鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

前言

　　20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著我國(guó)改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，北京、上海、廣州、福州、深圳等城市都興建了大量高層建筑，其大多數(shù)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隨著高層建筑層數(shù)的增加，構(gòu)件的截面尺寸一般較大，占用了較大的使用面積，從而影響高層建筑使用功能的充分發(fā)揮。隨著建筑功能的多樣性和綜合性，往往高層和超高層建筑底部幾個(gè)樓層因商業(yè)需要，而要求其底部幾個(gè)樓層具有較大的使用空間，有時(shí)高層和超高層建筑存在著不同結(jié)構(gòu)形式的轉(zhuǎn)換層，因此采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，已不能滿(mǎn)足高層和超高層建筑設(shè)計(jì)上的需要。研究和實(shí)踐表明，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)能滿(mǎn)足高層和超高層建筑的這種需要。隨著對(duì)鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的深入研究，已在高層和超高層建筑中廣泛應(yīng)用各種形式的鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)作為一種合理的結(jié)構(gòu)形式，以其構(gòu)件和結(jié)構(gòu)承載高、剛度大、截面尺寸小和良好的抗震性能等許多突出的優(yōu)點(diǎn)，已逐漸推廣應(yīng)用到建筑工程、公路與城市道路工程、橋梁工程、地下工程和海洋工程等土木工程領(lǐng)域中，特別是許多大城市興建的高層建筑、超高層建筑及大型橋梁等建筑物越來(lái)越多地采用組合結(jié)構(gòu)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并列為高層建筑的四大主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型。從發(fā)展趨勢(shì)看，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)已逐漸形成一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系，而成為繼傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)四大結(jié)構(gòu)之后的第五大結(jié)構(gòu)，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)已成為我國(guó)21世紀(jì)土木工程的發(fā)展方向之一?！　囊欢ㄒ饬x上說(shuō)，鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)是在鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，而鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相比，有其獨(dú)特的力學(xué)特性和計(jì)算與設(shè)計(jì)方法。本書(shū)是各位編者在長(zhǎng)期本科和研究生教學(xué)、科研與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，引用和采納了國(guó)內(nèi)外最新成果編寫(xiě)而成的。在編寫(xiě)過(guò)程中，力求內(nèi)容的實(shí)用性、科學(xué)性、系統(tǒng)性和先進(jìn)性。

內(nèi)容概要

　　《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》主要闡述鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法與設(shè)計(jì)原理。全書(shū)共十章，內(nèi)容包括概論，組合結(jié)構(gòu)的材料與基本設(shè)計(jì)原則，鋼與混凝土組合樓板設(shè)計(jì)，抗剪連接件設(shè)計(jì)，鋼與混凝土組合梁，型鋼混凝土梁設(shè)計(jì)，型鋼混凝土受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)及其抗震性能，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求、工程實(shí)例及施工方法簡(jiǎn)介，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)基本概念及在土木工程中的應(yīng)用，鋼管混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)與構(gòu)造。《鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》按國(guó)家和行業(yè)最新頒布的有關(guān)規(guī)程或規(guī)范進(jìn)行編寫(xiě)，既注重基本概念、基本原理闡述，又注重對(duì)鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造、計(jì)算軟件和抗震性能等方面的介紹。為方便學(xué)習(xí)，鋼與混凝土組合樓蓋、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)三大部分內(nèi)容均有較詳細(xì)的例題或?qū)嵗也捎貌煌姆椒ㄟM(jìn)行了計(jì)算。每章末都附有思考題與習(xí)題?！　　朵撆c混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》可作為高等院校土木工程專(zhuān)業(yè)（方向）高年級(jí)本科生和研究生專(zhuān)業(yè)課的教材或參考教材，也可作為從事土木工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員的參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言第一章 緒論1．1 學(xué)習(xí)目的1．2 鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史1．3 鋼與混凝土組合構(gòu)件與結(jié)構(gòu)的基本概念、形式及其特點(diǎn)1．3．1 壓型鋼板與混凝土組合板1．3．2 鋼與混凝土組合梁1．3．3 型鋼混凝土構(gòu)件、結(jié)構(gòu)1．3．4 鋼管混凝土構(gòu)件與結(jié)構(gòu)1．3．5 鋼混凝土組合構(gòu)件1．3．6 預(yù)彎組合梁1．4 鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍1．4．1 在高層和超高層建筑中的應(yīng)用1．4．2 在輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅中的應(yīng)用1．4．3 在橋梁中的應(yīng)用思考題第二章 組合結(jié)構(gòu)的材料與基本設(shè)計(jì)原則2．1 型鋼2．1．1 鋼的種類(lèi)2．1．2 型鋼種類(lèi)2．1．3 壓型鋼板2．2 混凝土2．3 鋼筋2．4 連接材料2．4．1 焊接連接2．4．2 螺栓連接2．4．3 抗剪連接件2．5 基本設(shè)計(jì)原則2．5．1 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2．5．2 組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法思考題第三章 鋼與混凝土組合板設(shè)計(jì)3．1 組合板的一般概念及分類(lèi)3．1．1 組合板3．1．2 非組合板3．2 各類(lèi)組合與非組合板計(jì)算原理和設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介3．2．1 組合板3．2．2 非組合板3．3 壓型鋼板與混凝土組合板設(shè)計(jì)3．3．1 施工階段3．3．2 使用階段3．3．3 歐洲規(guī)范4關(guān)于界面縱向抗剪計(jì)算簡(jiǎn)介3．4 組合板構(gòu)造要求及施工要點(diǎn)3．4．1 構(gòu)造要求3．4．2 施工要點(diǎn)3．5 組合板工程設(shè)計(jì)實(shí)例思考題習(xí)題第四章 抗剪連接件設(shè)計(jì)4．1 抗剪連接件形式及分類(lèi)4．2 抗剪連接件試驗(yàn)及承載力4．3 抗剪連接件承載力設(shè)計(jì)4．3．1 無(wú)壓型鋼板時(shí)的承載力4．3．2 有壓型鋼板時(shí)的承載力4．3．3 負(fù)彎矩區(qū)的承載力4．4 抗剪連接件設(shè)計(jì)方法4．4．1 彈性方法4．4．2 塑性方法4．5 抗剪連接件構(gòu)造要求4．5．1 一般規(guī)定4．5．2 對(duì)栓釘連接件的附加規(guī)定4．5．3 對(duì)彎筋連接件的附加規(guī)定4．5．4 對(duì)槽鋼連接件的附加規(guī)定思考題習(xí)題第五章 鋼與混凝土組合梁設(shè)計(jì)5．1 組合梁基本概念及分類(lèi)5．1．1 基本概念5．1．2 組合梁分類(lèi)5．2 組合梁穩(wěn)定性分析5．2．1 整體穩(wěn)定（使用階段）5．2．2 局部穩(wěn)定（使用階段）5．3 簡(jiǎn)支組合梁彈性設(shè)計(jì)方法5．3．1 內(nèi)力計(jì)算5．3．2 混凝土翼板計(jì)算寬度和截面慣性矩5．3．3 截面應(yīng)力計(jì)算5．3．4 計(jì)算實(shí)例5．4 簡(jiǎn)支組合梁塑性設(shè)計(jì)方法5．4．1 組合截面彎矩承載力5．4．2 組合截面受剪承載力5．4．3 界面縱向水平抗剪承載力5．4．4 計(jì)算實(shí)例5．5 連續(xù)組合梁彈性和塑性設(shè)計(jì)5．5．1 彈性分析5．5．2 塑性分析5．5．3 計(jì)算實(shí)例5．6 組合梁混凝土翼板及板托的縱向抗剪驗(yàn)算5．7 部分剪切連接5．8 組合梁撓度及裂縫驗(yàn)算5．8．1 撓度計(jì)算5．8．2 裂縫計(jì)算5．9 組合梁一般構(gòu)造要求及施工簡(jiǎn)介5．9．1 構(gòu)造要求5．9．2 施工簡(jiǎn)介思考題習(xí)題第六章 型鋼混凝土梁設(shè)計(jì)6．1 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)基本概念、計(jì)算方法及在土木工程中的應(yīng)用6．1．1 基本概念6．1．2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)計(jì)算方法6．1．3 型鋼混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的計(jì)算軟件介紹6．1．4 型鋼混凝土梁、柱計(jì)算圖表法6．1．5 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中的應(yīng)用前景6．2 型鋼混凝土梁受力性能和破壞形態(tài)及截面應(yīng)力分析6．2．1 型鋼混凝土梁的受力性能和破壞形態(tài)6．2．2 型鋼混凝土梁的抗彎性能與截面應(yīng)力分析6．2．3 型鋼與混凝土的共同作用6．3 型鋼混凝土梁正截面承載力計(jì)算6．3．1 基于平截面假定的抗彎承載力計(jì)算6．3．2 基于簡(jiǎn)單疊加法的抗彎承載力計(jì)算6．4 型鋼混凝土梁斜截面的承載力計(jì)算6．4．1 型鋼混凝土梁斜截面的受剪性能、破壞形態(tài)及其影響因素6．4．2 型鋼混凝土梁斜截面的抗剪承載能力計(jì)算6．5 型鋼混凝土梁裂縫和變形驗(yàn)算6．5．1 裂縫的出現(xiàn)、開(kāi)展和裂縫特征6．5．2 型鋼混凝土梁裂縫寬度計(jì)算6．5．3 型鋼混凝土受彎構(gòu)件裂縫寬度驗(yàn)算與裂縫控制值6．5．4 型鋼混凝土梁的剛度與變形計(jì)算思考題習(xí)題第七章 型鋼混凝土受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)及其抗震性能7．1 型鋼混凝土軸心受壓柱設(shè)計(jì)7．1．1 型鋼混凝土軸心受壓柱受力性能7．1．2 型鋼混凝土軸心受壓柱的極限承載力7．1．3 Basu—SonmeI?ville設(shè)計(jì)方法7．2 型鋼混凝土偏心受壓柱正截面承載力計(jì)算7．2．1 型鋼混凝土偏心受壓柱受力性能和破壞形態(tài)7．2．2 基于平截面假定的偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算7．2．3 基于簡(jiǎn)單疊加法的偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算7．3 型鋼混凝土偏心受壓柱斜截面受剪承載力計(jì)算7．3．1 型鋼混凝土偏心受壓構(gòu)件剪切破壞形態(tài)7．3．2 影響斜截面受剪承載力的因素7．3．3 JG兒38—2001規(guī)程關(guān)于型鋼混凝土偏心受壓構(gòu)件受剪承載力計(jì)算7．3．4 YB9082—97規(guī)程關(guān)于型鋼混凝土偏心受壓構(gòu)件受剪承載力計(jì)算7．4 型鋼混凝土剪力墻正截面和斜截面承載力計(jì)算7．4．1 型鋼混凝土剪力墻（抗震墻）形式及一般要求7．4．2 型鋼混凝土剪力墻偏心受壓正截面承載力計(jì)算7．4．3 型鋼混凝土剪力墻斜截面受剪承載力計(jì)算7．5 型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載能力計(jì)算7．5．1 型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪能力及其影響因素7．5．2 JGJ138—2001規(guī)程關(guān)于型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力計(jì)算7．5．3 YB9082—1997規(guī)程關(guān)于型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力計(jì)算7．6 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能7．6．1 基本概念7．6．2 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)恢復(fù)力特性7．6．3 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)震害情況7．6．4 影響型鋼混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能因素……第八章 型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求，工程實(shí)例及施工簡(jiǎn)介第九章 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)基本概念及在土木工程中的應(yīng)用第十章 鋼管混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)與構(gòu)造附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　6．5．2型鋼混凝土梁裂縫寬度計(jì)算　　試驗(yàn)結(jié)果表明，在正常使用階段，型鋼混凝土梁的裂縫寬度不一定小于鋼筋混凝土梁。因此，為滿(mǎn)足正常使用極限狀態(tài)的要求，需要進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。而且，受拉鋼筋水平處的裂縫寬度普遍比型鋼受拉翼緣水平處的裂縫寬度大，因此受拉鋼筋的應(yīng)變是影響裂縫寬度的主要因素，裂縫寬度的計(jì)算以受拉鋼筋水平位置為準(zhǔn)。　　1．混凝土構(gòu)件裂縫寬度的計(jì)算理論　　混凝土的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，在不大的拉應(yīng)力下混凝土就可能出現(xiàn)裂縫，故裂縫寬度計(jì)算是混凝土構(gòu)件特有的問(wèn)題。關(guān)于鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫問(wèn)題的研究，各國(guó)曾進(jìn)行大量的試驗(yàn)和理論工作，提出了包含有各種不同變量的裂縫計(jì)算方法，反映在各國(guó)規(guī)范所采用的裂縫寬度計(jì)算公式中。應(yīng)注意的是，盡管對(duì)于裂縫問(wèn)題有了相當(dāng)?shù)难芯?，但是至今?duì)于影響裂縫寬度的主要因素，以及這些因素與裂縫寬度的定量關(guān)系，并未取得比較一致的看法。鋼筋混凝土裂縫計(jì)算采用粘結(jié)滑動(dòng)理論、無(wú)滑動(dòng)理論、一般裂縫理論三種理論。　?。?）粘結(jié)滑動(dòng)理論　　粘結(jié)滑動(dòng)理論假定混凝土中拉應(yīng)力在整個(gè)截面或有效受拉區(qū)面積上為均勻分布，拉應(yīng)力不超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，并認(rèn)為裂縫的間距取決于鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力的分布。裂縫出現(xiàn)后，由于鋼筋與混凝土之間出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生并促進(jìn)了裂縫的繼續(xù)發(fā)展，此時(shí)鋼筋與混凝土之間不再保持變形協(xié)調(diào)。粘結(jié)滑動(dòng)理論認(rèn)為影響裂縫間距的主要因素是鋼筋直徑與截面配筋率的比值。

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