建築結構設計優化案例分析 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫芳垂 等 著

圖書標籤:

• 建築結構
• 結構設計
• 優化設計
• 案例分析
• 工程技術
• 建築工程
• 結構優化
• 設計方法
• 有限元
• 計算分析

齣版社： 中國建築工業齣版社

ISBN：9787112126743

版次：1

商品編碼：10620625

包裝：平裝

叢書名： 建學叢書之八

開本：16開

齣版時間：2011-03-01

用紙：膠版紙

頁數：158

字數：262000

正文語種：中文

內容簡介

若乾年前，一批有誌之士，在某一基金會的支持下，試圖在城市規劃、建築設計、工程設計諸領域內，以人工智能及專傢係統為基礎，建立一套尋求最佳方案的數學模型，但最後由於問題的高度復雜性（多目標、多因素、多約束條件……）而未能如願。然而他們的這一良好願望卻始終是設計界夢寐以求的理想。
早在1968年，後來榮獲諾貝爾經濟學奬的美國H·A·Simon教授在麻省理工學院作瞭題為《人工科學》的係列報告，後來以同名書籍齣版。在書中，他指齣：
近300年來，自然科學有瞭很大的發展，它的作用是解釋客觀世界，然而，“我們如今生活的世界，與其說是自然界，還不如說是人造界或人工界”。他認為應當建立一種人工科學，也就是”創造人工物的設計科學”。這是一種”在智力上硬性的、分析性的、可形式化的、可教授的”科學。Simon本人，就因為在經濟組織中，提齣瞭一套“有限理性”的決策過程而在1978年獲得諾貝爾經濟學奬。
新中國成立60多年來，我們進行瞭規模宏大的經濟與社會建設，取得瞭巨大的成就也同時耗費瞭巨大的資源。這些耗費有的是必要的，但也不可否認，其中存在著巨大的浪費，這種浪費的存在，有的是齣自缺乏經驗和相關的知識；也有的是由於政策上的片麵與失誤；更有的是齣自對豪華與虛榮的追求。撇開那些在主觀動機和政策上的因素，我們仍必須承認在建設實踐中，我們麵前還存在一個巨大的未知領域，需要我們通過總結建設經驗、集中專傢智慧、建立相應的人工科學來取得相對優化的效果。
孫芳垂大師從事建築與工程設計的時間與我們共和國的年齡相近。在多年的設計實踐中，他依靠崇高的職業道德精神，始終追求設計的優化，不?總結經驗，不斷積纍知識，因而在完成一係列優秀設計的同時，也建立瞭係統的優化設計的方法學。事實證明，優化設計，與其把重點放在建立數學模型，不如放在積纍成功解決問題的案例，從中總結解決實際問題的專傢係統和建立相應的案例庫（事實上，在醫學界，案例的啓發已成為醫學的財富入孫大師十分重視組織設計人員總結和積纍經驗，並且不斷擴大他的閤作麵，盡量吸取同業專傢的經驗，他的這些努力成果，不僅為解決具體的設計難題提供重要啓示，而且在方法學上也闖齣一條現實有效的道路。
衷心希望孫大師的經驗能得到?程界和教育界的重視，為我們建立新的設計方法學和人工科學方麵開拓新的思路。

作者簡介

孫芳垂：中國工程設計大師
特許國傢一級注冊結構工程師
建學建築與工程設計所有限公司總工程師、監事長
學曆：1944年國立中央大學工學院土木工程係結構專業
1949年美國密歇根大學研究生院結構工程專業碩士
曾任職：建設部北京工業設計院主任工程師
廣播電影電視總局設計院總工程師
大地建築?務所（國際） 副總經理、總工程師
兼職：中英注冊結構工程師資格互認補充考試中方主考官
建設部執業資格注冊中心全國注冊結構工程師考試
命題及評分專傢組副組長
主要作品：中央電視塔（405m）
瀋陽電視塔（3055m）
上海電視塔（450m）（顧問）
南京電視塔（302m）（顧問）
平壤牡丹峰電視塔（220m）
瀋陽房地産交易中心
青島裕泰大廈
廈門高崎國際機場
中國國際廣播中心
中央電視颱彩電中心
法門寺閤十捨利塔等

目錄

第1章 地基基礎
1.1 固執己見
1.2 兩例建築筏基設計分析
1.3 某高層塔樓工程兩次地基基礎選型分析
1.4 多選擇優
1.5 迴頭是岸
1.6 低級錯誤，有錯就改
1.7 沿襲傳統與引進新技術
1.8 通過論證，確定優選
1.9 PHC管樁——>RC空心方樁——>PHC管樁
1.10 論證抗拔錨杆的必要性
1.11 抗拔樁
1.12 有用則留，多餘則捨
1.13 仔細分析，優化潛力無處不在
1.14 條形基礎與聯閤基礎——10t/日長網紙機基礎設計探討
1.15 及時應變，求得成效
1.16 地基反力分布宜近不宜遠
1.17 問題在哪裏?
1.18 天然地基與樁基對比案例

第2章 樓蓋選型
2.1 RC梁闆樓蓋與PC無梁樓蓋
2.2 有梁體係與無梁體係
2.3 井字梁與主次梁
2.4 地下人防車庫設計
2.5 物流倉庫集卡車專用坡道優化設計
2.6 新型塊體內模空心樓蓋
2.7 因地製宜，質優取勝
2.8 節材——建築綠色重要組成部分
2.9 一根連續次梁的計算啓示
2.10 鋼管混凝土柱與鋼骨混凝土柱——青島乾豪國際廣場結構框架柱的優化過程
2.11 某鋼結構工程加固

第3章 增層改造
3.1 迎難而上
3.2 上門審查
3.3 一份報告
3.4 3+2

第4章 特種結構
4.1 迴避矛盾
4.2 好鋼用在刀刃上
4.3 迎接挑戰
4.4 PHC管樁抗剪
4.5 “不在其位，難謀其政”

第5章 結構麵臨建築型式的挑戰
5.1 建築結構完美結閤
5.2 體型復雜，難題較多
5.3 建築結構結閤，簡化受力
5.4 力求概念設計完美
5.5 四邊工程——傳統的三邊工程加邊優化

第6章 結構構造
6.1 一個心病
6.2 箍筋優化潛?
6.3 構造細節影響材料節約
6.4 控製地下室混凝土外牆裂縫的幾點意見
6.5 非正交梁支座配筋

第7章 其他
7.1 安全——優化重中之重（汶川地震的啓示）
7.2 改造加固，細節尤為重要

第8章 補遺
8.1 第一節課
8.2 態度決定一切

第9章 專傢點評
9.1 多一些優化思考
9.2 鼓勵優化，不留遺憾
編後記
本書編寫人員

前言/序言

《現代土木工程材料性能與應用前沿》 圖書簡介 本書聚焦於二十一世紀土木工程領域材料科學的最新發展與突破性應用，旨在為結構工程師、材料科學傢、研究人員以及相關專業的高年級學生提供一個全麵、深入且極具前瞻性的技術參考。我們深知，建築結構的安全、耐久性和可持續性，已不再僅僅依賴於傳統的結構設計理論，而是越來越依賴於新型、高性能工程材料的創新與精準應用。本書正是基於這一核心認知，係統梳理瞭當前土木工程材料領域的熱點、難點及未來趨勢。 全書內容緊密圍繞材料的本構關係、先進的製備工藝、性能的精準評估以及在復雜工程環境下的實際應用四大主綫展開，力求在理論深度與工程實用性之間找到最佳的平衡點。 --- 第一部分：高性能土木工程材料的本構理論與微觀機製 本部分作為全書的理論基石，深入探討瞭決定現代工程材料性能的微觀結構與宏觀力學行為之間的內在聯係。 第一章：先進混凝土的流變學與早期強度發展模型 本章超越瞭傳統的混凝土強度等級劃分，重點解析瞭自密實混凝土（SCC）和超高性能混凝土（UHPC）的復雜流變學行為。內容涵蓋瞭分散劑、減水劑的分子作用機製如何影響漿體的粘滯性和觸變性。同時，詳細闡述瞭早期水化動力學模型，特彆是如何通過溫度控製和添加早強劑，實現結構構件的快速脫模和早期承載力的精確預測。特彆引入瞭基於離散元方法（DEM）對骨料嵌擠效應的模擬，用以解釋UHPC中極高抗壓強度的微觀來源。 第二章：鋼材的相變行為與疲勞損傷機理 深入探討瞭高強度鋼材和耐候鋼在焊接、冷加工過程中的微觀組織演變。重點分析瞭貝氏體和馬氏體在不同熱處理條件下的力學性能差異。在疲勞分析方麵，本書詳細介紹瞭基於Paris定律的擴展模型，該模型考慮瞭環境腐蝕（如氯離子侵蝕）對裂紋擴展速率的影響，並引入瞭基於斷裂韌性的蠕變-疲勞耦閤損傷本構關係，為高周疲勞設計提供瞭更可靠的理論工具。 第三章：功能性與智能材料的力電/力熱耦閤 本章是本書的前沿亮點之一，專門討論瞭能夠響應外界刺激（如應力、溫度、電磁場）的智能材料。重點分析瞭形狀記憶閤金（SMA）在結構自復位係統中的應用，詳細闡述瞭其應力-應變麯綫中的滯後現象與熱力學驅動力。此外，對壓電材料和熱敏電阻材料在結構健康監測（SHM）中的集成方法進行瞭深入的理論探討，包括如何建立材料的本構方程以準確描述其在多場耦閤作用下的行為。 --- 第二部分：新型結構體係與材料的製備與性能評估 本部分側重於如何將前沿材料理論轉化為可製造、可應用的結構構件，並建立可靠的性能評估體係。 第四章：縴維增強復閤材料（FRC）的界麵工程 縴維增強復閤材料是提升結構韌性和抗裂性能的關鍵。本章聚焦於如何優化縴維（如玄武岩縴維、碳縴維、玻璃縴維）與基體（水泥基體或聚閤物基體）之間的界麵結閤。詳細介紹瞭界麵剪滯模型（Interface Debonding Models）和縴維拔齣性能測試方法。內容涵蓋瞭乾法鋪裝、濕法浸漬等不同製備工藝對最終復閤材料宏觀性能（特彆是抗拉強度和彎麯韌性）的影響。 第五章：高性能粘結材料與連接技術 現代結構越來越依賴於預製化和模塊化，這使得高性能結構粘結劑變得至關重要。本章對比分析瞭環氧樹脂粘結劑、聚氨酯粘結劑和特種水泥基灌漿料的長期性能。著重分析瞭這些粘結層在動荷載作用下的剪切滯迴性能，並介紹瞭非破壞性檢測技術（如超聲波C掃描）在評估粘結界麵缺陷中的應用標準和局限性。 第六章：可持續性材料與低碳化技術 麵對全球氣候變化挑戰，本部分探討瞭工程材料的生命周期評估（LCA）方法。詳細介紹瞭地質聚閤物（Geopolymers）的激活機理和性能優化路徑，並提供瞭工業廢渣（如粉煤灰、高爐礦渣）替代矽酸鹽水泥的配比設計指南。此外，對再生骨料在混凝土中應用時的性能衰減機製及性能恢復技術進行瞭細緻的論述。 --- 第三部分：先進測試、建模與壽命預測 本部分強調瞭從材料到結構的性能轉化過程中，如何利用數字化工具和先進測試手段進行驗證和壽命預測。 第七章：結構材料的無損檢測（NDT）與評價技術 本章係統介紹瞭用於評估材料內部損傷和連接質量的先進無損檢測方法。內容包括：基於電阻抗譜（EIS）的鋼筋腐蝕活性監測、利用激光超聲（LUS）技術測量材料內部聲速以評估密實度和損傷程度。對各種技術在不同材料體係（混凝土、鋼、復閤材料）中的適用性和數據解釋標準進行瞭詳細的對比分析。 第八章：多尺度計算模擬在材料設計中的應用 本章重點闡述瞭如何通過計算模擬來指導材料的研發，以縮短實驗周期。詳細介紹瞭多尺度建模的層級結構，從量子力學（DFT）預測原子鍵閤強度，到分子動力學（MD）模擬水化過程，再到有限元（FE）模擬宏觀構件的應力分布。特彆展示瞭如何將微觀損傷演化模型（如內聚力模型）嵌入到結構分析軟件中，以實現對極端荷載下材料失效過程的精確預測。 第九章：結構長期耐久性與性能衰減模型 結構的設計壽命與材料的長期耐久性直接相關。本章集中討論瞭材料老化和環境侵蝕的物理化學機理，包括碳化深度、凍融循環的微裂紋擴展、以及海洋環境下氯離子擴散的非綫性模型。本書提供瞭基於概率論的壽命預測框架，用以量化不同環境荷載下結構構件達到特定性能閾值的概率，幫助工程師進行更具風險意識的材料選型和維護策略製定。 --- 本書特點： 理論深度與前沿性並重： 內容涵蓋瞭從原子尺度到結構尺度的完整視角。 高度的工程導嚮： 每一章節的理論探討都緊密關聯具體的工程應用案例和設計規範的潛在發展方嚮。 跨學科整閤： 融閤瞭材料科學、化學、物理學、力學和計算科學的最新成果。 《現代土木工程材料性能與應用前沿》旨在成為土木工程領域專業人士案頭必備的參考書，為下一代基礎設施的創新與可持續發展提供堅實的材料科學支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當吸引人，深邃的藍色背景搭配沉穩的灰色字體，給人一種專業、嚴謹的感覺。我是一個剛畢業不久的建築工程專業學生，正努力從理論知識嚮實際應用過渡，所以當我在書店裏看到這本書時，立刻就被它“案例分析”的副標題吸引瞭。我一直在尋找能夠幫助我理解設計思路、解決實際工程中遇到的一些疑難雜癥的參考書，而這本書似乎正是為此而生。拿到書的那一刻，我迫不及待地翻閱瞭一下目錄，看到裏麵列舉瞭各種不同類型的建築結構，從高層到大跨度，從住宅到公共建築，涵蓋瞭許多我未來工作中可能會接觸到的項目類型。其中一些案例的標題，比如“復雜形體高層建築結構抗震設計挑戰與應對”和“既有建築結構加固改造的創新方案”，更是激起瞭我的好奇心。我設想著，這本書的作者一定對這些復雜的工程問題有著深刻的見解，並且能夠用清晰易懂的方式進行解析，幫助我們這些初學者理清思路，少走彎路。這本書在我眼中，不僅僅是一本技術讀物，更像是一本經驗的寶庫，裏麵蘊含著資深工程師們多年實踐的智慧結晶。我非常期待能夠通過閱讀這本書，提升自己的專業技能，為將來的職業生涯打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從事科研工作的學者，我對能夠推動行業進步的前沿性研究和創新性案例有著濃厚的興趣。《建築結構設計優化案例分析》這個書名，讓我聯想到這本書可能不僅僅是停留在對既有設計方法的復述，而是會深入探討一些新的設計理念、計算方法或者新材料的應用。我期待這本書能夠提供一些超越傳統設計的思路，比如，是否會涉及到參數化設計、生成式設計在結構優化中的應用？書中是否會分析一些采用新型結構體係（如空間結構、筒體結構、索膜結構等）的優化案例，並對其性能和經濟性進行評估？我希望這本書能夠提供一些具有啓發性的研究方嚮，或者是一些能夠被學術界進一步深入探討的案例。如果書中能夠對某些優化技術進行深入的理論推導，並結閤實際案例進行驗證，那將對我的研究工作大有裨益。我希望這本書能夠幫助我瞭解當前結構設計優化領域的研究熱點和發展趨勢。

評分☆☆☆☆☆

作為一個有幾年工作經驗的結構工程師，我平時接觸的項目種類繁多，但總會遇到一些經典的、具有代錶性的結構設計難題。這次偶然的機會瞭解到《建築結構設計優化案例分析》這本書，光聽名字就覺得很對我的胃口。我尤其關注那些能夠體現設計優化思想和技術創新的案例，因為在實際工作中，如何在滿足規範要求的前提下，實現經濟性、可靠性和美觀性的平衡，是我們需要不斷追求的目標。這本書的介紹讓我對它寄予瞭厚望，我希望它能提供一些在現有規範之外、但又行之有效的解決方案。比如，書中是否會深入探討在復雜場地條件下，如何進行結構體係的選擇和優化？在麵對特殊荷載，如風荷載、地震作用等，是否有針對性的優化設計手法？我期待的不僅僅是照搬照抄的公式和圖紙，而是能夠理解其背後的設計邏輯、考慮因素以及權衡取捨的過程。如果書中能夠解析一些大型公共建築或標誌性建築的結構設計案例，並重點分析其優化思路，那將對我非常有啓發。畢竟，學習彆人的成功經驗，能夠極大地拓展我們的設計視野，讓我們在麵對類似問題時，能夠更加遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對建築設計充滿熱情的普通愛好者，雖然我沒有專業的建築背景，但我對建築的結構美學和工程技術一直抱有濃厚的興趣。每次看到宏偉的建築，我都會好奇它們是如何建造起來的，是如何支撐起如此巨大的體量的。這本書的“案例分析”形式，讓我覺得它可能能夠用一種更易於理解的方式，來揭示這些建築背後的秘密。我希望這本書能夠介紹一些令人驚嘆的建築案例，並用通俗易懂的語言解釋其結構設計的巧妙之處，比如，如何讓大跨度的空間得以實現？如何在保證安全的前提下，讓建築呈現齣獨特的造型？書中是否會包含一些圖文並茂的解析，讓我能夠直觀地感受到結構設計的魅力？我並不需要深入的計算公式，但如果能瞭解一些關鍵的設計思路和創新點，對我來說就已經足夠瞭。這本書對我來說，更像是一扇窗戶，讓我能夠窺探到建築世界中那些令人贊嘆的工程智慧。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事瞭十多年建築施工的項目經理，雖然我不是結構設計齣身，但在項目執行過程中，與結構工程師的溝通協作非常重要。我一直想更深入地瞭解結構設計的原理和優化過程，以便在施工過程中能夠更好地理解設計意圖，及時發現並解決一些可能齣現的問題，避免不必要的返工和延誤。這本書的“案例分析”模式對我來說非常實用，因為它更貼近實際工程項目。我特彆想瞭解書中是如何將理論知識轉化為具體的工程實踐的，比如，在實際施工過程中，設計優化方案是否會考慮到施工的可行性、材料的供應以及施工工藝的復雜性？書中是否有關於如何通過優化設計來降低施工成本、縮短施工周期的案例？我更希望的是，這本書能夠從施工的角度，給齣一些關於結構設計的建議，讓設計成果更加落地，也更容易被施工隊伍理解和執行。如果書中能包含一些施工過程中常見的設計變更或者疑難解答，那對我來說就太有價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

孫芳垂大師從事建築與工程設計的時間與我們共和國的年齡相近。在多年的設計實踐中，他依靠崇高的職業道德精神，始終追求設計的優化，不?總結經驗，不斷積纍知識，因而在完成一係列優秀設計的同時，也建立瞭係統的優化設計的方法學。事實證明，優化設計，與其把重點放在建立數學模型，不如放在積纍成功解決問題的案例，從中總結解決實際問題的專傢係統和建立相應的案例庫（事實上，在醫學界，案例的啓發已成為醫學的財富入孫大師十分重視組織設計人員總結和積纍經驗，並且不斷擴大他的閤作麵，盡量吸取同業專傢的經驗，他的這些努力成果，不僅為解決具體的設計難題提供重要啓示，而且在方法學上也闖齣一條現實有效的道路。

評分☆☆☆☆☆

想不到京東這麼大的優惠，連這麼新的書都參與瞭，很給力~

評分☆☆☆☆☆

大師的作品，其實不是大師一個人寫的

評分☆☆☆☆☆

纔拿到書，纔知道孫老已經故去瞭！看瞭幾頁，纔知道書是要越讀越薄啊，基本上每個案例就兩頁，不過全書也不厚就一百來頁，好好研讀一下是必要的。

評分☆☆☆☆☆

很好看 不錯！很好看 不錯！

評分☆☆☆☆☆

13年前，我們推“數位典藏國傢型科技計劃”時，這是全世界唯一的一個。它的極大作用，是學術資源的極大公共化。這個計劃光數位典藏部分，就有將近400萬件，包括資料、圖片以及各式各樣的東西。我們有一位研究上古史的學者，透過這個平颱發現，原來有一件青銅器物的蓋子在瑞典，器身在“中研院”。如果沒有數位的方式，你要到倉庫裏麵一個一個填單調齣來，那是很睏難的。

評分☆☆☆☆☆

權威的作者，經典的書，做結構設計的值得一看

評分☆☆☆☆☆

早在1968年，後來榮獲諾貝爾經濟學奬的美國H·A·Simon教授在麻省理工學院作瞭題為《人工科學》的係列報告，後來以同名書籍齣版。在書中，他指齣：

評分☆☆☆☆☆

是結構高手的作品，裏麵提供瞭一些有道理，但不被普遍接受的優化方法，適閤參考，不大適閤直接用於工作