型钢高强高性能混凝土结构基本性能与设计PDF电子书下载

上篇 材料篇 3

1适用于型钢混凝土结构的高强高性能混凝土研究 3

1.1概述 3

1.2技术途径 3

1.2.1性能要求 3

1.2.2混凝土破坏机理分析 6

1.2.3混凝土细观结构分析 7

1.2.4混凝土高强高性能化技术途径 10

1.3配合比设计及试验 12

1.3.1微细观结构及相关作用分析 12

1.3.2原材料 13

1.3.3配合比设计方法 14

1.3.4配合比试验 17

1.4基于粘结滑移理论的配合比优化 17

1.4.1型钢混凝土结构粘结滑移基本理论 17

1.4.2数学模型 18

1.4.3算例 21

1.5力学性能 22

1.5.1破坏特征 22

1.5.2抗压强度尺寸系数 24

1.5.3棱柱体强度及应力-应变曲线 24

1.5.4抗拉强度 26

1.5.5 HSHPC多轴受压的应力状态 27

1.5.6非约束HSHPC单轴受压应力-应变关系 28

1.5.7约束HSHPC单轴受压应力-应变关系 30

1.6耐久性能 31

1.6.1混凝土耐久性概述 31

1.6.2抗渗性能 31

1.6.3抗氯离子侵蚀性能 33

1.6.4抗冻融性能 37

参考文献 38

2型钢与混凝土界面粘结滑移试验与分析 40

2.1引言 40

2.2试验概况 41

2.2.1试件设计与制作 42

2.2.2试验加载方案 44

2.2.3试验测试方案 45

2.3试验结果及分析 47

2.3.1试件破坏形态与过程 47

2.3.2试件加载端的P-S曲线 48

2.3.3平均粘结应力与滑移的τ-S曲线 51

2.4粘结滑移机理分析 54

2.5粘结强度分析 58

2.5.1概述 58

2.5.2粘结强度的正交回归分析 59

2.5.3影响粘结强度的主要因素分析 62

2.5.4极限粘结滑移回归分析 64

2.5.5型钢与混凝土在反复荷载作用下的粘结性能 66

2.6型钢与高强高性能混凝土的粘结性能 67

2.6.1粘结滑移试验结果 67

2.6.2粘结滑移机理分析 71

2.6.3粘结滑移特征量计算 77

2.7工程应用 79

2.7.1临界保护层厚度 79

2.7.2最小配箍率 80

2.7.3型钢锚固可靠度分析与锚固长度设计 81

2.8型钢表面粘结滑移分布规律 87

2.8.1型钢表面应变分布 87

2.8.2型钢表面粘结应力分布 87

2.8.3型钢与混凝土间的粘结滑移分布 88

2.8.4粘结应变分布指数特征值的确定 88

2.8.5粘结滑移分布指数特征值的确定 88

2.9型钢混凝土粘结滑移本构关系 89

2.9.1单向荷载作用下粘结滑移本构关系 89

2.9.2推拉反复荷载作用下粘结滑移本构关系 92

2.9.3型钢与高强高性能混凝土粘结滑移本构关系 93

2.10型钢混凝土粘结滑移破坏准则 94

参考文献 95

3 SRHPC简支梁粘结滑移本构关系 96

3.1试验概况 96

3.2试验结果 97

3.2.1试件破坏形态与过程 97

3.2.2 P-S曲线 98

3.2.3型钢表面应变分布 98

3.2.4型钢表面粘结应力分布 99

3.2.5型钢与混凝土界面相对滑移分布 99

3.2.6粘结软化 100

3.3粘结强度影响因素分析 101

3.3.1混凝土强度 101

3.3.2混凝土保护层厚度 101

3.3.3横向配箍率 101

3.3.4混凝土应力状态 102

3.3.5粘结强度的计算 102

3.4粘结滑移本构关系 102

3.5粘结滑移机理 104

3.5.1界面层的形成及主要特征 104

3.5.2高强高性能混凝土对界面的强化机理 105

3.5.3型钢高强高性能混凝土界面粘结滑移机理 107

3.6简化的粘结滑移分析模型 108

3.7型钢与混凝土界面剪力传递机理 111

3.7.1界面基本模型的建立 111

3.7.2理论推导 113

3.7.3粘结应力分布及裂缝开展 117

3.7.4粘结锚固承载力最大值 119

3.7.5有效锚固长度 119

参考文献 120

中篇 构件篇 123

4 SRHPC简支梁受力机理及承载能力分析 123

4.1试验概况 123

4.1.1试件设计与制作 124

4.1.2加载方案与测试内容 125

4.1.3试件截面应变 126

4.1.4荷载-挠度曲线 131

4.2 SRHPC梁抗剪性能试验研究 131

4.2.1试验结果及分析 132

4.2.2影响抗剪承载力的主要因素 134

4.2.3抗剪设计方法的比较 136

4.2.4抗剪承载力建议计算公式与试验验证 138

4.2.5结论 140

4.3 SRHPC梁抗弯性能试验研究 140

4.3.1试验结果及分析 141

4.3.2型钢与混凝土界面间的剪切计算 143

4.3.3影响抗弯承载力的主要因素 147

4.3.4正截面抗弯承载力计算公式与试验验证 149

4.4 SRHPC梁的刚度与变形计算 157

4.4.1现有的刚度计算方法 157

4.4.2变形特点及影响因素分析 157

4.4.3抗弯刚度计算 159

4.5 SRHPC梁的裂缝宽度计算 161

4.5.1裂缝特征 161

4.5.2抗裂度验算 162

4.5.3裂缝宽度计算公式 162

参考文献 166

5 SRHPC柱偏心受压试验研究 168

5.1试件设计与制作 168

5.1.1试件设计 168

5.1.2材料性能 168

5.2试验加载与测试方案 169

5.2.1试验加载方案 169

5.2.2试验测试方案 170

5.3试验结果与分析 170

5.3.1受力过程与破坏形态 170

5.3.2承载力 173

5.3.3挠度 174

5.3.4型钢和钢筋应变 176

5.3.5混凝土应变 178

5.4偏心受压柱正截面承载力计算 180

5.4.1修正平截面假定分析 180

5.4.2型钢应力分析 183

5.4.3承载力计算模型 184

5.4.4计算结果 189

参考文献 189

6 SRHPC框架柱抗震性能试验研究 190

6.1引言 190

6.2试件设计参数 190

6.3试件设计与制作 192

6.3.1试件设计 192

6.3.2材料性能试验 193

6.4试验加载与测试方案 193

6.4.1试验加载装置 193

6.4.2试验加载制度 194

6.4.3试验测试内容及方法 195

6.4.4数据采集 196

6.5试验结果及分析 196

6.5.1试验过程及破坏特征 196

6.5.2荷载-位移滞回曲线 201

6.5.3骨架曲线 205

6.5.4耗能能力 210

6.5.5强度衰减 213

6.5.6延性 216

6.6小结 219

参考文献 220

7水平地震作用下SRHPC框架柱的受力机理及承载能力分析 221

7.1概述 221

7.2水平承载力试验研究 221

7.2.1承载力试验结果 221

7.2.2混凝土和型钢应变分布 222

7.2.3承载力影响因素 226

7.3试件受力机理分析 228

7.3.1弯曲破坏受力机理 229

7.3.2剪切粘结破坏受力机理 230

7.3.3剪切斜压破坏受力机理 232

7.4试件承载力计算模型 235

7.4.1轴向力分配 235

7.4.2弯曲破坏承载力 239

7.4.3剪切粘结破坏承载力 240

7.4.4剪切斜压破坏承载力 243

7.4.5承载力实用计算方法 246

参考文献 248

8 SRHPC框架节点抗震性能试验研究 249

8.1试验概况 249

8.1.1试件设计 249

8.1.2试验装置、材料特性及测试方案 250

8.2试验结果与分析 253

8.2.1试验过程及破坏特征 253

8.2.2滞回曲线 257

8.2.3骨架曲线 258

8.3节点受力机理分析 260

8.3.1屈服点和破坏点的确定 260

8.3.2节点变形分析 260

8.3.3节点应变分析 263

8.3.4延性及耗能性能 268

参考文献 271

9 SRHPC框架节点受力机理及承载力分析 272

9.1节点受力分析及总水平剪力计算 272

9.1.1节点域受力分析 272

9.1.2总水平剪力的计算 273

9.1.3节点各部分承担的水平剪力 274

9.2节点抗剪计算理论 276

9.2.1受力机理 276

9.2.2节点各部分抗剪计算模式 279

9.2.3高强高性能混凝土强度折减系数 281

9.3影响因素分析 283

9.3.1混凝土强度 283

9.3.2轴压力 284

9.4节点抗裂机理与承载力计算 285

9.4.1试验结果 285

9.4.2抗裂承载力的计算理论与公式 286

9.5节点抗剪机理与承载能力计算 287

9.5.1型钢的抗剪承载力 288

9.5.2箍筋的抗剪承载力 288

9.5.3核心区混凝土的抗剪承载力 289

9.5.4 SRHPC框架节点抗剪承载力 290

9.5.5梁柱应力传递 290

参考文献 291

下篇 结构篇 295

10 SRHPC框架结构拟静力试验研究 295

10.1试件设计 295

10.2试验方案设计 297

10.2.1试验目的 297

10.2.2加载方案 298

10.2.3测试方案 300

10.3材性试验 300

10.3.1钢材力学性能 300

10.3.2混凝土力学性能 303

10.4试验过程描述 303

10.4.1破坏过程与特征 303

10.4.2滞回曲线与骨架曲线 305

10.5试验结果分析 306

10.5.1抗震承载能力 306

10.5.2变形能力 308

10.5.3延性系数 309

10.5.4刚度变化 309

10.5.5耗能能力 310

10.6考虑循环退化效应的SRHPC框架的滞回模型 312

10.6.1骨架曲线 313

10.6.2滞回模型与规则 314

参考文献 316

11 SRHPC框架拟动力试验与弹塑性时程分析 318

11.1试验模型概况 318

11.2地震波的选择 319

11.3加载方案 319

11.4试验结果及分析 320

11.4.1裂缝发展与塑性铰形成 320

11.4.2结构反应分析 322

11.4.3层间变形能力 324

11.4.4耗能分布 325

11.5动力特性 326

11.5.1试验数据分析 326

11.5.2动力特性参数识别 328

11.6 SRHPC框架结构的弹塑性时程分析 329

11.6.1结构分析模型 329

11.6.2计算结果与分析 330

参考文献 331