現(xiàn)代組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)

前言

　　組合結(jié)構(gòu)（Composite structures）和混合結(jié)構(gòu)（Mixed structures）是目前結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)話(huà)題之一?！　〗M合結(jié)構(gòu)一般是指由兩種或兩種以上材料組合而成的結(jié)構(gòu)，如常見(jiàn)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(jié)構(gòu)一般是指由不同材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件混合而成的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)體系，如常見(jiàn)的鋼一混凝土混合剪力墻結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)體系等。　　組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)是人們更為充分地考慮結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)并應(yīng)用組合結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)符合現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的需要，有利于最大限度地實(shí)現(xiàn)建筑投入經(jīng)濟(jì)性與結(jié)構(gòu)性能有效性的統(tǒng)一?！　〗M合結(jié)構(gòu)構(gòu)件和混合結(jié)構(gòu)工作的實(shí)質(zhì)在于其組成材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的組合作用或協(xié)同互補(bǔ)，由于這種相互作用既使組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)具有一系列優(yōu)越的力學(xué)性能，同時(shí)也導(dǎo)致其力學(xué)性能的復(fù)雜性，因此如何準(zhǔn)確地了解這種相互作用的“效應(yīng)”是該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵問(wèn)題。近年來(lái)，本書(shū)第一作者領(lǐng)導(dǎo)的課題組針對(duì)一些具體的組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)對(duì)象進(jìn)行了較為細(xì)致的理論分析和試驗(yàn)研究，不僅希望這一問(wèn)題在理論上得到透徹解決，而且更希望能進(jìn)一步提供便于實(shí)際應(yīng)用的實(shí)用設(shè)計(jì)方法或建議?！　”娝苤ㄖY(jié)構(gòu)材料和建筑結(jié)構(gòu)的高性能化是組合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)件類(lèi)型。本書(shū)第二章論述了一些新型組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能和工作特點(diǎn)，具體對(duì)象包括采用高性能混凝土或高強(qiáng)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(jié)構(gòu)構(gòu)件力學(xué)性能的研究結(jié)果，如鋼管混凝土疊合柱和FRP-混凝土-鋼管組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的滯回性能等。

內(nèi)容概要

本書(shū)論述了作者近年來(lái)在現(xiàn)代組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)方面取得的階段性理論和試驗(yàn)研究結(jié)果，主要內(nèi)容包括：一些新型組合結(jié)構(gòu)構(gòu)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(xué)性能的試驗(yàn)和理論研究結(jié)果、實(shí)用設(shè)計(jì)方法或建議；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)梁柱連接節(jié)點(diǎn)的抗震性能及有關(guān)設(shè)計(jì)方法或建議；鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)框架和鋼-混凝土混合剪力墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和設(shè)計(jì)方法；高層鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系模擬地震振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究及理論分析結(jié)果；曲線形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及其承載力實(shí)用計(jì)算方法。    本書(shū)內(nèi)容新穎且較為系統(tǒng)，可供高等院校土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)教師、研究生、本科生和有關(guān)工程科技人員參考。

書(shū)籍目錄

前言主要符號(hào)第1章  緒言  1.1  組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)  1.2  組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)的基本形式    1.2.1  組合結(jié)構(gòu)    1.2.2  混合結(jié)構(gòu)  1.3  本書(shū)的目的和主要內(nèi)容  參考文獻(xiàn)第2章  新型組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能  2.1  引言  2.2  鋼管自密實(shí)混凝土    2.2.1  靜力性能的試驗(yàn)研究    2.2.2  滯回性能的試驗(yàn)研究    2.2.3  結(jié)語(yǔ)  2.3  采用高強(qiáng)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(yàn)研究    2.4.2  承載力計(jì)算方法探討    2.4.3  結(jié)語(yǔ)  2.5  中空夾層鋼管混凝土    2.5.1  靜力性能    2.5.2  長(zhǎng)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(shè)計(jì)計(jì)算    2.5.5  結(jié)語(yǔ)  2.6  鋼管約束混凝土    2.6.1  靜力性能的試驗(yàn)研究    2.6.2  滯回性能的試驗(yàn)研究    2.6.3  結(jié)語(yǔ)    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(yàn)研究    2.10.3  數(shù)值計(jì)算模型及力學(xué)性能分析    2.10.4  參數(shù)分析及恢復(fù)力模型    2.10.5  結(jié)語(yǔ)  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(yàn)研究    2.11.3  數(shù)值計(jì)算方法及力學(xué)性能分析    2.11.4  參數(shù)分析及恢復(fù)力模型    2.11.5  結(jié)語(yǔ)  2.12  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第3章  鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能  3.1  引言  3.2  加強(qiáng)環(huán)板式節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究    3.2.1  試驗(yàn)概況    3.2.2  試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)結(jié)果    3.2.3  試驗(yàn)結(jié)果分析    3.2.4  結(jié)語(yǔ)  3.3  其他類(lèi)型鋼管混凝土柱一鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)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(diǎn)    3.3.2  單邊螺栓連接的鋼管混凝土柱一鋼梁節(jié)點(diǎn)    3.3.3  鋼管混凝土柱-“犬骨式”鋼梁節(jié)點(diǎn)  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(yàn)證    3.4.3  節(jié)點(diǎn)受力特性分析    3.4.4  結(jié)語(yǔ)  3.5  節(jié)點(diǎn)M-Qr關(guān)系影響因素分析及其實(shí)用計(jì)算方法    3.5.1  M-Qr影響因素分析    3.5.2  Mi-Qr關(guān)系實(shí)用計(jì)算方法  3.6  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章  鋼管(約束)混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)的力學(xué)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(diǎn)的試驗(yàn)研究    4.2.1  試驗(yàn)概況    4.2.2  試驗(yàn)現(xiàn)象    4.2.3  試驗(yàn)結(jié)果及分析    4.2.4  結(jié)語(yǔ)  4.3  鋼管約束混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究    4.3.1  試驗(yàn)概況    4.3.2  試驗(yàn)現(xiàn)象    4.3.3  試驗(yàn)結(jié)果及分析    4.3.4  結(jié)語(yǔ)  4.4  帶樓板的鋼管混凝土柱一鋼筋混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究    4.4.1  試驗(yàn)概況    4.4.2  試驗(yàn)結(jié)果及分析    4.4.3  結(jié)語(yǔ)  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(yàn)證    4.5.3  鋼管混凝土柱一RC梁節(jié)點(diǎn)的受力特性分析    4.5.4  結(jié)語(yǔ)  4.6  M-Qr影響因素分析及其實(shí)用計(jì)算方法    4.6.1  M-Qr關(guān)系影響因素分析    4.6.2  M-Qr關(guān)系實(shí)用計(jì)算方法  4.7  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章  鋼管混凝土平面框架結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能  5.1  引言  5.2  采用外環(huán)板式連接的框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究    5.2.1  試驗(yàn)概況及試驗(yàn)方法    5.2.2  試驗(yàn)結(jié)果及分析  5.3  采用穿芯螺栓端板連接的框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究    5.3.1  試驗(yàn)概況    5.3.2  試驗(yàn)結(jié)果及分析  5.4  框架結(jié)構(gòu)力學(xué)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(guò)程分析    5.4.3  P-△滯回關(guān)系曲線特點(diǎn)的分析    5.4.4  結(jié)語(yǔ)  5.5  P-△關(guān)系影響因素分析  5.6  實(shí)用計(jì)算方法    5.6.1  框架結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化二階分析方法    5.6.2  P-A恢復(fù)力模型實(shí)用計(jì)算方法    5.6.3  位移延性系數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算  5.7  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第6章  組合柱-鋼筋混凝土混合剪力墻結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能  6.1  引言  6.2  試驗(yàn)研究    6.2.1  試驗(yàn)概況    6.2.2  試驗(yàn)方法    6.2.3  試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)結(jié)果    6.2.4  試驗(yàn)結(jié)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(guò)程分析    6.3.3  破壞機(jī)制和受力特點(diǎn)分析  6.4  承載力計(jì)算方法和設(shè)計(jì)建議  6.5  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第7章  鋼管混凝土框架一鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的抗震性能  7.1  引言  7.2  混合結(jié)構(gòu)體系模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究    7.2.1  模型設(shè)計(jì)和制作    7.2.2  試驗(yàn)方法    7.2.3  試驗(yàn)結(jié)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(duì)比計(jì)算分析    7.3.3  剪力分配和柱軸壓比分析  7.4  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第8章  曲線形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能  8.1  引言  8.2  鋼管混凝土曲桿的力學(xué)性能    8.2.1  試驗(yàn)研究    8.2.2  理論分析    8.2.3  承載力計(jì)算方法  8.3  曲線形鋼管混凝土格構(gòu)式結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能    8.3.1  試驗(yàn)研究    8.3.2  理論分析    8.3.3  承載力實(shí)用計(jì)算方法  8.4  小結(jié)  參考文獻(xiàn)

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(gè)同心放置的鋼管之間澆筑混凝土而形成的組合構(gòu)件。它是在實(shí)心鋼管混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型的鋼管混凝土構(gòu)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(gòu)件具備實(shí)心鋼管混凝土的基本優(yōu)點(diǎn)，還有自重輕和剛度大的特點(diǎn)，且由于其內(nèi)鋼管受到混凝土的保護(hù)，使得該類(lèi)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(diǎn)，在某些工程領(lǐng)域有其潛在的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如用作橋墩、海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的支架柱、建筑物中的大直徑柱以及其他有關(guān)高聳構(gòu)筑物或其柱構(gòu)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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