计与优化理论》 本书导言: 在土木工程领域,建筑结构的可靠性、经济性与可持续性是永恒的主题。随着材料科学的进步、计算能力的飞跃以及对结构安全与环境影响认知的深化,传统的结构设计理念正经历着深刻的变革。《现代建筑结构设计与优化理论》正是立足于这一时代背景,旨在系统、深入地探讨当代先进结构设计方法、理论模型与优化策略的一部专著。本书超越了基础材料性能的范畴,将焦点集中于如何将先进的结构设计思想应用于复杂的工程实践,以实现结构性能的最优化。 第一部分:结构理论基础的深化与拓展 本书首先对结构力学和材料力学的基本原理进行了前瞻性的回顾与深化,重点引入了非线性分析、损伤力学以及概率可靠性理论在结构设计中的应用。 第一章:高级结构分析方法 本章详尽阐述了有限元方法(FEM)的最新发展,特别是针对复杂几何形状、非均匀材料分布和高度非线性响应(如大变形、接触问题)的单元选择与求解技术。讨论了显式与隐式时间积分方案在动力学分析中的适用性。此外,引入了连续介质力学在描述材料微观结构对宏观响应影响方面的作用,为后续的先进材料结构化设计奠定理论基础。特别关注了几何非线性(P-Delta效应)与材料非线性(弹塑性、粘弹性)的耦合分析技术。 第二章:结构可靠性与风险评估 本书将可靠性理论提升到设计决策的核心地位。系统介绍了可靠度指标(β值)的计算方法,包括一阶可靠度方法(FORM)和二阶可靠度方法(SORM)。针对工程中的不确定性来源(材料强度波动、荷载模型误差、几何偏差),引入了随机有限元方法(SFE),用于评估结构系统在随机参数作用下的失效概率分布。本章还探讨了基于性能的抗震设计(Performance-Based Earthquake Engineering, PBEE)框架下的生命周期成本分析(LCCA),旨在量化设计决策的长期经济影响。 第二部分:先进结构系统的设计原理 第二部分聚焦于当前备受关注的新型结构体系和设计理念,强调对传统承载机制的创新性利用。 第三章:超高强度与新型材料结构化设计 虽然本书不侧重于材料本身的化学成分,但深入探讨了超高韧性水泥基复合材料(UHPC)和纤维增强聚合物(FRP)等先进材料在结构受力特性上的独特表现。针对UHPC的极高抗压和抗拉性能,本章提出了薄壳结构和预应力构件的最优截面设计,并探讨了FRP筋材在海洋、化工等腐蚀环境下的长期性能预测模型。重点分析了钢-FRP混合结构体系的界面协同效应。 第四章:空间结构与索结构优化 针对大跨度结构,本章系统阐述了拓扑优化方法在确定最优空间桁架和网壳结构布局中的应用。详细介绍了力学可行性约束与制造约束的集成优化算法。在索结构方面,深入研究了预应力平衡分析与形态稳定分析,特别是针对柔性结构在风荷载下的动态响应控制,引入了主动与被动减振技术的集成设计方案。 第五章:复杂受力下的抗爆与防护结构设计 本章以极端荷载(如爆炸、冲击)作用下的结构响应为研究对象。提出了冲击波传播与结构耦合的非线性动力学模型。探讨了侵彻动力学理论在装甲结构设计中的应用,并结合冲击吸收材料(如粘滞阻尼器、金属泡沫)的性能,设计了具备高能量耗散能力的结构层。本章对结构的失效模式进行了细致的分类和识别,以指导防护等级的确定。 第三部分:结构性能的实时监测与主动控制 本书的第三部分展望了智能土木工程的前沿,探讨如何利用现代信息技术提升结构的服役性能和寿命。 第六章:结构健康监测(SHM)系统的集成化设计 本章详细介绍了传感器网络(Sensor Networks)的优化布局策略,以最小的传感器数量实现对结构关键部位状态的最大化覆盖。分析了模态识别技术在识别结构损伤(如裂缝、松动)中的精确度与鲁棒性。重点阐述了数据融合算法,如何将振动数据、应变数据与环境数据进行有效整合,形成可靠的损伤诊断报告。 第七章:主动与半主动结构控制理论 本章深入探讨了用于抑制结构振动、提高抗风和抗震性能的主动控制系统。详细介绍了基于状态反馈的线性二次调节器(LQR)控制律的设计,以及针对非线性系统和不确定性的滑模控制(SMC)方法。在半主动控制方面,重点分析了磁流变(MR)阻尼器的工作机理,以及如何根据实时监测数据动态调整阻尼器的耗能特性,实现最优的能量耗散效果。 第八章:结构全寿命期的数字化管理 本章将结构设计、施工、运行维护整合到一个数字化的生命周期管理平台中。阐述了建筑信息模型(BIM)与数字孪生(Digital Twin)技术的融合,如何为结构提供一个实时的、数据驱动的虚拟副本。探讨了预测性维护(Predictive Maintenance)的框架,通过对历史性能数据和实时工况数据的深度学习分析,预测构件的剩余使用寿命,从而将维护工作从被动修复转变为主动干预。 结论: 《现代建筑结构设计与优化理论》旨在为结构工程师、研究人员和高年级学生提供一个全面且深入的视角,理解并掌握如何运用先进的数学工具、计算方法和前沿材料知识,去设计出更安全、更高效、更具环境友好性的现代建筑结构。本书的价值在于其对“优化”二字的深刻诠释——不仅仅是承载能力的满足,更是性能、成本、寿命与风险的综合平衡。

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读后感

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用户评价

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这本书的文字风格实在太赞了!读《建筑奇材的进化史》的时候,我感觉就像是在听一位经验丰富的工程师娓娓道来。没有那些生硬的定义,也没有那些令人望而生畏的图表。作者更倾向于用一种非常人性化的方式来解释材料的特性。例如,在讨论钢材的韧性时,他并没有直接给出冲击功的数值,而是通过描述一个工程师在设计地震多发区建筑时,如何权衡材料的强度和延展性,以及不同钢种在极端载荷下的表现,来帮助读者建立感性的认识。书中还穿插了很多历史故事,比如早期建筑材料的局限性,以及科学家们如何一步步克服这些困难,最终发展出如今的各种先进材料,这让我对材料的发展历程有了更深刻的理解。读到关于沥青路面抗高温变形的章节,作者甚至联想到了夏季高温时,汽车在柏油路上行驶的场景,生动地解释了材料在不同温度下的表现差异。这种将科学原理与生活观察相结合的叙述方式,让原本可能枯燥的知识变得鲜活有趣,也更容易被我这样非专业读者所理解和接受。

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读完《工程材料的实用指南》,我最大的收获就是建立了一种“问题导向”的材料选择思维。作者在撰写这本书时,仿佛站在工程师的角度,预设了各种实际工程中可能遇到的问题,然后逐一给出相应的材料解决方案。比如,在讲解防水材料时,他首先列举了地下工程、屋面工程、卫生间等不同应用场景下对防水材料的性能要求(如耐水压、耐老化、抗穿刺等),然后对比分析了几种主流防水材料(如沥青基、高分子基等)的优缺点,并给出了具体的选型建议。书中还包含了大量的施工要点和注意事项,例如不同粘结材料的使用方法、不同材料之间的搭接规范等,这些都是我之前从未关注过的细节,但对于确保工程质量却至关重要。这本书非常接地气,充满了实操性,读完后,我感觉自己仿佛已经掌握了一套解决实际工程材料问题的实用工具箱。

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我之前对工程材料的认识,基本上停留在“什么材料能承重”、“什么材料能防水”这样的基础层面。《探索工程材料的边界》这本书,则彻底颠覆了我的认知。它不再局限于传统的材料类型,而是将目光投向了更前沿的领域。在介绍新型复合材料时,作者不仅仅描述了它们的强度和重量优势,更深入地探讨了其分子结构如何赋予其独特的性能,以及它们在航空航天、新能源等高科技领域的应用前景。比如,关于碳纤维增强聚合物的章节,我不仅了解了它的高强度低密度,还明白了为什么它能成为飞机和汽车轻量化的首选。书中还讨论了智能材料的概念,例如能够根据外界环境变化而改变自身性能的材料,这让我惊叹于材料科学的无限可能性。作者的笔触极富想象力,但又不失科学的严谨性,将那些看似遥不可及的未来材料,以一种令人兴奋的方式展现在我面前。

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初次拿到《工程材料的奥秘》,我本以为这是一本枯燥乏味的教科书,就像我之前翻阅过的一些技术类书籍一样,充斥着冰冷的公式和晦涩的术语。然而,翻开它,我却被深深吸引住了。作者并非直接罗列各种材料的性能参数,而是巧妙地将材料的微观结构、宏观表现以及实际应用场景有机地结合起来,仿佛在讲述一段段引人入胜的故事。比如,在介绍混凝土的耐久性时,作者并未仅仅停留在各种强度指标上,而是深入浅出地分析了混凝土在不同环境下的侵蚀机理,例如冻融循环如何破坏其内部结构,氯离子如何引发钢筋锈蚀,并配以大量的真实案例和实验数据。这些细节的处理,让我能够清晰地理解材料之所以具备某种性能,背后的科学原理究竟是什么。书中对不同类型钢材的性能差异,以及它们在桥梁、高层建筑等不同工程中的选择依据,也阐述得极为透彻。特别是关于高性能混凝土的章节,让我大开眼界,原来我们日常接触的建筑材料,背后蕴含着如此丰富的科学知识和工程智慧。阅读过程中,我感觉自己不仅仅是在学习知识,更像是在进行一次探索,不断发现材料世界的奇妙与伟大。

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《基础工程材料的革新》这本书,可以说是我近期读到的最有启发的工程类读物了。它给我带来的最大感受,是材料选择的“智慧”而非简单的“堆砌”。作者在讲解各种材料的性能时,非常注重其在不同工程环境下的适用性。比如,在介绍水泥的种类和性能时,他没有仅仅列举硅酸盐水泥、矿渣水泥等名称,而是详细分析了它们在不同气候条件、不同水质环境下的水化反应速度、后期强度增长趋势以及对外界侵蚀的抵抗能力。这一点对于理解为什么在特定的工程项目中需要选择特定种类的水泥至关重要。书中还特别强调了经济性与耐久性之间的平衡,以及如何在满足工程需求的前提下,优化材料的使用,降低成本。读到关于再生骨料的应用章节,让我眼前一亮,原来建筑垃圾也可以变废为宝,为可持续发展做出贡献。作者的论述逻辑清晰,条理分明,对于如何系统性地分析和选择工程材料,提供了一套非常实用的思路和方法。

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