目錄
序一
序二
前言
第1章 多視角下的結構工程 1
1.1 關于工程 1
1.1.1 工程的內涵 1
1.1.2 工程的外延 1
1.1.3 關于土木工程 3
1.2 關于結構工程 5
1.2.1 結構工程的內涵 5
1.2.2 結構工程的要素 6
1.3 結構工程的發(fā)展歷程 7
1.3.1 古代結構工程 7
1.3.2 近代結構工程 15
1.3.3 現(xiàn)代結構工程 31
1.4 科學、技術和工程的分野 40
1.4.1 科學革命的興起 40
1.4.2 哲學視域中的科學、技術和工程 47
1.4.3 科學、技術和工程的內涵 49
1.5 結構理論研究和技術開發(fā)的范式進階 55
1.5.1 范式的內涵與價值 56
1.5.2 第一范式：實驗科學 58
1.5.3 第二范式：理論科學 60
1.5.4 第三范式：計算科學 61
1.5.5 第四范式：數(shù)據(jù)科學 63
1.6 認識結構工程的幾個視角 70
1.6.1 科學視角 70
1.6.2 技術視角 71
1.6.3 藝術視角 72
1.6.4 哲學視角 74
參考文獻 82
第2章 結構工程的科學技術概要 84
2.1 結構荷載學 85
2.2 結構設計方法 89
2.2.1 發(fā)展歷程 89
2.2.2 極限狀態(tài)設計法 92
2.2.3 極限狀態(tài)設計法存在的不足 93
2.3 結構體系 97
2.3.1 結構體系的劃分方式 97
2.3.2 高層建筑結構 103
2.3.3 大跨建筑結構 114
2.3.4 橋梁結構 130
2.4 結構理論 138
2.4.1 結構（構件）設計理論 138
2.4.2 結構防震理論 145
2.4.3 結構抗風理論與試驗手段 154
2.5 結構材料 157
2.5.1 高性能混凝土 158
2.5.2 高性能鋼材 160
2.5.3 纖維增強復合材料 161
2.6 施工方法 171
2.6.1 施工方法概述 171
2.6.2 高層建筑結構施工方法 173
2.6.3 大跨建筑結構施工方法 174
2.6.4 橋梁結構施工方法 184
參考文獻 195
第3章 結構工程的本質和特征 198
3.1 工程與哲學 198
3.2 工程本質 200
3.3 工程觀念 213
3.3.1 工程觀念的內涵 215
3.3.2 工程觀念的落實 222
3.4 工程方法 231
3.4.1 科學、技術和工程的方法 231
3.4.2 工程方法的主要特征 233
3.5 工程思維 241
3.5.1 思維方式及其主要特點 242
3.5.2 工程思維的基本特點 245
3.5.3 工程思維、科學思維和技術思維的聯(lián)系與區(qū)別 255
3.5.4 工程創(chuàng)新思維 261
3.6 工程與工程師 268
3.6.1 工程師的由來和作用 269
3.6.2 工程師的職業(yè)特征 270
3.6.3 工程師的社會地位 274
3.6.4 結構工程師與建筑師 277
3.7 工程教育 289
3.7.1 高等工程教育的發(fā)展歷程 290
3.7.2 未來工程對工程人才的要求 294
3.7.3 高等工程教育回歸工程之路 295
參考文獻 299
第4章 結構工程的設計 302
4.1 關于設計 303
4.1.1 設計的內涵 303
4.1.2 設計的歷史沿革 304
4.1.3 工程設計 306
4.2 結構工程設計的特點和準則 317
4.2.1 結構工程設計的主要特點 318
4.2.2 結構工程設計的若干準則 323
4.3 結構工程的概念設計 344
4.3.1 概念設計的內涵與價值 345
4.3.2 概念設計的任務內容 348
4.3.3 概念設計的基本流程 350
4.4 結構工程設計中的若干沖突 353
4.4.1 安全性與經濟性 354
4.4.2 規(guī)范性與創(chuàng)新性 362
4.4.3 總體構思與細部設計 368
4.4.4 初步估算與詳細分析 372
4.4.5 設計創(chuàng)新與工程缺陷 374
4.5 工程事故對工程設計的啟迪 384
4.5.1 技術內部要素的平衡協(xié)同 388
4.5.2 非技術因素風險的排查化解 393
4.5.3 工程背后科學問題的挖掘提練 404
參考文獻 412
第5章 結構工程的創(chuàng)新 414
5.1 關于創(chuàng)新 414
5.1.1 創(chuàng)新的內涵與外延 414
5.1.2 技術創(chuàng)新與工程創(chuàng)新 418
5.2 結構工程創(chuàng)新的應然性與實然性 428
5.2.1 結構工程創(chuàng)新的應然性 428
5.2.2 結構工程創(chuàng)新的實然性 431
5.2.3 “不成功”工程創(chuàng)新的一般原因分析 434
5.3 結構工程的創(chuàng)新載體 452
5.3.1 結構體系的創(chuàng)新 452
5.3.2 結構材料的創(chuàng)新 479
5.3.3 施工方法的創(chuàng)新 487
5.4 結構工程的創(chuàng)新機制 500
5.4.1 結構工程創(chuàng)新機制的簡要剖析 501
5.4.2 結構工程創(chuàng)新群體的特質 505
5.5 結構工程的演化 518
5.5.1 關于工程演化 518
5.5.2 結構工程的演化要素 521
5.5.3 結構工程的演化動力 531
5.5.4 結構工程的演化機制 534
參考文獻 547
第6章 結構工程的未來挑戰(zhàn) 549
6.1 現(xiàn)代結構工程的發(fā)展趨勢 550
6.2 未來結構工程面臨的挑戰(zhàn) 558
6.2.1 觀念層面的挑戰(zhàn) 558
6.2.2 科學層面的挑戰(zhàn) 562
6.2.3 技術層面的挑戰(zhàn) 565
參考文獻 581
附錄：IABSE杰出結構獎 583
全書案例目錄*
案例1-1 石拱結構的起源與發(fā)展—“經驗性技術”的漫長進階之路 9
案例1-2 “鐵鋼時代”結構工程的開端—從依賴經驗轉向依靠科學 20
案例1-3 英國倫敦水晶宮—裝配式結構的萌芽 27
案例1-4 現(xiàn)代斜拉橋的誕生與發(fā)展—技術自我進化機制的迭代作用 35
案例1-5 英國不列顛尼亞橋的模型試驗—科學理論指導工程實踐的開端 44
案例1-6 大跨徑懸索橋抗風對策的探索—經驗性技術與科學發(fā)現(xiàn)的對壘 50
案例1-7 有限元法60年—計算科學及CAE軟件對結構工程的推動作用 66
案例1-8 技術與藝術的矛盾統(tǒng)一體—圣地亞哥·卡拉特拉瓦代表性作品賞析 76
案例2-1 荷載科學性與社會性的妥協(xié)—關于結構抗震設防標準的兩點討論 86
案例2-2 小半徑曲線連續(xù)梁變形的釋放與約束—設計思想如何順應結構的受力機理 94
案例2-3 從紐約帝國大廈到香港中銀大廈—高層建筑結構的抗側力體系的迭代演化 108
案例2-4 從羅馬體育館到亞特蘭大喬治亞穹頂—現(xiàn)代大跨建筑結構形式演化的幾個典型切片 119
案例2-5 張弦結構—一種剛柔相濟的大跨建筑結構形式 124
案例2-6 從4E原則來看不同橋梁結構體系的經濟適用跨徑—技術內在規(guī)律的外部體現(xiàn) 134
案例2-7 幾座鋼箱梁橋的屈曲失穩(wěn)—工程事故對設計計算理論的推動作用 141
案例2-8 結構抗震體系的保險絲—林同炎、鄧文中對可犧牲性構件的演繹 149
案例2-9 混凝土性能改良改進的百年歷程回顧—技術內部因素整體統(tǒng)籌作用的啟示 163
案例2-10 鋼管混凝土的發(fā)展—材料開發(fā)與結構形式及施工方法相互作用的典范 168
案例2-11 悉尼歌劇院—結構藝術性與施工可實現(xiàn)性的沖突及其解決之道 177
案例2-12 萬州長江大橋—施工方法對大跨徑拱橋建設的制約與促進作用 187
案例2-13 廣州丫髻沙大橋—大跨徑橋梁轉體施工的里程碑 193
案例3-1 從幾種新型橋梁結構名稱的爭論與演變說起—基于工程本質的抽象 206
案例3-2 從獨柱墩連續(xù)梁傾覆來看工程的穩(wěn)健性—基于工程事故的反思 211
案例3-3 法屬留尼旺島普萊支流河大橋—踐行工程系統(tǒng)觀的典范 220
案例3-4 近70年來我國結構工程設計原則的演變—工程觀念落實的一個縮影 223
案例3-5 裝配式混凝土結構的困局—基于工程觀念的思考和認識 227
案例3-6 如何應對混凝土結構徐變的不確定性—基于科學方法、技術方法與工程方法的比較 237
案例3-7 工程思維的樣式剖析—結構工程實踐活動中幾種典型思維方式的探討 249
案例3-8 工程思維與技術思維融合的樣板—德國法蘭克福銀行大廈結構設計方案剖析 257
案例3-9 工程創(chuàng)新思維的樣本解剖—荷蘭鹿特丹伊拉斯穆斯大橋的方案構思要點 265
案例3-10 20世紀最偉大的30位結構工程大師及其主要貢獻—基于歷史的沉淀 281
案例3-11 從幾座人行景觀橋梁說起—兼論建筑師與橋梁工程師著眼點的差異 284
案例3-12 高等工程教育的典范—淺析蘇黎世聯(lián)邦理工學院的辦學傳統(tǒng) 298
案例4-1 建筑設計的本質是什么—技術性與藝術性如何兼容統(tǒng)籌 308
案例4-2 瑞士陽光橋—一座融技術性與藝術性為一體的橋梁 312
案例4-3 若干座體育場結構材料用量比較—結構形式對經濟指標的決定性作用 319
案例4-4 結構設計的真實性與適用性—基于我國若干座城市橋梁實例的反思 334
案例4-5 結構的強健性—基于工程事故的反思批判 340
案例4-6 若干座大跨徑公路拱橋的經濟指標對比—概念設計決定工程品質 350
案例4-7 重慶菜園壩長江大橋的概念設計—創(chuàng)造性與藝術性高度協(xié)同的典范 352
案例4-8 開創(chuàng)大跨徑懸索橋抗風新紀元的英國塞文橋—一座安全性與經濟性協(xié)調不當?shù)摹安　睒?357
案例4-9 拱肋面外穩(wěn)定解決途徑的創(chuàng)新—規(guī)范性、創(chuàng)新性與藝術性融合的工程實踐探索 365
案例4-10 浙江嘉紹大橋細部構造的創(chuàng)新—兼論細部構造對總體構思的關鍵支撐作用 370
案例4-11 深圳賽格大廈的異常振動事件—工程隱患是如何演化為工程事故的 375
案例4-12 預應力混凝土箱梁橋底板崩裂—游走在“不知”與“不為”之間的多發(fā)事故 387
案例4-13 拉索的防護構造工藝的改良與迭代—基于工程經驗教訓的累積 391
案例4-14 正交異性板在中國的改良實踐—工程隱患多源性的綜合化解 395
案例4-15 船舶撞擊橋梁事故的防范—基于工程系統(tǒng)觀念的考量和反思 396
案例4-16 紐約花旗集團大廈隱患的消除—如何有效化解工程風險 407
案例5-1 現(xiàn)代橋梁工程創(chuàng)新成果簡況表—基于工程歷史尺度的積淀 424
案例5-2 城市交通綜合體—現(xiàn)代結構工程創(chuàng)新的新天地 435
案例5-3 希臘里翁-安蒂里翁大橋—當代結構工程創(chuàng)新的典范 442
案例5-4 廣州塔—當代結構工程藝術與技術創(chuàng)新融合的典范 456
案例5-5 建筑工程與橋梁工程結構形式的相互借鑒—基于三個典型工程案例的剖析 465
案例5-6 常泰長江大橋—結構體系改進的新模板 472
案例5-7 如何讓木結構再次煥發(fā)活力—基于兩座大跨建筑結構實踐的剖析 481
案例5-8 加拿大聯(lián)邦大橋—從橋梁建造到橋梁制造的華麗躍升 489
案例5-9 法國米約高架橋—一座創(chuàng)新頂推施工法的多跨斜拉橋 495
案例5-10 推陳出新的斜拉-懸索橋—土耳其博斯普魯斯海峽Ⅲ橋的工程創(chuàng)新及其擴散 508
案例5-11 高層建筑結構防震對策的發(fā)展—基于若干棟日本高層建筑結構防震技術的啟迪 524
案例5-12 如何提高多塔懸索橋結構體系剛度—一段近200年工程實踐探索歷程的回顧 537
案例6-1 重大工程建設中的信息化元素—結構工程發(fā)展的新助力 553
案例6-2　未來全球富有挑戰(zhàn)性的若干座跨海通道工程的構想 578