《钢筋混凝土柱二阶弹塑性计算方法研究》PDF下载

  • 购买积分:8 如何计算积分?
  • 作  者:陈旭,周东华著
  • 出 版 社:北京:科学出版社
  • 出版年份:2017
  • ISBN:9787030519245
  • 页数:149 页
图书介绍:钢筋混凝土柱的二阶弹塑性问题涉及到材料和几何双重非线性的耦合作用。采用有限元方法需要耗费大量时间建模,效率较低。通过对现有的数值方法和简化方法的分析,以理论推导方式,在截面上,采用由应变求内力的逆算方法来确定截面承载力和弯矩-曲率关系。这一计算过程完整地利用了钢筋和混凝土的本构关系而没有进行简化,同时解析的算法没有迭代和收敛带来的误差,因而是精确解。在杆件上,采用三种具有不同精度的方法来分析和计算钢筋混凝土柱的二阶弹塑性性能,进而提供了三种水平的设计工具。利用计算结果绘制了大量的曲线,通过曲线族变化规律的合理性和曲线间的逻辑关系来判断,通过与已有方法、现行规范方法和已有试验结果的对比等方式来验证计算方法。

第1章 绪论 1

1.1 混凝土结构的二阶分析 1

1.1.1 结构的稳定问题 1

1.1.2 稳定的含义 2

1.1.3 二阶效应的概念 2

1.1.4 二阶效应的分类 3

1.1.5 主要计算方法 4

1.2 混凝土柱的二阶分析 6

1.2.1 柱的稳定问题 7

1.2.2 主要计算方法 12

1.2.3 问题的提出 17

1.3 本研究领域的国内外概况 17

1.3.1 钢压杆二阶分析的历史概要 17

1.3.2 混凝土结构的二阶弹塑性分析 18

1.3.3 小结 20

1.4 本书的主要内容 21

参考文献 24

第2章 混凝土截面承载力的逆算方法 28

2.1 概述 28

2.2 计算的依据 29

2.2.1 基本假定 29

2.2.2 本构关系 29

2.2.3 应变之间的换算关系 30

2.2.4 应变和曲率之间的关系 31

2.2.5 中性轴位置与截面的受力状态 32

2.2.6 极限状态可能的应变分布 32

2.3 任意截面轴力-弯矩关系的数值计算 34

2.3.1 计算思路 34

2.3.2 计算过程 35

2.4 矩形截面的数值计算 36

2.4.1 计算简图 36

2.4.2 计算公式 36

2.4.3 算例 37

2.4.4 无量纲的轴力-弯矩相关曲线 38

2.5 圆形和环形纯弯截面的解析计算 39

2.5.1 计算方法和公式 39

2.5.2 算例 51

2.5.3 小结 53

2.6 圆形压弯截面的数值计算 53

2.6.1 计算简图 54

2.6.2 应变-应力的计算公式 55

2.6.3 轴力-弯矩的计算公式 55

2.6.4 算例 56

2.6.5 与规范方法的对比 57

2.6.6 与试验结果的对比 57

2.6.7 计算图表 59

2.7 本章小结 62

参考文献 62

第3章 钢截面弯矩-曲率关系的解析法 64

3.1 概述 64

3.2 矩形钢截面的经典解法 65

3.2.1 钢的弹塑性本构关系 65

3.2.2 纯弯受力的矩形钢截面 65

3.2.3 压弯受力的矩形钢截面 66

3.3 矩形钢截面的解析法 67

3.3.1 弹性区的计算 67

3.3.2 单侧塑性区的计算 68

3.3.3 双侧塑性区的计算 69

3.3.4 轴力不变的弯矩-曲率关系 69

3.3.5 极限状态的解析式 70

3.3.6 可能的应变变化区域 71

3.4 工字形钢截面的解析法 72

3.4.1 计算方法 72

3.4.2 分力的计算 74

3.4.3 极限状态的解析式 76

3.5 矩形和工字形截面的算例 77

3.5.1 轴力不变的弯矩-曲率关系 77

3.5.2 轴力-弯矩相关关系 78

3.5.3 曲率不变的轴力-弯矩关系 79

3.5.4 形状系数 80

3.6 本章小结 81

参考文献 81

第4章 混凝土截面弯矩-曲率关系的解析法 83

4.1 概述 83

4.2 可能的应变分布 84

4.3 混凝土抗力的计算系数 85

4.3.1 区域(b)的计算 85

4.3.2 区域(c)的计算 87

4.3.3 与《欧洲规范2》的结果对比 89

4.4 截面内力计算的解析法 91

4.4.1 区域(a)的计算 91

4.4.2 区域(b)的计算 91

4.4.3 区域(c)的计算 92

4.5 轴力不变的弯矩-曲率关系 92

4.5.1 轴力的取值范围 92

4.5.2 轴心受力状态的应变计算 93

4.5.3 弯矩-曲率关系的计算过程 93

4.6 轴力不变的弯矩-曲率关系 95

4.7 延性系数的计算 96

4.8 曲率不变的轴力-弯矩关系 97

4.9 线性曲率变化的轴力-弯矩关系 99

4.10 本章小结 100

参考文献 101

第5章 混凝土柱二阶弹塑性的改进Newmark法 102

5.1 概述 102

5.2 基本微分方程 102

5.3 传统Newmark法 104

5.4 数值积分的梯形法 105

5.5 改进Newmark法 106

5.5.1 挠度的计算 106

5.5.2 荷载-挠度关系 109

5.5.3 柱的轴力-弯矩相关关系 110

5.6 本章小结 113

参考文献 114

第6章 混凝土柱二阶弹塑性的图解分析和计算 115

6.1 概述 115

6.2 弯矩-曲率关系的数值处理 115

6.3 杆件的变形与弯矩 116

6.3.1 柱的一阶弯矩 116

6.3.2 柱的二阶弯矩和总弯矩 116

6.4 图解分析和计算 117

6.4.1 计算思路 117

6.4.2 弯矩-曲率曲线的切线特征 119

6.4.3 荷载-挠度的计算 121

6.4.4 柱的轴力-弯矩相关关系 122

6.5 与试验结果的对比 123

6.6 本章小结 124

参考文献 125

第7章 混凝土柱二阶弹塑性的简化计算及手算设计方法 126

7.1 概述 126

7.2 简化计算方法 127

7.2.1 最不利荷载 127

7.2.2 二阶的平衡方程 128

7.3 截面抗力的计算 128

7.4 极限曲率的计算公式 129

7.4.1 两种曲线的定义 129

7.4.2 计算方法 130

7.4.3 曲线Ⅰ和Ⅱ的比较 130

7.4.4 混凝土结构规范的近似模型 131

7.4.5 近似模型 131

7.5 本章简化计算方法与试验结果的对比 132

7.6 三种方法的对比分析 137

7.7 手算设计方法 139

7.7.1 诺模图的构思 139

7.7.2 诺模图的绘制 141

7.7.3 诺模图的应用和对比 142

7.8 本章小结 144

参考文献 144

第8章 总结 146