第1章 绪论 1
1.1 钢-混凝土组合结构的应用与研究现状 1
1.1.1 钢-混凝土组合结构类型 1
1.1.2 钢-混凝土组合梁的发展与研究现状 2
1.1.3 钢管混凝土的发展与研究现状 5
1.2 钢箱-混凝土梁的提出 8
1.2.1 现有钢-混凝土组合梁的不足 8
1.2.2 钢箱-混凝土组合梁的提出 9
1.2.3 钢箱-混凝土组合梁的研究和应用现状 11
参考文献 12
第2章 钢箱-混凝土组合截面梁正截面强度 15
2.1 引言 15
2.2 试验研究 15
2.2.1 试验概况 16
2.2.2 试验结果分析 20
2.3 材料的本构关系 25
2.3.1 钢材应力-应变关系 25
2.3.2 混凝土本构关系 26
2.4 正截面抗弯强度弹性理论 30
2.4.1 基本假定 30
2.4.2 换算截面法基本原理 30
2.4.3 弯曲正应力计算 31
2.4.4 弹性极限弯矩计算 32
2.5 正截面极限强度弹塑性理论 33
2.5.1 基本假设 33
2.5.2 计算原理及基本公式 33
2.6 对比分析 36
2.6.1 钢箱-混凝土组合梁与空钢箱抗弯承载力对比分析 36
2.6.2 考虑与不考虑套箍作用的抗弯承载力对比分析 38
2.7 试验与理论分析对比 39
2.7.1 梁底及梁顶正应变试验与理论对比分析 39
2.7.2 中性轴对比分析 41
2.7.3 塑性极限承载力试验与理论对比分析 42
2.8 剪力滞后性能分析 43
参考文献 45
第3章 钢箱-混凝土组合截面梁竖向抗剪强度 46
3.1 引言 46
3.2 钢箱-混凝土组合梁抗剪试验研究 47
3.2.1 试验梁设计及试验方案 47
3.2.2 钢箱-混凝土梁抗剪试验结果 49
3.3 钢箱-混凝土组合梁抗剪强度弹性理论 52
3.3.1 换算截面法计算钢箱-混凝土组合梁剪应力 52
3.3.2 试验结果与计算结果对比 54
3.4 钢箱-混凝土梁竖向抗剪极限强度 58
3.4.1 竖向抗剪极限强度简化计算公式 58
3.4.2 竖向抗剪极限强度试验与理论计算结果比较 59
参考文献 60
第4章 钢箱-混凝土组合梁的扭转特性理论分析 61
4.1 引言 61
4.2 扭转特性定性分析 62
4.3 自由扭转剪应力及扭转刚度计算 62
4.3.1 差分法分析计算组合截面自由扭转特性 63
4.3.2 按薄壁钢箱梁计算 66
4.3.3 对比分析 71
4.4 钢箱-混凝土组合梁极限扭矩简化分析 72
4.5 抗扭转特性试验研究 73
4.5.1 纯扭转试验方案 73
4.5.2 纯扭转试验测试成果分析 75
4.5.3 纯扭转试验结论 77
参考文献 77
第5章 钢箱-混凝土组合截面梁局部屈曲行为研究 79
5.1 引言 79
5.2 刚性基底上薄板弹性屈曲理论研究 81
5.2.1 矩形板屈曲分析的里兹能量法 81
5.2.2 刚性介质上矩形板屈曲位移函数 83
5.2.3 矩形板弹性屈曲强度计算公式 85
5.2.4 几种特殊约束边界矩形板屈曲强度 87
5.3 方钢管混凝土柱局部屈曲研究 92
5.3.1 方钢管混凝土柱试验 92
5.3.2 方钢管混凝土柱局部屈曲强度计算 96
5.3.3 试验成果与计算结果比较 99
5.4 钢箱-混凝土梁局部屈曲 102
5.4.1 试验研究 102
5.4.2 钢箱-混凝土梁顶板局部屈曲分析 108
5.4.3 钢箱-混凝土梁顶板有效宽度和宽厚比确定 112
5.5 小结 117
参考文献 117
第6章 钢箱-混凝土组合截面梁弹塑性分析 119
6.1 引言 119
6.2 基于截面数值积分法的受力全过程分析 119
6.2.1 截面数值积分法分析原理 120
6.2.2 截面弯矩与曲率的关系 121
6.2.3 简支梁荷载与挠度关系 122
6.2.4 计算结果与试验结果对比 123
6.3 钢箱-混凝土梁三维非线性有限元分析 126
6.3.1 程序和数值模型 126
6.3.2 分析结果 127
6.3.3 钢箱-混凝土组合梁参数分析 129
6.4 钢箱-混凝土梁弹性分析 131
6.4.1 基本假定 131
6.4.2 钢箱-混凝土梁截面特性 132
6.4.3 弹性极限承载能力 134
6.4.4 截面正应力计算 135
6.4.5 弹性变形 139
6.5 极限承载能力实用计算公式 141
6.6 小结 144
参考文献 145
第7章 钢箱-混凝土连续梁力学性能 147
7.1 引言 147
7.2 试验梁设计及试验方案 148
7.2.1 试件及材料性能 148
7.2.2 加载装置及测点布置 149
7.3 钢箱-混凝土连续梁试验结果 151
7.3.1 试验梁承载过程和破坏模式 151
7.3.2 试验结果分析 153
7.4 空间有限元分析 156
7.4.1 有限元分析模型 156
7.4.2 有限元分析结果与试验结果对比 157
7.5 截面极限承载能力 161
7.5.1 中间支座截面极限抗弯强度 161
7.5.2 中间支座截面抗剪承载能力 163
7.6 弹性阶段应力和变形分析 164
7.6.1 弹性阶段应力分析 164
7.6.2 变形计算 166
7.7 小结 167
参考文献 167
第8章 钢箱-混凝土组合梁设计与应用 169
8.1 引言 169
8.2 钢箱-混凝土结构设计 170
8.2.1 截面设计 170
8.2.2 设计步骤 171
8.2.3 应力和变形计算 171
8.2.4 截面极限强度计算 173
8.3 钢箱-混凝土组合梁的应用实例 174
8.3.1 某厂房吊车梁改造工程概况 174
8.3.2 吊车梁设计 175
8.3.3 吊车梁荷载试验 180
8.3.4 钢箱-混凝土施工方法评述 187
8.4 钢箱-混凝土梁工程应用构想 189
8.4.1 桥梁结构中的应用 189
8.4.2 建筑结构中的应用 195
参考文献 196