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第1章 绪论1

1.1 可持续土木工程的概念1

1.1.1 土木工程的概念1

1.1.2 可持续的定义与原则2

1.1.3 可持续土木工程的基本原则3

1.2 混凝土结构与工业文明4

1.2.1 工业文明发展历史4

1.2.2 混凝土材料发展历史5

1.2.3 混凝土结构发展历史6

1.2.4 混凝土结构发展与工业文明发展的关系8

1.3 混凝土结构对人类文明的贡献9

1.3.1 建筑工程9

1.3.2 桥梁工程10

1.3.3 道路与隧道工程12

1.3.4 海洋工程13

1.3.5 市政基础设施14

1.4 混凝土结构对生态环境的负面影响17

1.4.1 混凝土原材料对环境的影响17

1.4.2 混凝土结构对环境的影响19

1.4.3 混凝土结构可持续性设计的必要性20

1.5 本书的主要内容20

1.5.1 本书的目的20

1.5.2 本书的内容21

1.5.3 各章节之间的逻辑关系21

参考文献22

第2章 混凝土结构生命周期概览23

2.1 混凝土结构设计方法回顾23

2.1.1 安全性设计23

2.1.2 适用性设计23

2.1.3 耐久性设计24

2.1.4 传统结构设计方法存在的问题25

2.2 生命周期设计回顾25

2.2.1 生命周期设计的发展历史25

2.2.2 工业产品生命周期设计历史27

2.2.3 混凝土结构的生命周期设计可行性分析28

2.3 混凝土结构设计拓展29

2.3.1 骨料的来源、生产与加工29

2.3.2 水泥的生产30

2.3.3 混凝土的制备与养护30

2.3.4 混凝土结构的改造与再用31

2.3.5 混凝土结构的拆除与再生32

2.3.6 闭合型生命周期框图32

2.4 生命周期与可持续性的关系33

2.4.1 混凝土结构可持续性的定义33

2.4.2 在生命周期框架下考察混凝土结构可持续性35

2.4.3 在可持续性的要求下审视混凝土结构生命周期35

2.4.4 新一代的设计方法——可持续性设计36

2.5 本章小结37

参考文献38

第3章 混凝土结构减量设计与防灾39

3.1 混凝土结构原材料减量化39

3.1.1 混凝土材料的本地化39

3.1.2 混凝土材料的高性能化40

3.1.3 钢筋材料的高性能化42

3.1.4 其他新型材料的应用44

3.1.5 广义的减量化48

3.2 混凝土结构选型49

3.2.1 充分利用混凝土受压的结构49

3.2.2 钢-混凝土组合结构51

3.3 混凝土结构的抗震52

3.3.1 混凝土结构抗震概念设计53

3.3.2 混凝土结构抗震计算设计56

3.3.3 混凝土结构抗震构造设计56

3.4 混凝土结构的抗火57

3.4.1 混凝土结构的防火设计58

3.4.2 混凝土结构的抗火设计59

3.4.3 混凝土结构的合理消防61

3.4.4 混凝土结构的其他灾害63

3.5 混凝土结构的耐久性提升65

3.5.1 混凝土结构长寿命是最大的减量化65

3.5.2 混凝土结构耐久性材料优选67

3.5.3 混凝土结构耐久性设计优化68

3.6 本章小结71

参考文献71

第4章 混凝土结构改造与再用73

4.1 混凝土结构的加固与改造73

4.1.1 混凝土结构的加固与改造原则74

4.1.2 混凝土结构的加固与改造典型方法76

4.2 混凝土结构的修复80

4.2.1 混凝土结构的主要修复方法80

4.2.2 混凝土的微生物自修复方法86

4.2.3 混凝土结构的再碱化技术87

4.3 混凝土结构的维护88

4.3.1 混凝土结构的阴极保护88

4.3.2 混凝土结构的涂层保护92

4.4 混凝土结构拆除构件的再利用94

4.4.1 基于再利用的混凝土构件拆除方法95

4.4.2 混凝土结构拆除构件的再利用评价97

4.4.3 混凝土结构拆除后再利用案例分析99

4.5 本章小结105

参考文献105

第5章 混凝土结构拆除与再生109

5.1 混凝土结构的拆除109

5.1.1 混凝土结构爆破拆除109

5.1.2 混凝土结构机械拆除110

5.1.3 混凝土结构拆解分析112

5.2 废混凝土的回收113

5.2.1 建筑废物的组成113

5.2.2 废混凝土的分类与回收标准113

5.3 废混凝土的破碎114

5.3.1 移动式破碎114

5.3.2 固定式破碎115

5.4 再生原料116

5.4.1 再生粗骨料116

5.4.2 再生细骨料118

5.4.3 再生粉体121

5.5 再生混凝土122

5.5.1 再生混凝土制备123

5.5.2 再生混凝士力学性能125

5.5.3 再生混凝土耐久性能128

5.5.4 再生混凝土的动力与阻尼特性131

5.6 再生混凝土结构133

5.6.1 再生混凝土基本构件133

5.6.2 再生混凝土框架结构137

5.6.3 典型再生混凝土工程139

5.7 本章小结141

参考文献141

第6章 混凝土结构绿色建造147

6.1 绿色混凝土147

6.1.1 自密实混凝土148

6.1.2 清水混凝土153

6.1.3 环保型混凝土155

6.1.4 自感知混凝土161

6.2 混凝土结构的预制与装配163

6.2.1 混凝土预制构件163

6.2.2 预制构件的运输与吊装167

6.2.3 混凝土预制构件的装配连接170

6.3 施工信息化与工业化172

6.3.1 信息化与BIM的应用172

6.3.2 工业化180

6.3.3 自动化183

6.4 本章小结191

参考文献191

第7章 混凝土结构碳足迹194

7.1 碳足迹与碳标签194

7.1.1 碳足迹194

7.1.2 碳标签195

7.2 CO2减排196

7.2.1 减少水泥熟料的使用196

7.2.2 再生骨料的应用201

7.2.3 结构改造与构件再利用202

7.3 CO2吸收206

7.3.1 混凝土碳化与CO2吸收206

7.3.2 基于CO2吸收效率的结构选型212

7.3.3 再生混凝土应用的生态优势214

7.4 混凝土结构外围护216

7.4.1 外墙保温217

7.4.2 屋顶保温218

7.4.3 屋顶绿化与垂直绿化219

7.5 本章小结220

参考文献221

第8章 可持续混凝土结构效益分析224

8.1 社会效益分析224

8.1.1 混凝土结构的初始阶段225

8.1.2 混凝土结构的发展与成熟阶段225

8.1.3 混凝土结构的可持续发展阶段226

8.2 环境与生态效益分析227

8.2.1 混凝土结构生命周期评价228

8.2.2 可持续混凝土结构生命周期评价——以再生混凝土结构为例230

8.3 经济效益分析236

8.3.1 混凝土结构的生命周期成本236

8.3.2 可持续混凝土结构的生命周期成本——以装配式混凝土结构为例238

8.4 本章小结244

参考文献245

第9章 混凝土结构可持续性设计与评价方法247

9.1 可持续性设计方法与原则247

9.1.1 减量化（Reduce）248

9.1.2 再利用（Reuse）249

9.1.3 再生循环（Recycle）251

9.1.4 再生修复（Regeneration）252

9.1.5 可恢复（Resilience）253

9.2 混凝土结构可持续性设计254

9.2.1 设计流程254

9.2.2 设计要点256

9.2.3 基于CO2排放的混凝土结构可持续性设计257

9.2.4 基于CO2排放的可持续性设计案例259

9.3 可持续性评价264

9.3.1 结构性能评价264

9.3.2 生态环境评价266

9.3.3 经济效能评价267

9.3.4 可持续性评价269

9.4 可持续性设计主体、人员与平台271

9.4.1 设计人员的素养271

9.4.2 设计平台273

9.5 可持续性设计的法律法规与评价标准278

9.5.1 国外可持续性评价体系278

9.5.2 国内可持续性评价体系与法律法规280

9.6 本章小结284

参考文献284

第10章 可持续混凝土结构未来发展287

10.1 新材料287

10.1.1 海水海砂288

10.1.2 纤维增强复合材料（FRP）292

10.1.3 高性能再生混凝土295

10.1.4 非传统水泥基混凝土299

10.1.5 吸能混凝土301

10.2 新结构305

10.2.1 仿生结构305

10.2.2 可移动结构310

10.2.3 自复位结构314

10.2.4 组合混凝土结构316

10.3 新施工318

10.3.1 可拆装结构318

10.3.2 模块式结构321

10.3.3 3D打印结构324

10.4 本章小结329

参考文献330

致谢332