Architectural Building Construction

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出版者:
作者:Jaggard, Walter R.
出品人:
页数:420
译者:
出版时间:
价格:31.45
装帧:
isbn号码:9781444627138
丛书系列:
图书标签:
  • 建筑
  • 施工
  • 建筑工程
  • 建筑设计
  • 结构工程
  • 材料科学
  • 建筑规范
  • 可持续建筑
  • 施工管理
  • 建筑技术
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具体描述

现代建筑材料与结构设计:创新与可持续性的交织 本书聚焦于二十一世纪建筑领域最前沿的材料科学、结构工程以及绿色可持续性实践,旨在为建筑师、结构工程师和高级专业学生提供一个全面且深入的视角,探索如何在高标准性能、美学表达与环境责任之间实现完美的平衡。 本书并非对传统建筑构造的系统性梳理,而是将目光投向那些正在重塑未来城市天际线的革新性技术和理念。我们假设读者已对基础的砖石、钢筋混凝土以及标准木结构有清晰的认识,因此,本书将避开对传统“建筑构造”的常规描述,转而深入探讨新兴材料的物理特性、先进结构体系的计算模型,以及如何将数字化设计工具融入到复杂的建造流程中。 第一部分:超性能材料的革命 本部分深入剖析了那些在强度、耐久性、热工性能和环境影响方面实现突破的新型建筑材料。我们不仅仅停留在介绍这些材料的名称,而是详细阐述其微观结构、生产工艺对宏观性能的影响,以及实际应用中需要克服的工程挑战。 1.1 智能与自适应材料体系: 我们首先考察了具备环境响应能力的材料。这包括形状记忆合金(SMA)在动态结构控制中的应用潜力,尤其是在抗震和可修复结构中的部署策略。讨论了热致变色玻璃和电致变色材料如何通过主动控制光热传递,彻底改变建筑立面的能耗模型。重点分析了这些智能材料的驱动机制、响应时间曲线,以及如何将其集成到现有的建筑幕墙系统中,确保长期运行的可靠性。 1.2 先进复合材料与纳米技术: 本书详细分析了超高性能混凝土(UHPC)的细观力学模型。与传统混凝土相比,UHPC极高的抗压强度和极低的渗透性,使其在超薄构件、预制件和极端环境结构中展现出无与伦比的优势。我们提供了UHPC的配合比设计案例及其纤维增强机制的深入图解。 此外,对纤维增强聚合物(FRP)在结构加固和新型轻质构件中的应用进行了详尽的论述,包括碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维的力学性能对比,以及其在湿热环境下的长期耐久性评估方法。书中还探讨了石墨烯和碳纳米管等纳米材料如何被引入到涂层和复合材料中,以提升导电性、防腐蚀能力和机械强度。 1.3 生物基与循环经济材料: 我们超越了对传统木材的讨论,转向了对工程木制品(Mass Timber)的深入研究,特别是交叉层压木材(CLT)和胶合木(Glulam)。本书提供了详细的防火性能测试数据、声学特性分析,以及在多层建筑中节点设计所需的精细化处理方法。 更具前瞻性的是,本章探讨了生物制造建筑材料,如菌丝体材料(Mycelium)和藻类基生物混凝土。我们分析了它们的生长过程、环境固碳潜力,以及如何通过定制化的模具设计来实现复杂的几何形态,并讨论了这些材料在达到结构强度后,如何实现无害降解或再利用的循环路径。 第二部分:跨越尺度的结构工程创新 本部分的核心在于介绍那些挑战传统跨度和形式极限的结构体系,以及实现这些体系所依赖的先进计算和分析技术。 2.1 复杂曲面与自由形态结构分析: 本书重点关注张拉整体结构(Tensegrity)和索网结构的拓扑优化。我们通过有限元分析(FEA)软件的实际操作流程,演示了如何从初始的力学平衡状态推导出稳定且高效的预应力水平。对双曲面结构和折板结构的几何刚度分析方法进行了详尽的讲解,强调了在曲面结构中,准确控制表面曲率对于避免局部应力集中至关重要。 2.2 超高层与超长跨度挑战: 对于超高层建筑,本书着重分析了巨型框架(Mega-frame)和伸臂桁架系统(Outrigger Systems)的设计演进。我们讨论了如何利用粘滞阻尼器和调谐质量阻尼器(TMD)来控制高层建筑在风荷载下的动态响应,并对比了不同阻尼系统在减小层间位移和加速度方面的效率。 在超长跨度桥梁和屋盖设计中,我们探讨了预应力钢缆的疲劳寿命预测模型,以及如何利用气动弹性分析来规避由风致振动引起的结构失稳风险。重点分析了现代体育场馆中,复杂可开启屋顶系统的动力学平衡与驱动机构的可靠性设计。 2.3 数字化建造与参数化设计工具: 本章强调了参数化建模在优化结构效率中的作用。我们详细展示了如何利用拓扑优化算法来生成轻量化、材料效率最大化的结构构件,并探讨了如何将这些优化结果无缝对接至增材制造(3D打印)和机器人辅助施工流程。书中包含关于BIM(建筑信息模型)在结构分析与施工模拟中如何超越传统CAD工具的案例研究,特别是对LOD(详细信息级别)的精确控制,以满足复杂节点连接的需求。 第三部分:高性能围护系统与能源集成 本书将建筑围护结构视为一个动态的、能源生产性的界面,而非单纯的物理屏障。 3.1 动态幕墙与热工优化: 我们详细研究了双层皮幕墙系统的流体力学原理,包括其内部空气层的热压通风机制和夏季散热策略。重点分析了真空隔热板(VIP)在超薄保温应用中的性能衰减曲线,以及如何通过精确计算确保其在实际使用中的长期隔热效能。 3.2 建筑集成光伏(BIPV)与热电转换: 与传统的屋顶光伏板不同,本书关注BIPV如何作为建筑立面和屋面材料本身。我们分析了不同光伏电池技术(如钙钛矿电池、薄膜技术)在建筑应用中的美学兼容性、遮阳系数影响以及电能输出的稳定性。此外,我们还探讨了建筑集成太阳能热(SHIP)系统的设计,以及如何通过相变材料(PCM)将建筑结构本身转化为热能存储介质,实现建筑的“热惯性调节”。 3.3 噪音控制与声学环境设计: 本章超越了简单的隔音材料堆砌,转向了主动的声学控制。研究了穿孔板与空腔共振吸声结构的声学设计,以及如何通过主动噪音消除(ANC)技术在特定频率范围内,对外部交通噪音进行精确抵消。 总结: 《现代建筑材料与结构设计》致力于提供一套面向未来的技术框架,它要求从业者不仅要精通工程原理,更要理解材料科学的最新突破,并将数字化工具视为实现复杂、高性能和可持续建筑目标的核心手段。本书的深度和广度,使其成为超越基础构造知识的、针对高级实践者和研究人员的专业参考读物。

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读后感

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用户评价

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这本书,拿到手的时候,我就被它厚重的质感和那种老派的、专业的封面设计吸引住了。我本来是希望能找到一些关于现代建筑材料创新和可持续发展方面的深入探讨,毕竟现在这个领域发展太快了。然而,读了前几章后,我发现它更像是一本扎根于传统施工工艺的教科书。内容详实得惊人,对于各种结构连接件、模板体系的介绍,几乎达到了可以手绘的程度。但这对我这个期望了解“未来建筑”的人来说,未免有些“考古”的意味了。举个例子,书中花了大篇幅讲解混凝土的配合比和现场浇筑的注意事项,这些都是非常基础且时间检验过的知识,对于一个在数字化建造和预制装配式领域有所涉猎的读者来说,这些信息显得有些冗余。我真正想看到的是BIM模型如何指导现场安装,或是新型复合材料在幕墙系统中的应用案例分析,但这些内容在这本书里几乎找不到踪影,或者只是蜻蜓点水般的一笔带过。它更像是一部上世纪八十年代的工程手册,虽然严谨,却缺乏与当代技术前沿的对话。

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说实话,当我翻开这本书时,心里是抱着一种“寻宝”的心态的,希望能够挖出一些被主流设计学院忽略的、关于建筑物理和材料科学的冷门知识。我关注的重点是那些关于热桥、气密性以及如何通过精细化节点设计来提升建筑性能的细节。这本书的图示非常丰富,线条清晰,这一点值得称赞,尤其是在讲解传统砖石结构和木结构体系的层叠方式时,逻辑性极强。但是,我的兴趣点很快就转移了。它似乎固执地停留在传统的钢筋混凝土框架结构及其基础处理上,对于轻钢结构、大跨度预应力构件的施工挑战,或是现代隔汽层和防水系统的具体铺设规范,提及得过于笼统。我需要的是解决当下复杂气候条件和高能效要求的具体技术方案,比如如何在高湿环境下保证外保温系统的长期稳定性。这本书提供的更多是“应该怎么做”的通用准则,而不是“在当前技术条件下如何做到最佳”的实战指导。这种知识的缺失,让它在我的专业书架上显得有些孤立,它更适合初入行的学徒做基础功训练,而不是给有经验的工程师提供迭代方案。

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我必须承认,这本书的排版和图表制作是行业内的顶级水准。那种清晰的剖面图和节点放大图,即便是没有文字说明,也能让人对构件的组装关系有一个直观的认识。这一点,对于非专业人士想要了解建筑是如何“被建起来”的,是一个极大的便利。然而,作为一名寻求突破的从业者,我发现自己不断地在寻找关于“优化”和“革新”的论述,但几乎找不到。例如,在讨论屋面防水系统时,它详细介绍了传统的沥青防水卷材的搭接和热熔工艺,这无可厚非。但我真正想知道的是,那些新型的液体喷涂聚氨酯防水材料,或者自修复防水涂层,在长期使用中的可靠性如何?它们在应对不同温度应力下的延展性表现如何?这些前沿材料的施工误差容忍度是多少?这本书完全避开了这些“不确定性”较高的、正在被市场验证的新技术,而是稳扎稳打地停留在那些“万无一失”的传统工艺上。这让这本书虽然可靠,却也显得有些保守和缺乏前瞻性,更像是一份详尽的“历史记录”,而非“未来指南”。

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翻阅这本《建筑工程施工》的过程中,我发现它有一个显著的特点:极其注重细节的“顺序性”。它严格按照从地基到屋面、从粗装修到细装修的线性流程来组织内容,这对于建立一个宏观的施工框架是非常有帮助的。书中对垂直运输、材料堆场规划等后勤管理环节的描述,非常细致入微,这确实体现了作者对施工现场实际运作的深刻理解。但是,这种线性的叙事方式,在处理现代建筑的“交叉作业”和“多专业协同”时显得力不从心。比如,在安装复杂机电管线与结构主体同步进行的环节,这本书的描述就显得有些脱节了。它没有提供有效的模型或流程图来展示,当结构工序与MEP安装工序发生冲突时,项目管理者应该如何运用时间管理工具(如4D模拟)来进行优化和调度。它更多的是在描述“结构完成后应该做什么”,而不是“在结构施工的同时,如何高效地集成其他专业的工作”。因此,对于那些追求高效集成和快速建造的读者来说,这本书提供的工具箱略显过时。

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我对这本书的评价,很大程度上取决于我阅读它的“目的性”。我原本是想对比一下不同国家和地区的建筑规范在结构承载力计算上的微妙差异,特别是针对地震区和高风荷载区的构造差异。我期望看到一些案例研究,展示在特定地理限制下,工程师是如何巧妙地运用结构冗余和材料特性来满足规范的。然而,这本书给我的感觉是——它在努力做一个全能的百科全书,却在深度上做了妥协。它罗列了大量的施工步骤和验收标准,对于规范条文的引用也显得很谨慎,更偏向于描述性的介绍而非批判性的分析。比如,当谈到地基处理时,它只是简单介绍了几种基础类型,却没有深入分析地质勘测报告如何直接影响到最终基础形式的选择,以及在不良土质上进行桩基施工时,现代无损检测技术如何确保施工质量。这种“面面俱到”的处理方式,反而稀释了真正有价值的、需要专业判断的深度信息。对我而言,它更像是一本官方出版的、强调合规性的入门手册,而非激发思考的专业论著。

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