混凝土结构有限元分析(第2版清华大学土木工程系列教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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江见鲸，陆新征 编

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• 混凝土结构
• 有限元分析
• 土木工程
• 结构工程
• 清华大学
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• 第二版
• 数值方法
• 结构力学
• 计算机应用

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出版社： 清华大学

ISBN：9787302324270

商品编码：1029437369

开本：16

出版时间：2013-06-01

  详情信息：

  Product Details 基本信息

ISBN-13 书号:9780837317120

Author 作者:National Learning Corporation

出版社:National Learning Corp

Publication Date 出版日期:2005-10-01

Shipping Weight Language 语种:ENG

《现代混凝土结构设计原理与实践》 内容简介 《现代混凝土结构设计原理与实践》是一部全面阐述现代混凝土结构设计理论、方法与实践的著作。本书深入浅出地介绍了混凝土材料的力学性能、变形规律及其在结构中的响应，并在此基础上，系统地阐述了基于性能的设计理念、高阶分析方法以及智能化设计工具的应用。本书旨在为土木工程领域的学生、科研人员及工程师提供一个系统、深入的学习平台，帮助他们掌握混凝土结构设计的前沿知识与核心技能，以应对日益复杂的工程挑战。 第一部分：混凝土材料与构件力学行为 本部分是理解混凝土结构行为的基础。我们首先回顾混凝土作为一种非均匀、各向异性的复合材料，其内在的力学特性，包括抗压、抗拉、抗剪强度，弹性模量，泊松比，以及在不同应力状态和环境条件下的应变行为。重点将深入探讨混凝土的开裂机理，这是混凝土结构分析与设计中不可回避的关键问题。我们将详细分析混凝土在受拉区开裂的细观与宏观表现，以及裂缝宽度对结构耐久性、使用功能和外观的影响。 接着，本书将聚焦于钢筋混凝土构件的力学行为。我们将从单轴受力构件（如梁、柱）入手，详细分析其在弯曲、剪切、扭转等基本受力状态下的应力-应变响应。这将包括对梁的挠度计算，剪切破坏模式，以及受扭构件的承载能力分析。特别地，本书将深入探讨钢筋与混凝土之间的粘结机理，这是确保钢筋混凝土整体性工作的核心。我们将分析不同类型的钢筋（如光圆钢筋、带肋钢筋）与混凝土之间粘结力的差异，以及其对构件性能的影响。 此外，本部分还将引入混凝土徐变和收缩的概念。我们将详细解释导致徐变和收缩的物理机理，并提供常用的计算方法，以预测混凝土构件在长期荷载作用下的变形。徐变和收缩是导致混凝土结构产生额外应力、变形和开裂的重要因素，对其进行准确的评估对于保证结构的长期耐久性和使用性能至关重要。 第二部分：混凝土结构高阶分析方法 本部分将超越传统的线弹性分析方法，重点介绍适用于复杂混凝土结构分析的高阶方法。我们将从混凝土结构的非线性分析入手，阐述材料非线性和几何非线性对结构响应的影响。材料非线性主要体现在混凝土材料的损伤、开裂以及钢筋的屈服和强化，而几何非线性则关注大型变形对结构承载能力和稳定性带来的影响。 我们将详细介绍基于有限元方法的混凝土结构分析。本书将引导读者理解有限元方法的离散化原理、单元选择、节点位移计算以及刚度矩阵的构建。在介绍经典有限元单元的同时，我们将重点关注适用于钢筋混凝土结构的先进单元，例如考虑裂缝发展的单元、嵌入式钢筋单元以及界面单元等。 本书将重点讲解两种重要的分析方法： 1. 基于损伤力学的分析： 损伤力学是描述材料内部微观损伤累积从而导致宏观力学性能退化的理论。我们将介绍混凝土损伤本构模型，包括其在拉压不同状态下的损伤演化规律，以及如何将这些模型集成到有限元分析中，以更真实地模拟混凝土在开裂和压碎过程中的力学行为。 2. 基于断裂力学的分析： 断裂力学研究材料中裂缝扩展的力学行为。我们将介绍混凝土断裂韧性、裂缝尖端应力场分析以及断裂能的概念。在此基础上，我们将讨论如何在有限元分析中显式地模拟裂缝的产生与扩展，例如通过内聚力模型、XFEM（扩展有限元法）等技术，从而能够定量预测混凝土结构的失效模式和剩余寿命。 此外，本部分还将涵盖动力分析方法，包括混凝土结构在地震、风振等动力荷载作用下的响应分析。我们将介绍模态分析、瞬态动力分析等技术，并探讨混凝土材料的阻尼特性及其在动力响应中的作用。 第三部分：现代混凝土结构设计理论与实践 本部分将结合前两部分的基础，深入探讨现代混凝土结构的设计理论与实践。我们将重点介绍基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）理念。与传统的基于规范的设计方法不同，PBD强调结构在不同地震烈度或荷载组合下的预期性能目标（如设防烈度下的功能性，罕遇地震下的安全性）。本书将阐述如何通过更精确的结构分析和材料模拟来评估和实现这些性能目标。 我们将详细介绍基于概率的设计方法，包括可靠度分析和风险评估。我们将讨论如何量化荷载和材料参数的不确定性，并在此基础上进行结构可靠度分析，以确保结构在整个设计寿命内满足安全和使用要求。 本书还将重点介绍混凝土结构在极端荷载作用下的行为，例如抗爆、抗冲击以及高温作用下的性能。我们将分析这些极端荷载对混凝土材料和结构整体性的影响，并介绍相应的抗性设计策略和分析方法。 在智能化设计工具方面，本书将介绍如何利用计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件进行混凝土结构的设计与分析。我们将讨论参数化建模、自动化网格生成、以及结果的可视化与后处理。此外，本书还将探讨参数化设计和生成式设计在优化混凝土结构形式、提高材料利用率方面的潜力。 第四部分：特殊混凝土结构与工程应用 本部分将聚焦于一些特殊类型混凝土结构的设计与工程应用。我们将深入研究预应力混凝土结构的设计原理，包括预应力的施加方式、预应力混凝土梁的受力分析、以及预应力损失的计算。我们将阐述预应力混凝土在高层建筑、大跨度桥梁等工程中的优势。 本书还将探讨高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）在结构工程中的应用。我们将分析HPC和UHPC独特的材料性能，如高强度、高耐久性，以及它们如何应用于设计更轻巧、更坚固的结构构件，例如预制构件、薄壁结构等。 此外，我们还将介绍混凝土结构的加固与修复技术。随着结构的老化和使用功能的改变，加固修复成为重要的工程需求。本书将讨论不同的加固方法，如粘贴碳纤维增强聚合物（CFRP）材料、钢板外粘结、以及混凝土表面修复等，并分析其在提高结构承载能力、延缓结构退化方面的效果。 结语 《现代混凝土结构设计原理与实践》致力于为读者构建一个全面、深入的混凝土结构知识体系。本书强调理论与实践相结合，不仅传授核心的力学分析方法，更关注如何在实际工程设计中应用这些先进的技术，以实现更安全、更经济、更可持续的混凝土结构。本书的读者将能够掌握从材料理解到结构分析，再到最终工程应用的完整流程，为未来在土木工程领域的发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和延伸阅读的指引也做得相当人性化。虽然这本书本身内容已经非常详实，但作者很清楚，有限元的世界日新月异，总有新的发展方向需要读者去探索。在每章的末尾，我发现它总是巧妙地推荐了一些相关的经典论文或者更前沿的研究方向，这极大地拓宽了我的视野。对于研究生而言，这一点尤其宝贵，它相当于提供了一张通往专业领域深处的地图。此外，书中对某些计算方法的收敛性分析也做了深入探讨，这在很多入门书籍中是被一笔带过的。探讨收敛性，实际上就是在探讨计算的可靠性和误差控制，这直接关系到我们出报告时能不能站得住脚。这种对“准确性”的执着追求，让整本书的学术价值和实用价值都得到了显著提升，感觉作者在编撰时，每一处都力求做到无可指摘。

评分☆☆☆☆☆

我个人最欣赏的是这本书中对于“假设与简化”这一环节的论述。在有限元分析中，选择合适的假设是成功建模的第一步，也是最容易出错的一步。这本书没有回避这些复杂的工程判断，反而将其提升到了一个战略高度来讨论。它会剖析不同的简化假设（比如，是采用平面应力还是平面应变，是否考虑几何非线性）对最终结果会产生何种量级的偏差，并给出指导性的建议。这种坦诚的讨论，让读者能够更清醒地认识到数值模拟的局限性，从而在实际工作中避免盲目相信计算结果。它培养的不是一个只会操作软件的“操作员”，而是一个能够批判性地审视模型、理解计算背后物理意义的“工程师”。这种思维训练，远比死记硬背几个单元的刚度矩阵来得更有价值，真正做到了传道、授业、解惑三位一体。

评分☆☆☆☆☆

我对比过几本同类教材，这本书在软件应用与理论结合的平衡点上做得尤为出色。它没有陷入单纯的数值计算方法的泥潭，也没有停留在停留在非常初级的“套公式”层面。它更多地强调了“模型化”的思想，也就是如何根据实际工程背景，选择合适的单元类型、合理的约束条件和恰当的分析步骤。比如，在讨论钢筋混凝土的开裂与受损时，书中不仅展示了各种损伤模型的数学表达，还穿插了大量的工程实例作为佐证，告诉你为什么在某种工况下，A模型比B模型更适用。这种强烈的工程导向性，使得学习过程不至于枯燥抽象。它教会你如何思考问题，而不是仅仅教会你如何输入参数。可以说，这本书帮你搭建了一个从宏观工程需求到微观数值模拟的完整认知链条，让有限元分析不再是冷冰冰的计算，而是解决实际问题的有力武器。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版细节处理得极其到位，这对于阅读体验来说简直是福音。很多专业书籍为了追求信息密度，往往把字体弄得密密麻麻，看着就头疼，但这本书不同，它的行距和字间距拿捏得恰到好处，即使是那些包含大量希腊字母和复杂数学符号的段落，也保持了很好的可读性。图表的质量尤其值得称赞，那些描述应力分布、位移场或者单元变形的插图，线条清晰，标注明确，即便是黑白打印的情况下，信息的传达效率也极高。我记得有一次在学习“接触”问题的处理时，光是看书本上的示意图，我就对摩擦和粘结的边界条件有了更直观的理解，这比单纯阅读文字描述要高效得多。这种对细节的关注，体现了编者对读者群体——通常是高强度学习和工作的土木工程专业人士——的深切理解和尊重。翻阅起来毫不费力，眼睛不容易疲劳，这对于需要长时间钻研复杂课题的学习者来说，简直是减轻了巨大的负担。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计挺有意思的，色彩搭配沉稳，那种灰白和深蓝的组合，很符合工程技术类书籍的气质。我刚拿到手的时候，就被它厚实的质感吸引了，纸张的质量摸上去很扎实，感觉是那种可以长期翻阅、甚至做笔记都不会轻易磨损的类型。从目录上看，章节安排得非常系统，从最基础的材料本构关系讲起，逐步深入到单元选择、网格划分，再到复杂的非线性问题处理，脉络清晰得让人踏实。我特别欣赏它在理论推导上的严谨性，每一个公式的引出都有详尽的数学背景支撑，不是那种只给结果不给过程的“黑箱”教科书。对于我们这些需要将理论真正落地到工程实践的工程师来说，理解其背后的力学原理至关重要，而这本书在这方面做得非常到位，让人感觉作者是真正花心思在教学上下功夫的。它不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的老师在循循善诱，引导你一步步建立起坚实的有限元思维框架。