第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外相关研究现状 2
1.2.1 再生混凝土研究应用现状及基本力学性能 2
1.2.2 型钢混凝土结构研究应用现状 8
1.3 本书的主要工作 10
1.3.1 型钢再生混凝土黏结滑移性能研究 11
1.3.2 型钢再生混凝土梁、柱构件静力性能研究 11
1.3.3 型钢再生混凝土柱抗震性能研究 11
1.3.4 型钢再生混凝土梁柱节点抗震性能研究 11
1.3.5 型钢再生混凝土框架抗震性能研究 12
1.3.6 型钢再生混凝土框架结构性能化设计 12
1.4 本章小结 12
第2章 型钢再生混凝土黏结滑移性能研究 13
2.1 型钢再生混凝土黏结滑移试验方案 13
2.1.1 试验原理 13
2.1.2 试验测量方案 13
2.1.3 试件设计与制作 14
2.1.4 材料力学性能指标 17
2.1.5 试验加载装置及加载制度 19
2.2 型钢再生混凝土黏结滑移试验结果 20
2.2.1 试验过程描述 20
2.2.2 试件裂缝图 22
2.2.3 荷载－滑移曲线 23
2.2.4 试件P-S曲线描述 26
2.2.5 荷载上升段应变分布实测结果 29
2.3 型钢再生混凝土黏结强度研究 31
2.3.1 试件τ-S曲线类型 31
2.3.2 无抗剪件试件的黏结强度研究 32
2.3.3 带抗剪栓钉试件的黏结强度研究 42
2.3.4 黏结应力沿埋置长度的分布规律研究 45
2.4 型钢再生混凝土黏结滑移机理分析 50
2.4.1 型钢再生混凝土黏结力组成分析 50
2.4.2 型钢再生混凝土黏结滑移破坏机理 51
2.4.3 型钢再生混凝土各部分黏结应力比重分析 57
2.5 本章小结 58
第3章 型钢再生混凝土梁受力性能及承载力分析 60
3.1 型钢再生混凝土梁抗弯性能试验研究 60
3.1.1 试验目的 60
3.1.2 试件制作 60
3.1.3 加载制度及测量方案 62
3.2 型钢再生混凝土梁受弯试验过程及结果分析 65
3.2.1 试验过程描述 65
3.2.2 破坏形态和特征 66
3.2.3 试验结果分析 68
3.2.4 裂缝开展与分布分析 72
3.2.5 影响抗弯强度的因素 73
3.3 型钢再生混凝土梁正截面受弯承载力分析 74
3.3.1 型钢混凝土梁正截面受弯承载力计算理论概述 74
3.3.2 我国现行标准的计算方法 75
3.3.3 型钢再生混凝土梁受弯承载力计算分析 76
3.4 型钢再生混凝土梁抗剪性能试验研究 78
3.4.1 试验目的 78
3.4.2 试件设计与制作 79
3.5 型钢再生混凝土梁抗剪试验现象及结果分析 82
3.5.1 试验现象 82
3.5.2 破坏形态与特征 83
3.5.3 试件变形特征 86
3.5.4 剪切破坏分类 88
3.5.5 抗剪强度的影响因素 89
3.6 型钢再生混凝土梁斜截面受剪承载力分析 90
3.6.1 型钢混凝土梁受剪承载力计算方法 90
3.6.2 普通型钢混凝土梁受剪承载力理论分析 91
3.6.3 现有型钢混凝土梁受剪承载力计算公式比较 93
3.6.4 型钢再生混凝土梁受剪承载力的实用计算公式 96
3.7 型钢再生混凝土梁裂缝宽度分析 97
3.7.1 裂缝的发展过程 97
3.7.2 型钢再生混凝土梁的裂缝特征 99
3.7.3 型钢再生混凝土梁弯曲裂缝宽度分析 100
3.7.4 型钢再生混凝土梁斜裂缝宽度计算 102
3.8 本章小结 103
第4章 型钢再生混凝土柱受压性能研究 105
4.1 型钢再生混凝土柱受压性能试验概述 105
4.1.1 试验目的 105
4.1.2 试件设计及制作 105
4.1.3 试验材料特性 107
4.1.4 测试方法及加载 109
4.2 试验结果及分析 113
4.2.1 试验结果 113
4.2.2 试件破坏形态 113
4.2.3 试验结果分析 117
4.3 型钢再生混凝土柱偏心受压正截面承载力分析 126
4.3.1 概述 126
4.3.2 正截面承载力计算的基本假定 126
4.3.3 承载力公式建立原则 128
4.3.4 破坏形式及特征 128
4.3.5 型钢再生混凝土偏心受压柱正截面承载力计算 129
4.4 型钢再生混凝土轴心受压柱正截面承载力分析 142
4.4.1 基本假定 142
4.4.2 承载力计算 143
4.4.3 计算值与试验值的比较 143
4.5 本章小结 144
第5章 型钢再生混凝土柱抗震性能试验研究 145
5.1 试验目的及内容 145
5.2 试件的设计及制作 145
5.2.1 试验参数设计 145
5.2.2 型钢和钢筋的选择 146
5.2.3 试件数量的确定 147
5.2.4 型钢及钢筋骨架的制作 149
5.2.5 再生混凝土的制备 150
5.3 试验测试方案与测点布置 153
5.3.1 试验测试内容 153
5.3.2 测点布置及量测方法 153
5.3.3 试验数据采集与现场记录 154
5.4 试验加载装置及方案 155
5.4.1 试验加载装置 155
5.4.2 试验加载方案 156
5.5 试件裂缝分布规律与破坏形态 157
5.5.1 试件裂缝分布规律 157
5.5.2 试件破坏过程描述 159
5.5.3 试件的破坏形态及特征 163
5.6 型钢再生混凝土柱抗震性能试验结果分析 164
5.6.1 滞回曲线 165
5.6.2 滞回曲线影响参数分析 167
5.6.3 骨架曲线 169
5.6.4 刚度退化 174
5.6.5 延性 177
5.6.6 侧移角 181
5.6.7 强度衰减 183
5.6.8 耗能能力 186
5.7 本章小结 189
第6章 型钢再生混凝土柱水平承载力计算方法 191
6.1 引言 191
6.2 型钢再生混凝土柱水平承载力试验研究 191
6.2.1 试验概况 191
6.2.2 试件破坏形态 192
6.2.3 影响水平承载力的主要因素 192
6.3 型钢再生混凝土柱的受力机理分析 196
6.3.1 剪切斜压破坏的抗剪机理 196
6.3.2 弯剪破坏的受力机理 197
6.3.3 弯曲破坏的受力机理 198
6.4 型钢再生混凝土柱水平承载力计算方法研究 200
6.4.1 剪切斜压破坏的受剪承载力计算 200
6.4.2 弯曲破坏的水平承载力计算 209
6.5 型钢再生混凝土柱水平承载力实用计算方法 213
6.6 本章小结 215
第7章 型钢再生混凝土梁柱节点抗震性能试验研究 216
7.1 试件设计及制作 216
7.1.1 试件设计 216
7.1.2 试件制作 217
7.1.3 材料性能 219
7.2 试验测试 220
7.2.1 试验测试内容及采集方法 220
7.2.2 测点布置 220
7.3 试验加载 222
7.3.1 加载装置 222
7.3.2 加载制度 222
7.4 试验过程及现象 223
7.4.1 试件JD-1 223
7.4.2 试件JD-2 224
7.4.3 试件JD-3 225
7.4.4 试件JD-4 225
7.5 试验结果及分析 226
7.5.1 滞回曲线 226
7.5.2 骨架曲线 228
7.5.3 层间位移角及延性 229
7.5.4 能量耗散能力 230
7.5.5 刚度退化 231
7.5.6 强度退化 231
7.5.7 应变分析 232
7.6 本章小结 234
第8章 型钢再生混凝土梁柱节点非线性有限元分析及受剪承载力计算 235
8.1 引言 235
8.2 材料本构关系模型 235
8.2.1 再生混凝土本构关系模型 236
8.2.2 型钢及钢筋本构关系模型 238
8.3 型钢再生混凝土梁柱节点有限元模型建立 238
8.3.1 单元类型选取 238
8.3.2 网格划分 239
8.3.3 定义相互作用 239
8.3.4 加载方式及边界条件 240
8.3.5 非线性方程求解 241
8.4 有限元分析结果和试验结果对比分析 241
8.4.1 节点变形图 241
8.4.2 节点应力云图 242
8.4.3 节点荷载－位移骨架曲线 244
8.5 参数影响分析 246
8.5.1 轴压比 246
8.5.2 再生混凝土强度 247
8.5.3 型钢屈服强度 249
8.5.4 型钢腹板厚度 250
8.6 型钢再生混凝土梁柱节点受剪承载力计算 251
8.6.1 节点受力分析及节点核心区水平剪力计算 251
8.6.2 节点核心区受剪承载力计算 256
8.7 本章小结 260
第9章 型钢再生混凝土框架结构拟动力试验研究 262
9.1 引言 262
9.2 模型设计与制作 262
9.2.1 模型选择 262
9.2.2 试件设计 262
9.2.3 试件制作 263
9.3 试验方法和测试内容 264
9.3.1 试验方法原理 264
9.3.2 试验测试内容 265
9.4 加载方案 266
9.4.1 加载装置 266
9.4.2 加载制度 267
9.5 试验结果及分析 269
9.5.1 试验过程及现象描述 269
9.5.2 位移及恢复力时程曲线 272
9.5.3 峰值加速度－位移曲线、峰值加速度－恢复力曲线 278
9.5.4 层间变形 280
9.6 本章小结 284
第10章 型钢再生混凝土框架结构拟静力试验研究 285
10.1 引言 285
10.2 试验概况 285
10.3 试验结果与分析 286
10.3.1 试件破坏过程 286
10.3.2 破坏机制 288
10.3.3 滞回曲线 289
10.3.4 骨架曲线 290
10.3.5 承载力、位移延性及刚度退化 291
10.3.6 耗能能力 292
10.4 本章小结 292
第11章 型钢再生混凝土框架结构滞回性能分析 294
11.1 引言 294
11.2 有限元软件OpenSees概述 296
11.3 有限元模型建立 296
11.3.1 单元类型选择与截面划分 296
11.3.2 再生混凝土本构关系模型 298
11.3.3 钢筋和型钢本构关系模型 300
11.3.4 加载方式及分析求解 301
11.4 计算结果与试验结果对比分析 301
11.4.1 荷载－位移滞回曲线对比分析 301
11.4.2 荷载－位移骨架曲线对比分析 302
11.5 柱端及梁端弯矩－曲率计算滞回曲线 303
11.5.1 柱端弯矩－曲率计算滞回曲线 303
11.5.2 梁端弯矩－曲率计算滞回曲线 305
11.6 P-△效应对型钢再生混凝土框架滞回性能的影响 306
11.7 型钢再生混凝土框架滞回性能参数影响分析 307
11.7.1 轴压比影响 308
11.7.2 再生混凝土强度影响 309
11.7.3 型钢强度影响 310
11.8 本章小结 311
第12章 型钢再生混凝土框架基于位移的抗震设计 312
12.1 引言 312
12.2 型钢再生混凝土框架的性能水平及其量化 312
12.2.1 性能水平和性能目标 312
12.2.2 性能指标的量化 314
12.3 型钢再生混凝土框架目标侧移的确定 315
12.4 多自由度体系的等效转化 316
12.5 位移反应谱 319
12.6 基于位移的抗震设计步骤 320
12.7 算例及其分析 321
12.7.1 按“暂时使用”性能水平设计 322
12.7.2 按“正常使用”性能水平校核 327
12.7.3 按“接近倒塌”性能水平校核 328
12.8 本章小结 330
主要参考文献 331