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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