具体描述
《全国高等院校土木工程类系列教材•钢与混凝土组合结构设计原理》根据我国现行有关钢与混凝土组合结构的设计规范、规程最新研究成果编写而成。全书共分8章，内容包括绪论、基本设方法及材料性能、压型钢板与混凝土组合板、钢与混凝土组合、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构、外包钢和外包钢加固混土结构，以及外粘贴纤维复合材混凝土结构。书中主要讲述组结构及其构件的受力性能、设计计算方法和构造要求。书中每都有典型的例题、小结、思考题与习题，以加深读者对相关知的理解和掌握。《全国高等院校土木工程类系列教材•钢与混凝土组合结构设计原理》可作为高等院校土木工程专业的本科生教，也可供研究生和相关专业的设计、施工和科研人员参考。
图书简介：《结构设计中的材料行为与优化理论》 一、全书概览与核心关注点 本书深入探讨了现代土木工程结构设计中，不同结构材料在复杂荷载与环境作用下的内在力学行为、宏观性能表现，以及如何基于这些理解进行高效、可靠的结构优化。全书摒弃了对单一结构体系的局限性分析，转而聚焦于材料科学、结构动力学、极限状态设计理论与先进数值模拟技术之间的交叉融合。 本书旨在为高级工程技术人员、结构设计研究人员以及土木工程专业研究生提供一个全面的理论框架，用以理解和解决传统规范设计方法难以精确捕捉的非线性问题和新型材料应用挑战。我们关注的重点是：如何从微观角度理解材料失效机制，并将其映射到宏观结构响应预测中，最终实现结构性能、经济性与可持续性的多目标优化。 二、内容章节详述 第一部分：结构材料的本构关系与本征特性 (The Constitutive Behavior of Structural Materials) 本部分是全书的理论基石，详细梳理了工程结构中常用的几大类材料（如高强度钢材、高性能混凝土、木材、复合材料）在不同应力状态下的本构模型。 第1章：先进钢材的塑性流动与损伤演化： 深入分析了低屈服点钢材、高屈服强度钢材（HSS）在循环荷载下的疲劳寿命预测模型，重点讨论了在极端温度或火灾条件下，钢材的应力-应变曲线的非线性变化，以及如何利用弹塑性本构方程描述焊接区域的残余应力影响。 第2章：混凝土材料的多尺度力学模型： 区别于传统的线弹性或理想塑性模型，本章引入了基于微裂纹扩展的损伤力学方法来描述混凝土的受压、受拉及剪切响应。详细探讨了高水胶比、超高性能混凝土（UHPC）的应变硬化特性，以及纤维增强对材料韧性的提升机理。 第3章：材料非均质性与随机场理论应用： 探讨了材料参数（如强度、弹性模量）在空间分布上的随机性，并介绍了如何利用随机场方法模拟材料缺陷对结构整体承载力的影响，为概率极限状态设计奠定基础。 第二部分：结构动力学与时变响应分析 (Dynamic Response and Time-Dependent Analysis) 本部分将重点放在材料与结构系统对时变荷载（地震、风荷载、冲击载荷）的响应上，强调时间域分析的重要性。 第4章：结构的模态识别与振型分解： 详细介绍系统识别技术在结构健康监测中的应用，如何通过实验数据准确提取结构的固有频率和阻尼比。探讨了高阶模态对非线性响应的影响。 第5章：非线性动力学分析的数值方法： 深入解析了不同时间积分方案（如Newmark-beta法、中心差分法）在处理材料非线性和几何非线性问题时的稳定性和精度。特别关注了粘弹性材料在长期荷载下的蠕变与松弛效应的动力学耦合。 第6章：极端荷载下的冲击响应与防护设计： 针对爆炸、撞击等快速加载过程，引入了侵蚀模型（Erosion Models）和Johnson-Cook材料模型，用于模拟材料在极高应变率下的动态力学行为，并介绍了能量吸收结构的设计原则。 第三部分：结构优化与性能化设计 (Performance-Based Design and Optimization) 本部分是将材料和动力学理论转化为实际设计决策的核心环节，聚焦于如何通过优化方法达到预期的结构性能目标。 第7章：基于性能点的设计理念 (PBD)： 阐述了从基于强度的设计向基于性能的设计转变的必要性。定义了损伤状态（Immediate Occupancy, Life Safety, Collapse Prevention）与结构响应指标之间的量化关系，并探讨了如何通过选择不同延性的材料体系来实现目标性能。 第8章：结构拓扑优化与尺寸优化： 介绍了几种成熟的优化算法，如均布应力法、水平集方法（Level Set Method）在结构净截面设计中的应用。重点讨论如何将材料的本构非线性约束纳入到优化目标函数中，确保优化后的几何形态在极限承载力下依然保持稳定。 第9章：多目标优化与可持续性评估： 探讨了在保证结构安全和功能性前提下，如何最小化生命周期成本、能耗或碳足迹。引入了生命周期评估（LCA）工具，将材料选择对环境的影响纳入到整体结构优化的决策过程。 四、本书的特色与受众 本书的特点在于其高度的理论深度与先进的计算方法结合。它不仅仅是规范的解读，而是对结构力学基础进行深入挖掘，特别强调了材料的本征属性如何驱动整个结构系统的响应。本书适于： 1. 从事高层建筑、大跨度结构、桥梁等复杂结构设计的资深工程师。 2. 对结构可靠性、抗震性能有更高要求的项目设计负责人。 3. 正在进行结构工程、材料科学交叉研究的研究生和博士生。 通过阅读本书，读者将能够超越传统经验公式的限制，掌握利用先进工具对新型结构体系进行科学论证和性能预测的能力。
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