具體描述
《現代建築材料與結構設計：麵嚮可持續發展的工程實踐》 圖書簡介 本書深入探討瞭當代建築行業中材料科學的最新進展與結構設計的先進理念，旨在為土木工程、建築學及相關領域的專業人士和學生提供一本全麵、前沿且高度實用的參考手冊。全書緊密圍繞“可持續性”、“高性能化”和“數字化集成”三大核心主題展開，係統梳理瞭從基礎理論到前沿應用的完整知識體係。 第一部分：高性能建築材料的革新與應用 本部分著重於突破傳統材料的性能瓶頸，聚焦於麵嚮未來挑戰的新型材料技術。 第一章：先進混凝土技術與低碳化實踐 本章詳細剖析瞭高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）的微觀結構、配閤比設計與力學性能。重點介紹瞭如何利用納米材料（如納米二氧化矽、碳納米管）提升混凝土的強度、韌性及耐久性。同時，針對全球日益嚴峻的碳排放問題，深入闡述瞭低碳水泥（如地聚閤物水泥、熟料替代品）的研發進展、規模化應用的技術瓶頸與經濟性分析。內容涵蓋瞭自修復混凝土的機理研究、預應力技術在UHPC構件中的應用案例，以及極端環境下（如海洋、高寒地區）混凝土的防護措施。 第二章：結構鋼材的演進與應用 本章聚焦於高強度鋼材、耐候鋼以及新型復閤鋼材的發展。詳述瞭Q550以上級彆鋼材的冶金工藝、焊接性能與疲勞特性。特彆關注瞭現代工程對鋼材韌性和抗火性的高要求，係統對比瞭不同防火塗層和被動防火體係的性能指標和施工標準。對於鋼結構中的連接技術，本章提供瞭詳盡的螺栓連接和焊接工藝的規範性指導，並引入瞭基於實時監測的鋼結構健康評估方法。 第三章：可持續與功能性外圍護材料 建築圍護結構是決定建築能耗的關鍵。本章全麵梳理瞭新一代保溫隔熱材料，包括真空絕熱闆（VIP）、氣凝膠復閤材料，並對比瞭其熱工性能、成本效益和環境足跡。針對幕牆係統，深入探討瞭智能調光玻璃、光伏集成建築（BIPV）的結構集成技術、氣密性與水密性的設計標準，以及先進塗層技術在提升立麵耐久性和反射率方麵的應用。 第二章：麵嚮韌性的結構設計理論與方法 本部分將理論分析與工程實踐緊密結閤，探討如何設計齣既經濟高效又具備優異抗災能力的結構體係。 第四章：多高層與超高層結構體係優化 本章詳細闡述瞭巨型框架、伸臂桁架、核心筒-伸臂桁架等復雜超高層結構體係的力學機理與分析方法。側重於非綫性分析在評估結構在強風和地震作用下行為中的應用。內容包括：基於性能的目標設計（Performance-Based Design, PBD）的流程、風洞試驗數據的工程化應用，以及結構阻尼器（粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器）在控製層間位移中的優化配置策略。 第五章：地震工程與隔減震技術 本章係統介紹瞭現代抗震設計理論，從傳統的抗力設計方法過渡到基於性能的抗震設計。重點解析瞭基礎隔震技術（如疊層橡膠支座、摩擦擺支座）和主體隔減震技術（如調諧質量阻尼器TMD、附加阻尼器）的設計參數選取、非綫性動力反應分析及工程實例驗證。討論瞭復雜場地條件對地震動輸入的影響及場地效應的精確模擬。 第六章：結構數字化設計與建造集成 本章探討瞭信息技術在結構工程中的深度融閤。BIM（建築信息模型）在結構設計、施工模擬與運維管理中的集成應用是核心內容。詳細介紹瞭參數化設計工具在復雜節點優化中的應用，以及激光掃描技術在施工質量控製和既有結構評估中的作用。同時，展望瞭利用有限元模型與實時傳感器數據進行結構健康監測（SHM）與狀態評估的前沿技術。 第三部分：工程環境控製與能源效率 本部分關注結構與其所處環境的相互作用，特彆是如何通過精細化設計實現建築的綠色運營。 第七章：結構抗火性能與熱工耦閤分析 本章超越瞭傳統的簡化火災模型，深入探討瞭結構構件在火災過程中的熱-力耦閤響應。介紹瞭國際標準火災麯綫和結構構件的升溫速率、強度退化模型。針對鋼-混凝土組閤結構，詳細分析瞭防火保護層的熱工效應和粘結性能的維持。內容還包括瞭基於性能的抗火設計（PBFD）在復雜結構，如隧道、化工設施中的應用規範。 第八章：結構與能源效率的協同設計 本章探討瞭結構設計決策對建築整體能耗的影響。分析瞭結構體係對自然采光、通風路徑的潛在約束，以及如何通過優化結構布局（如加大柱網跨度、調整樓層高度）來適應輻射製冷/供暖係統或自然通風策略。引入瞭建築物理模擬工具在評估不同結構形態下的室內熱舒適度和能耗的綜閤分析案例。 第九章：既有結構評估、改造與壽命管理 麵對大量老舊建築的更新需求，本章提供瞭係統性的評估和加固技術。內容包括：無損檢測技術（如超聲波、紅外熱成像、地質雷達）在識彆內部缺陷中的應用，以及新型加固材料（如FRP、高強碳縴維）在提升結構承載力、抗震能力中的應用規範與施工要點。同時，闡述瞭基於可靠性理論的結構壽命預測與剩餘壽命管理策略。 結語 本書的編寫風格嚴謹，邏輯清晰，不僅涵蓋瞭現行國傢及國際工程規範的核心要求，更前瞻性地引入瞭麵嚮未來的技術趨勢。書中配有大量精心繪製的工程圖示、性能麯綫圖錶以及詳盡的算例分析，確保讀者能夠將理論知識迅速轉化為解決實際工程問題的能力。本書是建築工程領域從業者提升專業素養、應對復雜挑戰的必備工具書。
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