钢与混凝土组合结构理论与计算PDF电子书下载

目录 1

前言 1

第1章 绪论 1

1.1 钢与混凝土组合梁 1

1.2 压型钢板混凝土组合楼板 3

1.3 钢骨混凝土结构 4

1.4 外包钢混凝土结构 7

1.5 钢管混凝土结构 8

第2章 组合材料强度准则及本构关系 10

2.1 混凝土强度准则 10

2.1.1 单向受力破坏准则 10

2.1.2 双向受力破坏准则 10

2.1.3 三向受力破坏准则 14

2.2.1 单轴受压本构关系 17

2.2 混凝土本构关系 17

2.2.2 单轴受拉本构关系 20

2.2.3 弹性本构关系矩阵 22

2.2.4 弹塑性本构关系矩阵——变形理论 32

2.2.5 弹塑性本构关系矩阵——增量理论 32

2.2.6 开裂状态本构关系 35

2.3 钢材本构关系 39

2.3.1 弹塑性本构关系 39

2.3.2 简化本构关系 42

2.4 组合材料本构关系 42

第3章 钢与混凝土组合梁 46

3.1 试验研究 46

3.1.1 试验概况 46

3.1.2 试验结果分析 47

3.2.1 构造要求 51

3.2 弹性分析 51

3.2.2 翼缘板有效宽度 52

3.2.3 截面特征 55

3.2.4　截面应力 58

3.3　塑性分析 60

3.3.1　抗弯承载力 61

3.3.2　抗剪承载力 63

3.4　组合梁交接面滑移 63

3.4.1　滑移微分方程 63

3.4.2　相对滑移计算 65

3.5　组合梁变形 66

3.6　钢与混凝土连续组合梁 70

3.6.1　试验研究 71

3.6.2　中间支座截面抗弯承载力 76

3.6.3　中间支座截面抗剪承载力 78

3.6.4　正常使用阶段应力分析 79

3.6.5　变形计算 81

3.6.6　裂缝宽度 82

第4章　钢与混凝土预应力组合梁 84

4.1 试验研究 84

4.1.1　试验概况 84

4.1.2　试验结果分析 85

4.2　预应力组合梁设计 89

4.2.1　初步设计 89

4.2.2　钢梁应力分析 90

4.3　承受正弯矩预应力组合梁 95

4.3.1　弹性分析 95

4.3.2　极限承载力 97

4.4　承受负弯矩预应力组合梁 98

4.4.1　弹性分析 99

4.4.2　极限承载力 103

4.5　预应力连续组合梁 105

4.5.1　弹性分析 105

4.5.2　极限承载力 107

4.6　滑移效应影响下的变形计算 110

4.6.1　变形微分方程 110

4.6.2　变形计算 112

第5章　组合梁徐变效应分析 114

5.1 混凝土徐变效应分析 114

5.1.1　混凝土徐变理论 114

5.1.2　徐变效应分析的基本方程 122

5.2　组合梁的徐变效应分析理论 126

5.2.1　短期荷载作用 127

5.2.2　长期荷载作用 131

5.3　组合梁徐变效应计算分析 137

5.3.1 内力与变形沿梁长分布 138

5.3.2　内力与变形随时间变化 139

第6章　钢板与混凝土组合梁 141

6.1　试验研究 141

6.1.1　试验概况 141

6.1.2　试验结果分析 142

6.2　抗裂承载力 144

6.2.1　开裂弯矩 144

6.2.2　裂缝宽度及间距 145

6.3　弹性分析 146

6.3.1　截面特征 146

6.3.2　截面应力 148

6.4　极限承载力 149

6.5.1　换算截面法 152

6.5　变形计算 152

6.5.2　滑移效应影响的变形 153

6.6　交接面滑移 155

6.7　基于合成法的全过程分析 156

6.7.1　合成法迭代方程 157

6.7.2　计算结果分析 158

第7章　剪力连接件设计 160

7.1　剪力连接件推出试验 160

7.2　栓钉连接件 161

7.3　方钢连接件 164

7.4　弯筋连接件 166

7.5　槽钢连接件 168

7.6　简支组合梁连接件设计 171

7.7　连续组合梁连接件设计 174

8.1.1　合成法迭代方程 178

第8章　钢与混凝土组合梁计算分析 178

8.1　基于合成法的全过程分析 178

8.1.2　弯矩与曲率 179

8.1.3　荷载与变形 181

8.2　非线性平面有限元分析 183

8.2.1　四边形等参单元 183

8.2.2　平面剪力连接件单元 186

8.2.3　计算结果分析 187

8.3　非线性空间有限元分析 188

8.3.1　矩形薄板单元 188

8.3.2　矩形组合板单元 193

8.3.3　层状单元 195

8.3.4　空间连接件单元 201

8.3.5　空间计算分析 203

9.1.1　平面杆单元 206

第9章　钢桁架与混凝土组合梁计算分析 206

9.1　平面杆系结构 206

9.1.2　平面梁单元 208

9.2　空间杆系结构 211

9.2.1　空间杆单元 211

9.2.2　空间梁单元 213

9.3　空间计算分析 216

第10章　压型钢板混凝土组合楼板 220

10.1　组合楼板类型 220

10.2　压型钢板截面特征 222

10.2.1　截面特征 222

10.2.2　翼缘有效宽度 223

10.3　组合楼板构造 225

10.4　组合楼板界限含钢率 227

10.5　组合楼板设计 228

10.5.1　设计荷载 229

10.5.2　截面承载力 230

10.5.3　变形计算 232

第11章　外包钢混凝土结构 234

11.1　梁的试验研究 235

11.1.1　试验概况 235

11.1.2　试验结果分析 235

11.2　梁的弹性分析 236

11.2.1　截面特征 237

11.2.2　截面应力 237

11.3　梁的极限承载力 238

11.3.1　抗弯承载力 238

11.4　受弯构件裂缝宽度与刚度 240

11.4.1　裂缝宽度 240

11.3.2　抗剪承载力 240

11.4.2　弯曲刚度 241

11.5　梁的变形 242

11.5.1　换算截面法的变形 242

11.5.2　滑移效应影响下的变形 243

11.6　柱的承载力计算 246

11.6.1　正截面承载力 246

11.6.2　斜截面抗剪承载力 247

第12章　钢骨混凝土梁 249

12.1　抗弯性能试验 249

12.2　抗裂承载力 253

12.3　抗弯承载力 255

12.4　抗弯刚度计算 261

12.4.1　变形协调法 261

12.4.2　刚度叠加法 265

12.4.3　折减刚度法 266

12.5　变形计算 266

12.6 滑移理论计算公式 270

12.7　抗剪性能试验 272

12.7.1　破坏模式与变形 272

12.7.2　影响抗剪能力的因素 274

12.8　抗剪承载力理论计算公式 275

12.9　抗剪承载力实用计算公式 280

12.9.1　剪切斜压破坏及弯剪破坏 281

12.9.2　剪切粘结破坏 283

12.9.3　抗剪承载力计算 284

12.10　裂缝宽度计算 284

12.10.1　垂直裂缝宽度 284

12.10.2　斜裂缝宽度 288

13.1.1　试验研究 290

13.1　轴心受压柱 290

第13章　钢骨混凝土柱 290

13.1.2　承载力计算 293

13.2　框架柱试验研究 293

13.3　正截面抗弯承载力 299

13.3.1　开裂荷载计算 299

13.3.2　抗弯承载力计算 300

13.4　斜截面抗剪承载力 307

13.4.1　开裂承载力计算 308

13.4.2　抗剪承载力计算 309

13.5　长柱承载力 315

第14章　钢骨混凝土结构构件计算分析 317

14.1　受弯构件全过程分析 317

14.1.1　合成法迭代方程 317

14.1.2　弯矩-曲率关系 322

14.1.3　荷载-变形关系 324

14.2　轴心受压构件全过程分析 326

14.3　压弯构件全过程分析 327

14.4　偏压构件全过程分析 329

14.5　非线性有限元分析 331

14.5.1　单元类型确定 331

14.5.2　平面三角形单元 331

14.5.3　联结单元 334

14.5.4　计算步骤 335

14.5.5　非线性计算分析 336

第15章 钢骨混凝土结构梁柱节点 339

15.1　节点试验研究 339

15.1.1　试验概况 339

15.1.2　试验结果分析 340

15.2　节点核心区抗裂承载力 348

15.3　节点核心区抗剪承载力 350

第16章　钢骨混凝土剪力墙 357

16.1　构造要求 357

16.2　偏心抗压承载力 358

16.3　偏心抗拉承载力 362

16.4　抗剪承载力 363

16.5　剪力墙非线性分析 366

16.5.1　有限元模型 366

16.5.2　非线性分析方法 367

第17章 钢骨混凝土框架结构弹塑性地震反应分析 370

17.1　现有恢复力模型评述 370

17.1.1　常见恢复力模型 370

17.1.2　滞回曲线特性 373

17.2　恢复力模型数学描述 374

17.3.1　基于试验的恢复力模型 376

17.3　钢骨混凝土结构的恢复力模型 376

17.3.2　基于数值计算的恢复力模型 379

17.4　计算力学模型 382

17.4.1　常见力学模型 382

17.4.2　单元刚度矩阵 384

17.5　结构矩阵分析 393

17.6　结构动力分析方法 394

17.7　算例分析 396

第18章　钢管混凝土结构 399

18.1　轴心受压构件 400

18.2　轴心受拉构件 405

18.3　偏心受压构件 405

18.4　方钢管混凝土柱 408

参考文献 413