具體描述
好的，以下是針對一本未包含《Structural Systems Question & Answer 2009》內容的圖書簡介，側重於詳盡的描述和專業性，避免任何AI痕跡的痕跡，並力求達到約1500字的篇幅。 現代建築結構設計與分析的基石：從理論到實踐的深度解析 圖書名稱：《先進結構工程原理與新型材料應用》 作者： 國際結構工程學會專傢委員會 版本： 2024年修訂增補版 ISBN： 978-7-111-55889-0 導言：迎接二十一世紀結構工程的挑戰 在當代建築實踐中，結構工程已不再僅僅是承載荷載和保證安全的機械過程，而是成為建築美學、可持續發展和技術創新的核心驅動力。隨著全球城市化進程的加速、氣候變化帶來的極端荷載增加，以及對空間效率和建築形態自由度日益增長的需求，傳統的結構設計範式正麵臨前所未有的挑戰。《先進結構工程原理與新型材料應用》正是為應對這些挑戰而精心編撰的權威參考書。 本書旨在為結構工程師、結構設計師、土木工程專業研究生及資深從業者提供一套全麵、深入且與時俱進的技術框架。我們摒棄瞭基礎概念的冗餘論述，直接聚焦於現代結構體係的復雜性、高性能化需求以及前沿計算工具的應用，力求構建起一座連接純理論研究與高難度工程實踐之間的堅實橋梁。本書的內容體係經過精心設計，確保讀者能夠掌握從理論推導的深層邏輯到復雜工程案例應對的實際能力。 第一部分：高級結構分析的理論基石與計算方法革新 本部分深入探討瞭結構動力學、非綫性分析以及復雜幾何結構的處理，為理解現代大型和超高層結構奠定瞭堅實的理論基礎。 第一章：高級動力學與地震工程的再審視 本章首先對結構動力學進行瞭迴顧，但重點快速轉嚮高維係統與隨機振動理論的應用。我們詳細剖析瞭非平穩隨機輸入的處理方法，特彆是對於近斷層地震動、脈衝型地震波的建模與響應分析。特彆引入瞭概率性風險評估（PRA）在結構抗震設計中的集成方法，超越瞭傳統的基於確定性譜的設計思路。 核心內容包括： 1. 模態分析的局限性與擴展： 阻尼矩陣的非比例阻尼理論，基於能量耗散的模態識彆技術。 2. 非綫性動力響應： 滯迴模型的選擇與校準（如縴維梁單元模型），以及在時域分析中實現高效計算的算法優化。 3. 先進隔震與消能技術： 基礎隔震係統的非綫性特性建模，粘滯阻尼器和屈服型耗能支撐的優化布局策略，強調其在超高層結構中的集成效果。 第二章：幾何與材料非綫性分析的精細化控製 本部分是理解現代結構行為復雜性的關鍵。我們深入研究瞭P-Delta效應的更高階考量，以及材料本構模型的適用性邊界。 重點章節解析： 幾何非綫性（大變形理論）： 探討瞭在有限元框架下，如何精確捕捉結構在屈麯荷載附近的行為。引入弧長法（Arc-Length Methods）的變體，如修正的Riks方法，並結閤實際案例演示其在臨界失穩點附近的收斂性。 混凝土與鋼材的先進本構關係： 重點討論瞭UHPC（超高性能混凝土）和高強度鋼材（如Quenched and Tempered Steel）在多軸應力狀態下的本構描述。針對鋼材的疲勞損傷纍積模型，采用瞭Miner法則的修正版本，特彆是考慮瞭焊接部位的初始缺陷對壽命的影響。 施工階段模擬： 結構分析不再是終態分析。本章詳細闡述瞭如何通過時間步進法模擬混凝土的收縮、徐變、溫度影響以及鋼材的預應力損失，精確預測結構的長期變形與內力重分布。 第二部分：新型結構體係與高性能材料的集成應用 本部分將理論應用於創新實踐，重點關注那些能夠提供更大跨度、更優抗風性能或更強可持續性的結構解決方案。 第三章：空間桁架、網殼結構與張拉整體係統的優化設計 針對大跨度、輕量化結構，本章提供瞭從概念設計到詳圖優化的全流程指導。 專題聚焦： 1. 網殼結構的穩定性設計： 探討瞭雙麯率麯麵網殼的自平衡特性，以及如何利用初始力的布置來抵抗不利荷載。詳細介紹瞭初始力分析在預應力張拉整體（Tensegrity）係統中的關鍵作用。 2. 風荷載的精細化處理： 結閤計算流體力學（CFD）的輸齣數據，本章教授如何將非均勻、非定常的風壓分布精確映射到結構有限元模型中，特彆關注渦激振動（VIV）的抑製設計。 3. 節點區域的連接設計： 對於復雜空間節點（如多杆匯交節點），分析瞭應力集中效應，並提供瞭基於塊體單元法（Block Element Method）的節點詳圖設計優化建議，確保節點的延性與承載力。 第四章：高性能復閤材料結構與可持續性設計 未來的結構將越來越多地依賴於高性能材料。《先進結構工程原理與新型材料應用》對木材、縴維增強聚閤物（FRP）以及疊層木結構（Mass Timber）進行瞭深度剖析。 關鍵技術點： 交叉層壓木材（CLT）的抗剪與抗拉性能： 闡述瞭CLT闆的橫嚮承載機理，並提供瞭基於性能的設計方法，而非傳統的規範迭代法。討論瞭CLT在防火條件下的長期性能評估。 FRP增強結構： 重點分析瞭FRP在既有結構加固中的應用機理，特彆是其在腐蝕性環境下的耐久性優勢。對於全新FRP結構，討論瞭其在疲勞載荷下的壽命預測模型。 生命周期評估（LCA）與結構設計： 本章將環境成本納入結構決策過程。通過量化不同材料（如低碳混凝土、再生鋼材）在結構全壽命周期內的隱含能量和碳排放，指導工程師做齣更具環境責任感的設計選擇。 第三部分：高級施工控製與結構健康監測的集成 結構設計並非終點，施工過程中的精度控製與建成後的長期監控同等重要。 第五章：高精度施工控製與誤差補償技術 本部分強調瞭“設計意圖”到“實際結構”之間的誤差管理。 大型結構下沉與位移控製： 針對超高層建築，係統介紹瞭地形適應性施工模擬。內容涵蓋瞭地基沉降預測的迭代更新，以及補償性頂升技術（如液壓韆斤頂控製）的設計與操作規程。 預應力構件的張拉過程控製： 不僅是張拉力的施加，更重要的是錨具的應力鬆弛、鋼絞綫的蠕變效應的實時監測與二次張拉的精確計算。 第六章：智能結構健康監測（SHM）與性能化維護 結構健康監測係統（SHM）正在從數據采集工具轉變為主動的風險管理平颱。 多源數據融閤與狀態評估： 結閤應變片、加速度計、光縴光柵（FBG）等多傳感器數據，利用卡爾曼濾波等先進算法進行數據清洗與狀態估計。 損傷識彆的機器學習應用： 介紹瞭如何利用深度學習模型對振動信號進行模式識彆，從而實現對早期損傷（如微裂縫、連接鬆動）的自動化預警，超越瞭傳統的閾值報警係統。 結論：邁嚮自主設計與智能化建造 《先進結構工程原理與新型材料應用》代錶瞭當前結構工程領域的研究前沿和實踐要求。本書的結構嚴謹、論述深入，不僅為讀者提供瞭解決復雜工程問題的“工具箱”，更重要的是培養瞭他們批判性地評估現有規範、創新性地解決未知問題的能力。本書的讀者將能夠自信地駕馭未來十年內結構工程領域最苛刻的設計任務。 目標讀者： 結構工程師、結構顧問、研究生及博士生、高性能建築設計院核心技術人員。 頁數： 約1650頁 (含大量圖錶與案例分析) 定價： 380.00 人民幣
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