第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 钢筋混凝土复合受扭研究现状 2
1.2.1 国外研究状况 2
1.2.2 国内研究状况 7
1.3 本书的研究背景和研究目的 10
1.3.1 复合受力构件的受扭行为 10
1.3.2 抗震设计理论中复合受力构件的抗扭性能 11
1.3.3 高强混凝土复合受力构件受扭行为的试验研究 12
1.4 主要研究工作 13
1.5 本书研究内容的来源 15
参考文献 15
第2章 普通钢筋混凝土在反复扭矩作用下的试验研究 17
2.1 概述 17
2.2 试验设计 18
2.2.1 构件模型设计及相似关系 18
2.2.2 试件制作 19
2.2.3 试验方案 20
2.2.4 测试内容与方法 21
2.2.5 试验步骤 22
2.3 试验过程及结果 23
2.3.1 裂缝开展规律及破坏过程 23
2.3.2 典型试件的钢筋应变和破坏形态 25
2.3.3 试验结果一览 29
2.4 试验结果分析 30
2.4.1 扭矩-扭角滞回曲线 30
2.4.2 开裂扭矩分析 32
2.4.3 初始刚度分析 32
2.4.4 极限荷载分析 33
2.5 小结 33
参考文献 34
第3章 普通钢筋混凝土在反复扭矩作用下的抗震性能 35
3.1 概述 35
3.2 滞回模型及其特性 35
3.2.1 滞回模型的评论和本次试验的滞回特性 35
3.2.2 复合受力状态下滞回模型存在的问题 37
3.3 双向压弯剪及反复扭矩作用下恢复力特性分析 38
3.3.1 双向压弯剪及反复扭矩作用下的扭矩-扭角滞回曲线 38
3.3.2 扭矩-扭角骨架曲线 39
3.3.3 延性性能分析 40
3.3.4 耗能性能分析 41
3.4 双向压弯剪及反复扭矩作用下的恢复力模型 43
3.4.1 骨架曲线的建立 44
3.4.2 屈服荷载滞回环的建立 44
3.4.3 极限荷载滞回环的建立 45
3.4.4 破坏荷载滞回环的建立 47
3.4.5 恢复力模型的建立 48
3.5 小结 49
参考文献 49
第4章 高强钢筋混凝土在单调扭矩作用下的试验研究 51
4.1 概述 51
4.2 国内外对高强混凝土的研究现状及发展趋势 52
4.3 试件设计与制作 54
4.3.1 试件模型设计原则 54
4.3.2 试验试件的参数控制与数量分配 54
4.3.3 试件的制作 55
4.3.4 高强混凝土的配制 56
4.4 试验方案 57
4.4.1 试件的安装与加载设备 57
4.4.2 测试内容及方法 57
4.4.3 加载方案 57
4.5 试验过程及结果分析 58
4.5.1 试验及裂缝发展过程 58
4.5.2 裂缝发展规律及试件破坏形态 62
4.5.3 钢筋应变分析 63
4.5.4 试验结果一览 70
4.6 单调扭矩作用下受扭行为分析 71
4.6.1 相对偏心距对开裂扭矩的影响 71
4.6.2 轴压比对开裂扭矩的影响 72
4.6.3 初始刚度 73
4.6.4 延性分析 74
4.6.5 最大扭矩 75
4.6.6 扭矩-扭角关系曲线 76
4.7 小结 78
参考文献 79
第5章 高强钢筋混凝土在反复扭矩作用下的试验研究 81
5.1 概述 81
5.2 高强、高性能混凝土复合受扭构件试验研究概况 82
5.2.1 试件的设计与制作 82
5.2.2 加载设备与加载制度 83
5.3 试验结果 85
5.3.1 裂缝发展规律及破坏特征 85
5.3.2 典型试件的钢筋应变 88
5.3.3 扭矩-扭角滞回曲线 89
5.3.4 主要试验结果一览 92
5.4 试验结果分析 93
5.4.1 开裂扭矩 93
5.4.2 初始刚度分析 93
5.4.3 滞回性能分析 93
5.4.4 极限荷载分析 95
5.4.5 耗能能力 96
5.5 恢复力模型的建立 98
5.5.1 骨架曲线 98
5.5.2 屈服荷载滞回环 101
5.5.3 极限荷载滞回环 102
5.5.4 恢复力模型 103
5.6 小结 104
参考文献 104
第6章 钢筋混凝土复合受扭行为非线性有限元分析 106
6.1 概述 106
6.2 有限元模型的建立 109
6.2.1 结构的离散化 110
6.2.2 特定单元的分析和单元刚度矩阵的形成 110
6.2.3 数值积分的方法——高斯求积公式 117
6.3 钢筋与混凝土的本构关系 117
6.3.1 混凝土的破坏准则 118
6.3.2 混凝土的本构关系 123
6.4 非线性问题的求解 138
6.4.1 非线性方程组的解法 138
6.4.2 收敛标准 141
6.4.3 计算步骤及程序编制 141
6.5 有限元非线性分析结果 142
6.6 小结 144
参考文献 145
第7章 基于薄膜元理论的复合受扭全过程分析 147
7.1 概述 147
7.2 钢筋混凝土薄膜元理论 148
7.3 薄膜元理论在复合受扭构件非线性分析中的应用 152
7.3.1 薄膜元的内力和变形的计算 152
7.3.2 构件的内力和变形的计算 155
7.3.3 计算结果与试验结果的对比 158
7.3.4 有效壁厚tc的讨论 159
7.3.5 薄膜元理论的适用范围 159
7.4 压、弯、剪、扭复合作用下的扭转刚度实用计算公式 160
7.4.1 复合受力状况下的刚度变化规律 160
7.4.2 在压、弯、剪、扭复合作用下的扭转刚度 161
7.4.3 抗扭刚度试验值与理论值的比较 163
7.5 小结 163
参考文献 164
第8章 复合受扭构件的统一分析及承载能力设计方法 166
8.1 概述 166
8.2 开裂承载能力 167
8.3 统一理论模型的复合受扭强度相关关系 170
8.3.1 基本假设 170
8.3.2 统一理论 170
8.3.3 统一理论的强度相关关系讨论 177
8.4 统一理论下的复合受扭承载能力设计方法 178
8.4.1 实用承载能力设计方法 179
8.4.2 理论结果与试验结果的比较 180
8.5 小结 182
参考文献 183