钢-混凝土组合结构抗震及稳定性

序

前言

第一篇 钢-混凝土组合梁

第1章　绪论 3

1.1　组合梁抗震性能研究现状 3

1.2　组合梁稳定性能研究现状 4

1.3　目前研究存在的问题 5

1.4　本篇主要研究内容 5

第2章　简支组合梁的抗震性能 7

2.1　简支组合梁抗震性能试验研究 7

2.2　简支组合梁延性性能 28

2.3　简支组合梁的恢复力模型 35

2.4　结论 40

第3章　连续组合梁的抗震性能 42

3.1　连续组合梁抗震性能试验研究 42

3.2　连续组合梁延性性能 63

3.3　连续组合梁的恢复力模型 67

3.4　结论 74

第4章　组合箱梁的抗震性能 75

4.1　试验概述 75

4.2　试验结果及其分析 79

4.3　组合箱梁实用弯矩-曲率恢复力模型研究 90

4.4　结论 99

第5章　工字形组合梁稳定性 101

5.1　工字形组合梁负弯矩区受压下翼缘侧向弯曲失稳 101

5.2　工字形组合梁负弯矩区受压下翼缘侧向弯扭失稳 110

5.3　П形组合梁的侧向屈曲失稳 118

5.4　组合梁的局部稳定 139

5.5　结论 152

第6章　组合箱梁畸变屈曲分析 154

6.1 基本假定 154

6.2 腹板约束系数 155

6.3 屈曲弯矩临界荷载 160

6.4 算例分析 164

6.5 结论 166

参考文献 167

第二篇　钢管混凝土组合柱

第7章　绪论 173

7.1 钢管混凝土组合柱抗震性能研究现状 173

7.2 钢管混凝土组合柱稳定承载力研究现状 174

7.3 目前研究存在的问题 175

7.4 本篇主要研究内容 176

第8章　单肢钢管混凝土组合柱的抗震性能 177

8.1　单肢钢管混凝土组合柱抗震性能试验概况 177

8.2　单肢钢管混凝土组合柱抗震性能试验结果 178

8.3　单肢钢管混凝土组合柱抗震性能分析 181

8.4　结论 182

第9章　钢管混凝土格构柱的抗震性能 183

9.1　钢管混凝土格构柱抗震性能试验概况 183

9.2　试验结果及分析 185

9.2.1　试验现象 185

9.3　四肢钢管混凝土格构柱抗震性能参数分析 192

9.3.1　轴压比 193

9.3.2　长细比 195

9.3.3　混凝土强度 196

9.3.4　肢管钢材屈服强度 198

9.3.5　缀管截面尺寸 200

9.3.6　缀管钢材屈服强度 201

9.4　钢管混凝土格构柱恢复力模型 202

9.4.1　P-?骨架曲线 202

9.4.2　P-?滞回曲线 207

9.5　结论 210

第10章　单肢钢管混凝土组合柱的稳定承载力 211

10.1　单肢钢管混凝土组合柱稳定承载力试验研究 211

10.1.1 试验概述 211

10.1.2 试验结果及分析 215

10.2 单肢钢管混凝土组合柱稳定承载力理论分析 226

10.2.1 基本假设 226

10.2.2 轴压短柱弹塑性全过程分析 229

10.2.3 偏压构件、截面全过程分析 239

10.3 单肢钢管混凝土组合柱稳定承载力和变形实用计算公式 247

10.3.1 承载力主要参数影响因素分析 247

10.3.2 承载力实用计算公式 252

10.3.3 截面刚度实用计算公式 258

10.4 单肢钢管混凝土组合截面实用计算方法 260

10.4.1 轴力（组合应力）-应变关系实用计算方法 260

10.4.2 轴力-弯矩-曲率关系实用计算方法 262

10.4.3 组合截面实用计算方法在有限元法中的应用 266

10.5 单肢钢管混凝土组合柱钢管局部屈曲分析 269

10.5.1 钢管线性小挠度屈曲理论分析 269

10.5.2 非线性大挠度屈曲理论分析 272

10.5.3 非轴对称变形的线性大挠度屈曲理论分析 274

10.5.4 算列分析 275

10.6 结论 276

第11章　钢管混凝土格构柱的稳定承载力 278

11.1　钢管混凝土格构柱稳定承载力试验研究 278

11.1.1　试验概况 278

11.1.2　试验结果分析 280

11.1.3　试验结果与CECS 28∶90规程计算结果的比较 283

11.2　钢管混凝土格构柱偏压极限承载力分段合成法 284

11.2.1　基本假设 284

11.2.2　钢管的应力与应变关系 284

11.2.3　核心混凝土的应力与应变关系 285

11.2.4　考虑剪切变形的钢管混凝土格构柱平衡方程 286

11.2.5　数值算法的实现 289

11.2.6　数值算例 290

11.3　钢管混凝土格构柱偏压极限承载力模型柱法 292

11.3.1　基本假设 292

11.3.2　中截面平衡方程的推导 292

11.3.3　数值算法的实现 293

11.3.4　数值算例 293

11.4　钢管混凝土格构柱轴压极限承载力的数值计算方法 295

11.4.1　基本假设 295

11.4.2　考虑初弯曲和剪切变形的中截面平衡关系 296

11.4.3　有初弯曲轴压杆极限荷载数值算法的实现 298

11.4.4　计算结果 299

11.5　钢管混凝土格构柱稳定承载力影响因素分析 300

11.5.1　偏心折减系数与换算长细比关系 300

11.5.2　偏心折减系数分析 301

11.5.3　长细比折减系数分析 304

11.6　钢管混凝土格构柱稳定承载力设计计算方法 308

11.6.1　偏心折减系数 308

11.6.2　长细比折减系数公式原型 309

11.6.3　混凝土强度对长细比折减系数的影响分析 312

11.6.4　钢材强度对长细比折减系数的影响分析 313

11.6.5　等效长细比关于钢材及混凝土强度的修正分析 313

11.6.6　缀条壁厚对长细比折减系数影响分析 315

11.6.7　长细比折减系数半理论半经验公式 315

11.7　格构柱缀条钢管的稳定性分析 317

11.7.1　缀条钢管轴压整体屈曲荷载的计算 317

11.7.2　缀条钢管轴压整体稳定计算 319

11.7.3　格构柱缀条钢管的局部屈曲分析 319

11.8　结论 320

参考文献 322

第三篇　钢-混凝土组合结构

第12章　绪论 329

12.1　组合结构抗震性能研究现状 329

12.2　组合结构稳定性研究现状 330

12.3　目前研究存在的问题 331

12.4　本篇主要研究内容 331

第13章　组合框架结构抗震性能 333

13.1　组合框架抗震性能试验研究 333

13.1.1　试验概述 333

13.1.2　试验结果及分析 340

13.2　组合框架抗震性能分析 346

13.2.1　组合框架的延性 346

13.2.2　组合框架的强度退化 347

13.2.3　组合框架的刚度退化 349

13.2.4　组合框架的耗能能力 350

13.3　组合框架的恢复力模型 351

13.3.1　组合框架P-?骨架曲线影响参数分析 351

13.3.2　组合框架二阶弹性分析 353

13.3.3　组合框架P-?骨架曲线模型 356

13.4　结论 365

第14章　组合框架结构地震弹塑性时程分析 366

14.1　组合框架结构分析模型 366

14.2　组合框架构件的简化弯矩-曲率恢复力模型 367

14.2.1 组合梁恢复力模型参数确定 368

14.2.2 钢管混凝土柱恢复力模型参数确定 370

14.3　组合框架动力有限元计算理论 370

14.3.1 单元瞬时质量矩阵 370

14.3.2 单元瞬时刚度矩阵 371

14.3.3 单元瞬时阻尼矩阵 373

14.4　地震波的选择与输入 373

14.5　组合结构弹塑性地震响应的数值分析以及程序设计 374

14.6　算例分析 377

14.6.1 算例一 377

14.6.2 算例二 380

14.7　结论 382

第15章　基于性能的组合框架结构抗震分析 383

15.1　组合框架结构改进的静力弹塑性反应分析 383

15.1.1 等效单自由度体系 384

15.1.2 弹塑性需求谱 386

15.1.3 算例分析 388

15.2　组合框架结构目标位移的计算方法 391

15.2.1 组合框架结构侧移的近似计算 391

15.2.2 钢管混凝土柱的组合剪切刚度和组合轴向刚度 395

15.2.3 组合框架结构的延性系数 398

15.2.4 组合框架结构层间屈服位移 400

15.2.5 相同抗弯刚度下组合框架结构梁柱承载力验算方法 407

15.2.6 算例分析 409

15.3　组合框架结构基于能量的地震反应分析 415

15.3.1 能量定义及方程求解 416

15.3.2 能量方程求解 421

15.3.3 组合框架单自由度体系能量地震反应分析 422

15.3.4 组合框架多自由度体系能量地震反应分析 425

15.3.5 组合结构能量地震反应分析 430

15.3.6 组合框架能量分析方法与有限元分析对比 432

15.4　地震作用下组合框架结构能量分配规律分析 435

15.4.1 地震波的选用 435

15.4.2 组合框架有限元计算模型 438

15.4.3 组合框架总输入能量分配规律 441

15.4.4 组合框架楼层层间能量分配 447

15.4.5 组合框架中柱、梁板间能量分配规律 453

15.5　组合框架结构抗震性能评价 457

15.5.1 RC框架与组合框架抗震性能对比分析 457

15.5.2 组合框架结构抗震性能评价 462

15.5.3 基于能量的组合框架结构抗震性能评价方法 464

15.6　结论 465

第16章　组合框架结构的稳定性 467

16.1　考虑组合效应的组合框架弹性稳定分析 467

16.1.1 组合框架的屈曲模态 467

16.1.2 弹性屈曲荷载的求解原理 467

16.1.3 梁柱单元的几何刚度矩阵 468

16.1.4 考虑组合效应的组合框架弹性屈曲荷载 471

16.1.5 算例分析 473

16.2　考虑组合效应的组合框架计算长度法 475

16.2.1 对传统方法基本假设的修正 475

16.2.2 组合框架节点的初始转动刚度 478

16.2.3 组合框架梁、柱的转角位移方程 479

16.2.4 考虑组合效应的柱计算长度系数的求解方程 481

16.2.5 算例分析 486

16.3　考虑二阶效应的组合框架稳定分析 487

16.3.1 组合框架二阶弹性分析方法 488

16.3.2 二阶效应对组合框架内力和位移的影响 491

16.3.3 半刚性连接对组合框架的二阶内力、位移的影响 494

16.3.4 半刚性组合框架的二阶分析方法 499

16.3.5 算例分析 501

16.4　组合框架的简化稳定设计方法 503

16.4.1 组合框架简化稳定设计方法 503

16.4.2 节点塑性极限转角 505

16.4.3 钢柱稳定设计 508

16.4.4 算例分析 511

16.5　结论 513

参考文献 515

《钢-混凝土组合结构抗震及稳定性》是在作者完成了大量的钢-混凝土组合梁、组合柱及其构成的组合框架结构的抗震性能及其稳定性试验研究的基础上，提出了经济合理的组合梁、单肢钢管混凝土柱、钢管混凝土格构柱和全组合框架结构的整体稳定及局部稳定的计算理论与设计方法，完善和发展了组合梁、钢管混凝土单肢柱及格构柱和组合框架结构体系的抗震分析理论与设计方法，为我国完善组合结构设计规程奠定了理论基础。
　　本书可供从事组合结构设计、教学和科研人员借鉴和参考。