钢与混凝土组合结构理论与实践

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出版者:
作者:刘维亚
出品人:
页数:551
译者:
出版时间:2008-6
价格:85.00元
装帧:
isbn号码:9787112097852
丛书系列:
图书标签:
  • 给设计工作提供指导
  • 钢结构
  • 混凝土结构
  • 组合结构
  • 结构工程
  • 建筑工程
  • 结构设计
  • 工程结构
  • 建筑材料
  • 钢筋混凝土
  • 结构力学
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具体描述

《钢与混凝土组合结构理论与实践》主要介绍钢管混凝土、型钢混凝土、钢与混凝土组合梁及压型钢板一混凝土组合楼板四大类组合结构的理论研究的成果、工程实例及相关设计、计算方法和施工要点。既有系统的理论和应用的介绍,又有大量详细的实际工程设计资料。

建筑结构设计的革命:当代高性能混凝土结构体系研究 导言: 在现代工程实践的广阔图景中,结构工程始终是建筑艺术与科学融合的核心领域。随着材料科学的不断进步以及对结构安全、耐久性和经济性要求的日益提高,传统的结构设计理念正经历着深刻的变革。本书《建筑结构设计的革命:当代高性能混凝土结构体系研究》旨在深入探讨当前结构工程领域中最前沿、最具影响力的技术体系——以超高性能混凝土(UHPC)、再生骨料混凝土(RAC)以及智能响应材料为代表的新一代高性能混凝土结构。本书并非对既有经典理论的简单复述,而是聚焦于如何利用这些创新材料和设计方法,突破传统钢筋混凝土结构的性能瓶颈,实现更轻质、更耐久、更可持续的建筑目标。 第一部分:高性能混凝土材料的突破与应用 第一章:超高性能混凝土(UHPC)的微观机制与宏观力学性能 本章详尽剖析了UHPC的材料特性,区别于传统混凝土的微观结构特征,例如纤维增强机制、极低的孔隙率及其对长期耐久性的影响。我们将重点讨论UHPC在抗拉、抗压以及抗剪强度上的显著提升,并结合实际工程案例,展示其在预制构件、复杂曲面结构以及极端环境(如海洋工程)中的应用潜力。研究涵盖了UHPC试样的疲劳性能测试数据分析,以及如何基于这些数据优化纤维的类型、长度和配比,以实现最优化的韧性表现。特别地,我们深入探讨了UHPC在实现结构构件的“薄壁化”和“无筋化”设计中的关键技术挑战与解决方案。 第二章:再生骨料混凝土(RAC)的性能重构与绿色化设计 面对全球资源约束和建筑废弃物激增的挑战,再生骨料混凝土(RAC)已成为结构工程可持续性的重要方向。本章超越了早期对RAC强度损失的简单担忧,转而关注通过先进的预处理技术(如电化学处理、碳化处理)和新型胶凝材料的掺入,如何“重构”RAC的内部界面过渡区(ITZ),使其力学性能和耐久性能接近于或达到普通混凝土标准。详细分析了不同取代率下的RAC的收缩、徐变性能,并提出了一套基于性能的RAC结构设计方法论,旨在推动RAC在主体结构中的大规模应用,而非仅仅局限于非承重构件。 第三部分:先进结构体系的创新设计与分析 第三章:预应力与后张预应力技术在复杂桥梁结构中的应用 本章聚焦于先进的预应力技术在超大跨度结构和复杂几何形状结构中的应用。我们探讨了新型高强度钢绞线、自密实预应力浆体的配合应用,并详细介绍了局部超高应力预应力技术在既有结构加固中的精细化操作流程。通过有限元建模,本章对比分析了不同预应力布置方案对结构自振频率、裂缝控制以及长期挠度性能的影响,特别是针对斜拉桥主梁和拱桥腹板的受力特性,提供了深入的计算模型验证。 第四章:基于性能的结构抗震设计与非线性分析 传统抗震设计往往依赖于基于力的规范。本章则完全转向“基于性能的设计”(Performance-Based Design, PBD)理念,重点阐述了如何利用先进的非线性时程分析方法,预测复杂结构(如高层建筑、生命线工程)在罕遇地震作用下的实际响应。内容包括先进的材料本构模型(如滞回模型)的选择与校准,以及结构塑性铰的精确塑性铰单元的建立。我们通过对多个典型案例的深入剖析,展示了如何通过精确控制结构的破坏模式(如“强柱弱梁”的优化实现),确保结构在不同危险水平下达到预期的使用功能目标。 第四部分:结构监测、智慧化与耐久性保障 第五章:结构健康监测(SHM)中的新型传感技术集成 随着物联网和传感技术的发展,结构健康监测已成为保障基础设施长期安全的关键手段。本章详细介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)、压电材料(PZT)以及新型柔性电子元件在混凝土结构内部的埋设技术。重点阐述了如何从海量的实时监测数据中,通过先进的信号处理算法(如经验模态分解、小波分析)提取出结构损伤的特征信息,并将其与有限元模型进行迭代校正,实现损伤的早期预警与精确定位。 第六章:混凝土结构长期耐久性与环境耦合作用模拟 耐久性是决定结构全生命周期成本的核心因素。本章深入研究了氯离子侵蚀、碳化、硫酸盐侵蚀等环境因素与结构荷载的耦合作用机制。我们详细介绍了利用加速腐蚀试验台和电化学测试方法,来评估高性能混凝土保护层性能的方法。此外,本章还涵盖了如何将环境荷载引入结构寿命预测模型,从而实现对关键基础设施(如核电站、海上风电基础)的“剩余使用寿命”的科学评估与管理。 结论:面向未来的结构工程蓝图 本书的最终目标是为工程师和研究人员提供一套完整的、超越传统框架的思维工具。通过对高性能材料的掌握、先进分析方法的应用以及对结构全生命周期管理的关注,我们期望能够推动建筑结构设计进入一个更安全、更高效、更具环境责任感的新时代。本书所呈现的所有技术和方法,均基于最新的国际标准、前沿实验数据和严格的理论推导,旨在成为指导未来大型、复杂结构工程实践的重要参考资料。

作者简介

目录信息

第一章 绪论及结构材料
第一节 绪论
一、概述
二、基本设计原则
第二节 结构材料
一、结构钢
二、国产钢材
三、国外钢材的使用
第三节 组合结构中常用钢材
一、型钢混凝土中型钢
二、钢管混凝土中钢管
三、压型钢板
第四节 钢材连接件
一、焊接材料
二、栓钉、螺栓及锚栓
第五节 钢筋混凝土材料
一、钢筋
二、混凝土
第二章 钢管混凝土结构
第一节 概述
一、应用推广阶段
二、提高和发展阶段
第二节 钢管混凝土构件的基本性能
一、钢管混凝土轴心受压
二、钢管混凝土轴心受拉
三、钢管混凝土受纯剪
四、钢管混凝土的统一理论和设计指标的合理性
五、混凝土徐变和收缩及环境温度与焊接
六、圆形、多边形和方形钢筋混凝土性能的系列化
七、空心和实心钢管混凝土性能的系列化
第三节 钢管混凝土轴心受压构件的稳定
一、单管圆钢管混凝土轴心受压构件的稳定
二、格构式钢管混凝土轴压构件的稳定
三、方钢管混凝土轴压构件的稳定
第四节 钢管混凝土构件设计
一、各国设计规范的设计方法
二、钢管混凝土轴心受压构件
三、钢管混凝土轴心受拉构件
四、钢管混凝土受扭和受剪构件
五、钢管混凝土受弯构件
六、钢管混凝土构件在复杂应力状态下的设计
第五节 钢管混凝土构件的节点设计
一、单钢管混凝土柱的节点
二、格构式钢管混凝土柱的节点
三、钢管混凝土柱节点的设计
第六节 钢管混凝土构件的抗震性能
一、钢管混凝土构件在循环荷载作用下的弯矩。曲率关系
二、钢管混凝土构件在循环荷载作用下的P-△关系
三、圆钢管混凝土柱和钢梁组成的单层框架的抗震性能
四、钢管混凝土空间桁架的动力性能”
五、钢管混凝土柱的抗震验算
第七节 钢管混凝土构件的抗火设计
一、钢管混凝土构件抗火性能研究的重要性
二、钢管混凝土抗火性能的影响因素和模化处理
三、火灾时钢管混凝土柱截面的温度场和耐火极限
四、防火保护层厚度的计算
五、防火材料的种类和性能
第八节 钢管混凝土在工业建筑中的应用
一、钢管混凝土在工业厂房中的应用
二、钢管混凝土在设备构架中的应用
三、钢管混凝土柱在送变电杆塔中的应用
第九节 钢管混凝土在高层建筑中的应用
一、高层钢管混凝土结构的发展和特点
二、钢管混凝土高层建筑典型工程
三、钢管混凝土柱在住宅建筑中的应用
第十节 钢管混凝土构件的制作与施工
一、钢管混凝土构件的施工特点
二、钢管柱的制作与安装
……
第三章 型钢混凝土组合结构
第四章 压型钢板、混凝土组合楼板设计
第五章 钢与混凝土组合梁
附录
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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说实话,市面上关于结构设计或材料学的书籍汗牛充栋,但真正能把“理论”和“实践”完美结合的,凤毛麟角。而我这次阅读的这本,在理论深度上是绝对过硬的,绝非那种只停留在表面概念介绍的“速成手册”。它深入探讨了许多前沿的力学问题,比如高强度钢材与超高性能混凝土在复杂受力状态下的非线性行为分析,这部分内容对于我们从事科研或者高难度结构设计的工程师来说,价值极高。我特别欣赏作者在推导关键公式时所展现出的严谨性,每一步推导都有清晰的力学基础支撑,并且还会对比不同理论模型的适用范围和局限性。这种批判性的思维在教材中是很难得的。虽然某些复杂的解析过程需要我反复研读,甚至需要查阅一些辅助文献才能完全消化,但这恰恰说明了内容的厚度和价值所在,它不是在喂食,而是在引导读者进行更高层次的思考和探索。这本书绝对能成为案头必备的工具书,用来解决那些标准计算手册覆盖不到的“疑难杂症”。

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从排版和资料的丰富性来看,这套书的编纂团队显然投入了巨大的心力。我注意到书中穿插了大量的彩色照片和工程实景图,这些图片质量非常高,很多都是近期完成的标志性工程案例。它们不仅是作为理论的佐证,更是一种视觉上的激励。例如,有一张关于大型拱形结构外包钢结构的照片,配上旁边的应力云图分析,那种宏伟与精密的结合感,着实让人心潮澎湃。另外,书后附带的附录部分,资料的完备程度也令人称赞。从常用的材料性能参数表,到不同应力状态下的材料强度折减系数曲线,应有尽有。我尤其喜欢作者整理的“常见失效模式与预防措施”这一节,它将理论上的安全裕度与实际可能出现的疲劳、脆断等问题联系起来,提供了一份实用的“避坑指南”。总的来说,这本书不仅是知识的载体,更是一本精美的专业图册和手册的结合体,很适合放在办公桌上随时翻阅和参考。

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这本书拿到手时,我心里其实是有点忐忑的。毕竟名字听起来就挺“硬核”的,像那种学术性非常强的教材,生怕自己啃下来会很费劲。不过,翻开目录和前言后,我发现它在内容组织上还是下了不少功夫的。作者在介绍基本概念时,没有一上来就抛出复杂的数学模型,而是先从实际工程的案例入手,讲清楚为什么我们需要研究这种组合结构。这种“先讲故事,再讲原理”的处理方式,对于我这种更注重工程应用的人来说,简直太友好了。特别是关于材料的本构关系那部分,讲解得深入浅出,配图也相当精准,让我对钢筋和混凝土在不同荷载作用下的协同工作机制有了非常清晰的认识。而且,书中对规范和标准解读的部分也十分到位,不是简单地罗列条文,而是结合具体的计算实例,把那些看似晦涩的规范要求讲活了。读完前几章,我感觉自己对结构设计的基本逻辑框架一下子清晰了许多,不再是零散的知识点堆砌,而是形成了一个有机的整体。对初学者来说,这本书无疑提供了一个非常扎实且易于接受的入门路径。

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这书的另一个亮点,是它对施工和现场控制环节的关注。很多理论书写到设计阶段就戛然而止,留下一个巨大的鸿沟,让图纸变成现场的“天书”。但这本书明显是从工程全生命周期的角度来编写的。比如在后半部分,作者详细介绍了预应力张拉的流程控制、灌浆质量的检测标准,甚至还讨论了不同气候条件下混凝土养护的注意事项。这些细节,对于项目经理和现场工程师来说,简直是雪中送炭。我记得有一次我们团队在处理一个复杂节点时,对钢梁与柱的连接方式产生了分歧,翻阅这本书时,发现作者不仅提供了几种典型的连接构造图,还分析了每种构造在施工难度、成本控制和抗震性能上的优劣权衡。这种基于实际操作经验的分析,极大地提升了我的决策能力,让我能够更全面地权衡设计方案的可行性。它仿佛是一位经验丰富的老工程师,在耳边手把手地指导你,而不是冷冰冰的理论说教。

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这本书的语言风格和逻辑构建,体现出一种非常成熟的学术风范,它既不失严谨性,也保持了清晰的脉络。阅读过程中,我发现作者在论述复杂问题的层次感把握得极好,总能将宏观的结构行为分解到微观的单元受力,再通过合适的数学工具进行综合,最后再回到整体结构响应的层面进行验证。这种层层递进的逻辑链条,使得复杂的知识点变得更容易被消化吸收。例如,在讲解时变荷载对组合结构疲劳寿命的影响时,作者首先阐述了疲劳累积损伤的理论基础,接着引入了雨流计数法等统计学工具,最后结合实际监测数据进行了案例验证。这种“理论提出—工具引入—工程验证”的叙事结构,极大地增强了论述的说服力。它不像某些翻译过来的专业书籍那样,读起来生硬晦涩,而是充满了中文语境下特有的流畅性和逻辑美感,真正做到了深入浅出,兼顾了学术的深度和读者的体验。

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