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第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 钢骨混凝土柱的特点与发展现状 2

1.2.1 钢骨混凝土柱的特点 2

1.2.2 钢骨混凝土结构在工程中的应用 4

1.2.3 钢骨混凝土研究进展 4

1.3 钢筋混凝土异形柱的特点与发展现状 5

1.3.1 钢筋混凝土异形柱的特点 5

1.3.2 钢筋混凝土异形柱结构在工程中的应用 7

1.3.3 钢筋混凝土异形柱国内外的研究现状 7

1.4 钢骨混凝土异形柱的研究与发展现状 10

1.4.1 研究钢骨混凝土异形柱的意义 10

1.4.2 钢骨混凝土异形柱在我国的研究 11

1.5 本书主要目的和内容 15

第2章 试验概况 16

2.1 试件概况 16

2.1.1 试件设计 16

2.1.2 试件的制作 19

2.2 材料力学性能试验检测 22

2.2.1 各材料取样的力学指标测试形状及尺寸 22

2.2.2 钢板／钢筋的力学性能指标 23

2.2.3 混凝土的力学性能指标 23

2.3 试验设备 24

第3章 十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压试验研究 25

3.1 轴心受压试验 25

3.1.1 应变片测点的布置 25

3.1.2 主要测试内容 27

3.1.3 数据采集流程 27

3.1.4 加载制度 28

3.2 试验全过程分析 28

3.2.1 试验现象简述 28

3.2.2 破坏形态的对比分析 29

3.2.3 荷载与横向变形的关系分析 29

3.2.4 荷载与纵向变形的关系分析 30

3.3 轴心受压的破坏机理 30

3.3.1 截面上不同测点的应力状态的比较 30

3.3.2 不同试件间应力状态的比较 35

第4章 L形钢骨混凝土异形柱轴心受压构件试验研究 38

4.1 轴心受压试验 38

4.1.1 应变片测点的布置 38

4.1.2 主要测试内容 40

4.1.3 数据采集流程 40

4.1.4 加载制度 40

4.2 试验全过程分析 40

4.2.1 试验现象简述 40

4.2.2 破坏形态的对比分析 42

4.2.3 荷载与横向变形的关系分析 43

4.2.4 荷载与纵向变形的关系分析 43

4.3 轴心受压的破坏机理 43

4.3.1 截面上不同测点的应力状态的比较 43

4.3.2 不同试件间应力状态的比较 47

第5章 T形钢骨混凝土异形柱轴心受压构件试验研究 51

5.1 轴心受压试验 51

5.1.1 应变片测点的布置 51

5.1.2 主要测试内容 52

5.1.3 数据采集流程 52

5.1.4 加载制度 52

5.2 试验全过程分析 53

5.2.1 试验现象简述 53

5.2.2 试验结果 54

5.2.3 荷载与变形的关系分析 54

5.3 轴心受压的破坏机理 55

5.3.1 荷载与钢骨翼缘及腹板应变关系 55

5.3.2 荷载与纵向钢筋应变关系 59

5.3.3 荷载与箍筋应变关系 62

5.3.4 试件混凝土荷载与应变关系 65

5.3.5 钢骨与混凝土协同工作 69

第6章 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究 74

6.1 单向小偏心受压构件的试验研究 74

6.1.1 单向小偏心受压试验 74

6.1.2 单向小偏心试验全过程分析 77

6.1.3 十字形钢骨混凝土异形柱破坏机理 80

6.2 单向大偏心受压构件的试验研究 89

6.2.1 单向大偏心受压试验 89

6.2.2 单向大偏心试验全过程分析 91

6.2.3 单向大偏心受压破坏机理 93

6.3 双向小偏心受压构件的试验研究 103

6.3.1 双向小偏心受压试验 103

6.3.2 双向小偏心试验全过程分析 105

6.3.3 双向小偏心受压破坏机理 106

6.4 双向大偏心构件的试验研究 114

6.4.1 双向大偏心受压试验 114

6.4.2 双向大偏心试验全过程分析 115

6.4.3 双向大偏心受压破坏机理 116

第7章 L形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究 124

7.1 单向小偏心受压构件的试验研究 124

7.1.1 单向小偏心受压试验 124

7.1.2 单向小偏心受压试验全过程分析 127

7.1.3 单向小偏破坏机理 131

7.2 单向大偏心受压构件的试验研究 148

7.2.1 单向大偏心受压试验 148

7.2.2 单向大偏心受压试验全过程分析 149

7.2.3 单向大偏心破坏机理 154

7.3 双向小偏心受压构件的试验研究 165

7.3.1 双向小偏心受压试验 165

7.3.2 双向小偏心受压试验全过程分析 167

7.3.3 双向小偏破坏机理 171

7.4 双向大偏心受压构件的试验研究 181

7.4.1 双向大偏心受压试验 181

7.4.2 双向大偏心受压试验全过程分析 183

7.4.3 双向大偏心破坏机理 187

第8章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压构件试验研究 198

8.1 单向小偏心受压试验研究 198

8.1.1 单向小偏心受压试验 198

8.1.2 单向小偏心受压试验全过程分析 201

8.1.3 单向小偏心受压破坏机理 206

8.2 单向大偏心受压试验研究 219

8.2.1 单向大偏心受压试验 219

8.2.2 单向大偏试验全过程分析 221

8.2.3 单向大偏心受压破坏机理 223

8.3 双向小偏心受压试验研究 232

8.3.1 双向小偏心受压试验 232

8.3.2 双向小偏心受压破坏全过程分析 232

8.3.3 双向小偏心受压破坏机理 235

8.4 双向大偏心受压试验研究 244

8.4.1 双向大偏心受压试验 244

8.4.2 双向大偏心受压破坏全过程分析 244

8.4.3 双向大偏心受压破坏机理 247

第9章 钢骨混凝土异形柱轴压构件有限元模拟分析 256

9.1 十字形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析 256

9.1.1 建立有限元分析模型及受力前后对比分析 256

9.1.2 试验承载力与模拟承载力对比分析 257

9.1.3 荷载与纵向变形的关系分析 258

9.1.4 不同试件同一部位间应力状态的比较 258

9.2 L形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析 260

9.2.1 有限元模型受力前后对比分析 260

9.2.2 试验承载力与有限元模拟承载力的对比分析 261

9.2.3 荷载与纵向变形的关系分析 262

9.2.4 不同试件间应力状态的比较 263

9.2.5 关于型钢与混凝土协同工作的分析 266

9.3 T形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析 266

9.3.1 有限元模型受力前后对比分析 266

9.3.2 试验承载力与有限元模拟承载力的对比分析 268

9.3.3 荷载与纵向变形的关系分析 268

9.3.4 不同试件间应力状态的比较 269

第10章 十字形钢骨混凝土异形柱偏压力学性能的有限元分析 272

10.1 单向偏心受压构件有限元模拟 272

10.1.1 非线性有限元模型的建立 272

10.1.2 试件荷载与位移关系 273

10.1.3 钢骨、混凝土荷载-应变关系曲线分析 274

10.1.4 试验极限承载力值与有限元模拟极限承载力值对比分析 275

10.2 双向偏心受压构件受力性能研究 276

10.2.1 试件尺寸及参数的确定 276

10.2.2 非线性有限元模型的建立 276

10.2.3 试件荷载与位移关系 278

10.2.4 钢骨、混凝土荷载-应变关系曲线分析 278

10.2.5 试验极限承载力值与有限元模拟极限承载力值对比分析 280

第11章 L形钢骨混凝土异形柱单向偏压有限元分析 281

11.1 不同含钢率的单向偏压柱受力性能研究 281

11.1.1 有限元模型的介绍 281

11.1.2 有限元模型的建立和非线性求解 282

11.1.3 极限承载力的试验值与理论值的对比 282

11.1.4 荷载-位移曲线 282

11.1.5 混凝土的荷载-挠度曲线 283

11.1.6 钢骨翼缘的荷载-应变曲线 283

11.1.7 破坏形态及应力、应变云图分析 284

11.2 不同偏心距的单向偏压柱受力性能研究 285

11.2.1 有限元模型的介绍 285

11.2.2 有限元模型的建立和非线性求解 285

11.2.3 荷载位移曲线 286

11.2.4 钢骨翼缘的荷载-应变曲线 286

第12章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压有限元计算 288

12.1 单向小偏压有限元计算 288

12.1.1 有限元模型建立 288

12.1.2 非线性求解 288

12.1.3 计算结果分析 290

12.2 T形钢骨混凝土异形柱双向小偏压有限元分析 296

12.2.1 有限元分析前处理 296

12.2.2 求解结果分析 296

第13章 长细比对十字形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 305

13.1 试件有限元模型的建立 305

13.1.1 模拟试件的截面尺寸 305

13.1.2 有限元模型的建立与试件破坏形态 306

13.2 材料的应力云图分析 308

13.3 试件荷载-位移曲线 310

13.4 试件各部分材料的荷载-应变曲线 311

13.5 本章小结 313

第14章 长细比对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 314

14.1 有限元模型的建立和非线性求解 314

14.2 计算结果及分析 315

14.2.1 极限承载力的比较 315

14.2.2 荷载-位移曲线 315

14.2.3 混凝土、型钢的荷载应变曲线 316

14.2.4 破坏形态及应力、应变云图分析 317

第15章 长细比对T形截面型钢混凝土异形柱承载力的影响 322

15.1 有限元模型建立与非线性求解 322

15.2 求解结果分析 322

15.2.1 破坏形态分析 322

15.2.2 试件裂缝发展分析 324

15.2.3 荷载纵向位移分析 326

15.2.4 型钢及混凝土的荷载-纵（横）向应变分析 327

15.2.5 模拟值与理论计算值对比分析 328

第16章 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算 329

16.1 计算步骤及原理 329

16.1.1 材料的本构关系和基本假定 329

16.1.2 计算原理及计算公式 330

16.2 计算结果与试验结果的对比 332

16.3 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压极限承载力变化规律 332

16.3.1 不同加载角及不同偏心距的影响 332

16.3.2 不同含钢率的影响 334

16.3.3 不同肢长厚比的影响 335

16.3.4 不同混凝土强度等级的影响 337

16.3.5 钢骨翼缘的影响 338

16.3.6 钢骨混凝土异形柱与钢筋混凝土异形住极限承载力比较 339

16.4 实用设计方法探讨 340

第17章 L形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算 342

17.1 试件参数及材料力学性能指标 342

17.2 非线性计算程序的编制 343

17.2.1 程序的基本假定 343

17.2.2 材料的本构关系 343

17.2.3 坐标系的建立 344

17.2.4 单元划分 344

17.2.5 单元应力的确定及内力计算 345

17.2.6 M-N相关曲线程序原理 346

17.3 计算结果与分析 346

17.3.1 极限承载力对比 346

17.3.2 不同含钢率及不同偏心距对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 347

17.3.3 不同混凝土强度等级对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 348

17.3.4 不同肢长厚比对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 349

17.3.5 钢骨翼缘对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响 351

17.4 实用设计方法探讨 352

第18章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算 354

18.1 计算步骤及原理 354

18.1.1 计算程序的基本假定 354

18.1.2 坐标系的建立 355

18.1.3 基本计算公式及构件截面简化 355

18.1.4 数值积分法编程 356

18.2 计算结果分析 358

18.2.1 试验值与数值计算值对比分析 358

18.2.2 参数分析 359

18.2.3 回归分析 363

18.2.4 算例分析 363

参考文献 365