現(xiàn)代組合結構和混合結構

前言

　　組合結構（Composite structures）和混合結構（Mixed structures）是目前結構工程領域研究和應用的熱點話題之一?！　〗M合結構一般是指由兩種或兩種以上材料組合而成的結構，如常見的鋼一混凝土組合板、組合梁，型鋼混凝土（SRC），鋼管混凝土（CFST）和FRP（Fiber reinforced polymer）約束混凝土等?；旌辖Y構一般是指由不同材料的結構構件混合而成的結構或結構體系，如常見的鋼一混凝土混合剪力墻結構、鋼或鋼管混凝土框架一鋼筋混凝土剪力墻、鋼或鋼管混凝土框架一鋼筋混凝土核心筒結構體系等?！　〗M合結構和混合結構是人們更為充分地考慮結構的安全性、耐久性、和諧性以及良好的可施工性等綜合因素的必然產(chǎn)物。合理設計并應用組合結構或混合結構符合現(xiàn)代建筑結構發(fā)展和建設節(jié)約型社會的需要，有利于最大限度地實現(xiàn)建筑投入經(jīng)濟性與結構性能有效性的統(tǒng)一?！　〗M合結構構件和混合結構工作的實質(zhì)在于其組成材料或結構構件之間的組合作用或協(xié)同互補，由于這種相互作用既使組合結構和混合結構具有一系列優(yōu)越的力學性能，同時也導致其力學性能的復雜性，因此如何準確地了解這種相互作用的“效應”是該領域研究的關鍵問題。近年來，本書第一作者領導的課題組針對一些具體的組合結構和混合結構對象進行了較為細致的理論分析和試驗研究，不僅希望這一問題在理論上得到透徹解決，而且更希望能進一步提供便于實際應用的實用設計方法或建議?！　”娝苤?，建筑結構材料和建筑結構的高性能化是組合結構的重要發(fā)展方向之一，在這樣的背景下涌現(xiàn)出不少新型組合結構構件類型。本書第二章論述了一些新型組合結構構件的力學性能和工作特點，具體對象包括采用高性能混凝土或高強鋼材的鋼一混凝土組合柱、薄壁鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、鋼管約束混凝土、FRP約束鋼管混凝土、鋼管再生混凝土、不銹鋼管混凝土等。此外，該章中還介紹了其他一些組合結構構件力學性能的研究結果，如鋼管混凝土疊合柱和FRP-混凝土-鋼管組合結構構件的滯回性能等。

內(nèi)容概要

本書論述了作者近年來在現(xiàn)代組合結構和混合結構方面取得的階段性理論和試驗研究結果，主要內(nèi)容包括：一些新型組合結構構件如采用高性能混凝土的鋼管混凝土、薄壁鋼管混凝土、中空夾層鋼管混凝土、FRP(FiberReinforced Polymer)約束鋼管混凝土、鋼管約束混凝土、鋼管再生混凝土、不銹鋼管混凝土、鋼管混凝土疊合柱、FRP-混凝土-鋼管組合柱力學性能的試驗和理論研究結果、實用設計方法或建議；鋼-混凝土組合結構梁柱連接節(jié)點的抗震性能及有關設計方法或建議；鋼-混凝土組合結構框架和鋼-混凝土混合剪力墻結構的力學性能和設計方法；高層鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結構體系模擬地震振動臺模型試驗研究及理論分析結果；曲線形鋼管混凝土結構的力學性能及其承載力實用計算方法。    本書內(nèi)容新穎且較為系統(tǒng)，可供高等院校土建類專業(yè)教師、研究生、本科生和有關工程科技人員參考。

書籍目錄

前言主要符號第1章  緒言  1.1  組合結構和混合結構的特點  1.2  組合結構和混合結構的基本形式    1.2.1  組合結構    1.2.2  混合結構  1.3  本書的目的和主要內(nèi)容  參考文獻第2章  新型組合結構構件的力學性能  2.1  引言  2.2  鋼管自密實混凝土    2.2.1  靜力性能的試驗研究    2.2.2  滯回性能的試驗研究    2.2.3  結語  2.3  采用高強鋼材的鋼管混凝土  2.4  薄壁鋼管混凝土    2.4.1  靜力性能的試驗研究    2.4.2  承載力計算方法探討    2.4.3  結語  2.5  中空夾層鋼管混凝土    2.5.1  靜力性能    2.5.2  長期荷載作用下的性能    2.5.3  滯回性能    2.5.4  耐火性能和抗火設計計算    2.5.5  結語  2.6  鋼管約束混凝土    2.6.1  靜力性能的試驗研究    2.6.2  滯回性能的試驗研究    2.6.3  結語    2.7  FRP約束鋼管混凝土    2.8  鋼管再生混凝土    2.9  不銹鋼管混凝土    2.10  鋼管混凝土疊合柱    2.10.1  概述    2.10.2  滯回性能的試驗研究    2.10.3  數(shù)值計算模型及力學性能分析    2.10.4  參數(shù)分析及恢復力模型    2.10.5  結語  2.11  FRP-混凝土-鋼管組合柱    2.11.1  概述    2.11.2  滯回性能的試驗研究    2.11.3  數(shù)值計算方法及力學性能分析    2.11.4  參數(shù)分析及恢復力模型    2.11.5  結語  2.12  小結  參考文獻第3章  鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點的力學性能  3.1  引言  3.2  加強環(huán)板式節(jié)點的試驗研究    3.2.1  試驗概況    3.2.2  試驗現(xiàn)象和試驗結果    3.2.3  試驗結果分析    3.2.4  結語  3.3  其他類型鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點的試驗研究    3.3.1  穿芯螺栓端板連接的鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點    3.3.2  單邊螺栓連接的鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點    3.3.3  鋼管混凝土柱-“犬骨式”鋼梁節(jié)點  3.4  理論分析    3.4.1  有限元分析模型的建立    3.4.2  理論模型的驗證    3.4.3  節(jié)點受力特性分析    3.4.4  結語  3.5  節(jié)點M-Qr關系影響因素分析及其實用計算方法    3.5.1  M-Qr影響因素分析    3.5.2  Mi-Qr關系實用計算方法  3.6  小結  參考文獻第4章  鋼管(約束)混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點的力學性能  4.1  引言  4.2  鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點的試驗研究    4.2.1  試驗概況    4.2.2  試驗現(xiàn)象    4.2.3  試驗結果及分析    4.2.4  結語  4.3  鋼管約束混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點的試驗研究    4.3.1  試驗概況    4.3.2  試驗現(xiàn)象    4.3.3  試驗結果及分析    4.3.4  結語  4.4  帶樓板的鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點試驗研究    4.4.1  試驗概況    4.4.2  試驗結果及分析    4.4.3  結語  4.5  理論分析模型    4.5.1  有限元分析模型的建立    4.5.2  有限元模型的驗證    4.5.3  鋼管混凝土柱一RC梁節(jié)點的受力特性分析    4.5.4  結語  4.6  M-Qr影響因素分析及其實用計算方法    4.6.1  M-Qr關系影響因素分析    4.6.2  M-Qr關系實用計算方法  4.7  小結  參考文獻第5章  鋼管混凝土平面框架結構的力學性能  5.1  引言  5.2  采用外環(huán)板式連接的框架結構試驗研究    5.2.1  試驗概況及試驗方法    5.2.2  試驗結果及分析  5.3  采用穿芯螺栓端板連接的框架結構試驗研究    5.3.1  試驗概況    5.3.2  試驗結果及分析  5.4  框架結構力學性能的理論分析    5.4.1  數(shù)值分析模型的建立    5.4.2  受力全過程分析    5.4.3  P-△滯回關系曲線特點的分析    5.4.4  結語  5.5  P-△關系影響因素分析  5.6  實用計算方法    5.6.1  框架結構的簡化二階分析方法    5.6.2  P-A恢復力模型實用計算方法    5.6.3  位移延性系數(shù)簡化計算  5.7  小結  參考文獻第6章  組合柱-鋼筋混凝土混合剪力墻結構的力學性能  6.1  引言  6.2  試驗研究    6.2.1  試驗概況    6.2.2  試驗方法    6.2.3  試驗現(xiàn)象和試驗結果    6.2.4  試驗結果分析  6.3  理論分析    6.3.1  有限元分析模型的建立    6.3.2  受力全過程分析    6.3.3  破壞機制和受力特點分析  6.4  承載力計算方法和設計建議  6.5  小結  參考文獻第7章  鋼管混凝土框架一鋼筋混凝土核心筒結構的抗震性能  7.1  引言  7.2  混合結構體系模擬地震振動臺試驗研究    7.2.1  模型設計和制作    7.2.2  試驗方法    7.2.3  試驗結果及分析  7.3  數(shù)值分析模型    7.3.1  數(shù)值分析模型的建立    7.3.2  對比計算分析    7.3.3  剪力分配和柱軸壓比分析  7.4  小結  參考文獻第8章  曲線形鋼管混凝土結構的力學性能  8.1  引言  8.2  鋼管混凝土曲桿的力學性能    8.2.1  試驗研究    8.2.2  理論分析    8.2.3  承載力計算方法  8.3  曲線形鋼管混凝土格構式結構的力學性能    8.3.1  試驗研究    8.3.2  理論分析    8.3.3  承載力實用計算方法  8.4  小結  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.5 中空夾層鋼管混凝土　　中空夾層鋼管混凝土是在兩個同心放置的鋼管之間澆筑混凝土而形成的組合構件。它是在實心鋼管混凝土的基礎上發(fā)展起來的一種新型的鋼管混凝土構件形式，如變換內(nèi)外鋼管的截面形式組合，可形成多種不同截面形式的中空夾層鋼管混凝土，如表1.1所示?！　】傮w上，中空夾層鋼管混凝土構件具備實心鋼管混凝土的基本優(yōu)點，還有自重輕和剛度大的特點，且由于其內(nèi)鋼管受到混凝土的保護，使得該類柱可具有更好的耐火性能。由于中空夾層鋼管混凝土的上述特點，在某些工程領域有其潛在的應用優(yōu)勢，如用作橋墩、海洋平臺結構的支架柱、建筑物中的大直徑柱以及其他有關高聳構筑物或其柱構件等。此外，中空夾層鋼管混凝土還可用作大尺寸的灌注樁等。

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