钢-混凝土组合结构原理与实例

前言

第1章绪论

1.1引言

1.2组合结构的历史回顾和发展现状

1.2.1钢-混凝土组合构件和节点

1.2.2钢-混凝土组合结构体系

1.3组合结构研究及应用展望

1.3.1新型组合构件

1.3.2超高层与大跨组合结构体系

1.3.3新型组合结构在隧道、深井、海洋平台等领域的应用

1.3.4组合加固技术

1.4小结

参考文献

第2章高层混合结构的抗震性能

2.1引言

2.2混合结构的地震反应分析模型

2.3框架-混凝土核心筒结构的抗侧刚度解析

2.3.1带加强层结构的抗侧刚度解析

2.3.2无加强层结构的抗侧刚度解析

2.3.3统一刚度比参数及合理取值范围

2.4钢框架-混凝土核心筒结构的位移限值

2.4.1带加强层钢框架-混凝土核心筒结构

2.4.2无加强层钢框架-混凝土核心筒结构

2.4.3位移角限值取值方法探讨

2.5混合结构的抗震安全评价

2.5.1抗震安全评价流程

2.5.2结构算例及可比性分析

2.5.3方法验证

2.5.4混合结构的安全性能比较

参考文献

第3章考虑组合楼盖作用的框架抗震性能

3.1引言

3.2钢-混凝土组合框架的试验研究

3.2.1试验概况

3.2.2弹性试验结果及分析

3.2.3破坏试验结果及分析

3.3钢-混凝土组合楼盖面内作用分析

3.3.1几何模型

3.3.2参数分析

3.3.3刚度比R

3.4钢-混凝土组合楼盖面外作用分析

3.4.1简述

3.4.2钢-混凝土组合梁的M-■关系

3.4.3组合框架静力弹塑性分析

3.5钢-混凝土组合框架计算方法

3.5.1简述

3.5.2组合楼盖层剪力分配的简化计算

3.5.3框架组合梁的混凝土翼缘有效宽度

3.5.4框架组合梁刚度的近似计算

3.6小结

参考文献

第4章双向钢-混凝土组合梁板体系

4.1引言

4.2双向组合梁板体系的试验研究

4.2.1试验概况

4.2.2简支双向组合梁板体系的弹性试验结果及分析

4.2.3简支双向组合梁板体系的塑性试验结果及分析

4.2.4钢梁铰接混凝土板连续双向组合梁板体系的弹性试验结果

4.2.5钢梁铰接混凝土板连续双向组合梁板体系的塑性试验结果

4.3简支双向组合梁板体系混凝土板有效翼缘宽度分析

4.3.1分析模型

4.3.2双向组合梁板体系中组合梁抗弯刚度

4.3.3膜应力分析

4.3.4弯曲应力分析

4.3.5剪切有效翼缘宽度分析

4.3.6弯曲有效翼缘宽度分析

4.4双向组合梁板体系的弹性分析

4.4.1简支双向组合梁板体系的弹性分析

4.4.2钢梁铰接混凝土板连续双向组合梁板体系的弹性分析

4.4.3角点支承双向组合梁板体系的弹性分析

4.5双向组合梁板体系的极限承载力分析

4.5.1简支双向组合梁板体系极限承载力分析

4.5.2钢梁铰接混凝土板连续双向组合梁板体系极限承载力分析

4.6小结

参考文献

第5章方钢管混凝土-组合梁节点的抗震性能

5.1引言

5.2试验研究

5.2.1试验方案

5.2.2试验结果

5.3节点抗弯承载力分析

5.3.1节点抗弯承载力分析

5.3.2试验验证

5.4节点抗剪性能分析

5.4.1剪力-剪切变形曲线的恢复力模型

5.4.2方钢管混凝土柱节点的抗剪承载力分析

5.5节点变形分析

5.5.1梁端变形分析

5.5.2试验验证

5.6方钢管混凝土柱节点的设计方法

5.6.1节点的抗弯承载力设计方法

5.6.2节点的抗剪承载力设计方法

5.6.3节点的构造措施建议

参考文献

第6章钢管混凝土格构柱受力性能研究

6.1引言

6.2钢管混凝土格构柱轴压试验研究

6.2.1试验概况

6.2.2试验方案

6.2.3双肢钢管混凝土格构柱试验结果

6.2.4三肢钢管混凝土格构柱试验结果

6.2.5四肢钢管混凝土格构柱试验结果

6.3轴心受压钢管混凝土格构柱剪力计算

6.3.1剪力计算公式推导

6.3.2参数分析与公式回归

6.3.3结语

6.4小结

参考文献

第7章组合转换框架的试验研究与分析

7.1引言

7.2钢-混凝土组合转换梁的受力性能

7.2.1正截面承载力分析

7.2.2考虑滑移效应时组合转换梁的刚度

7.3钢-混凝土组合转换框架的试验研究

7.3.1试验概况

7.3.2试验设计及试验内容

7.3.3试验结果分析

7.4钢-混凝土组合转换框架有限元分析

7.4.1试验模型有限元分析

7.4.2转换梁刚度对转换框架受力性能的影响

7.4.3转换梁刚度对转换框架破坏机制的影响

7.5转换梁选型及设计方法

7.5.1转换梁选型建议

7.5.2组合转换梁设计方法

参考文献

第8章组合梁的抗扭性能研究

8.1引言

8.2钢筋混凝土板式构件的抗扭分析

8.2.1试验研究概况

8.2.2钢筋混凝土变角软化桁架模型

8.2.3板式构件抗扭机理分析

8.2.4对Marti等人试验的进一步分析

8.3钢-混凝土组合I形梁的抗扭分析

8.3.1试验研究概况

8.3.2扭转中的组合作用

8.3.3抗扭分析模型

8.3.4简化分析模型

8.3.5弯扭相关强度

8.4钢-混凝土组合箱梁的抗扭分析

8.4.1试验研究概况

8.4.2抗扭分析模型

8.4.3讨论

8.4.4弯扭相关强度

参考文献

第9章槽形钢-混凝土组合梁

9.1引言

9.1.1城市轨道高架桥上部梁结构形式

9.1.2钢筋混凝土槽形梁

9.2一种新型的U形截面(槽形)钢一混凝土组合梁

9.3槽形组合梁基本受力性能初探

9.3.1单元类型

9.3.2线路和轨道条件

9.3.3荷载类型

9.3.4槽形组合梁的有限元计算模型

9.3.5槽形组合梁的非线性弹性分析

9.4槽形组合梁的试验研究

9.4.1构件设计

9.4.2材料性能

9.4.3试验装置及加载方案

9.4.4测点布置方案

9.4.5槽形组合梁试验结果

9.4.6试验与计算结果的对比

9.5小结

参考文献

第10章钢板-混凝土组合加固技术

10.1引言

10.2钢板-混凝土组合抗弯加固的试验研究

10.2.1试验概况

10.2.2构件设计

10.2.3构件制作

10.2.4材料性能

10.2.5试验装置及量测方案

10.2.6钢板-混凝土组合梁试验结果及分析

10.2.7钢板-混凝土组合抗弯加固梁试验结果及分析

10.3钢板-混凝土组合抗弯加固承载力的理论分析

10.3.1二次受力构件滞后应变计算

10.3.2开裂荷载

10.3.3截面抗弯承载力

10.3.4界面剥离破坏荷载

10.4钢板-混凝土组合抗弯加固正常使用极限状态分析

10.4.1组合抗弯加固的挠度计算

10.4.2组合抗弯加固的裂缝宽度计算

10.5钢板-混凝土组合抗弯加固界面受力分析

10.5.1简述

10.5.2组合抗弯加固中栓钉的实际承载力

10.5.3组合抗弯加固新老混凝土界面承载力

10.6小结

参考文献

第11章组合结构工程实例

11.1高层及超高层建筑

11.1.1北京财源国际中心西塔

11.1.2天津津塔

11.1.3广州合景大厦

11.1.4东莞青少活动中心

11.2大跨建筑

11.2.1武昌火车站

11.2.2吴江大厦

11.2.3北京大屯路下穿隧道工程

11.3桥梁结构

11.3.1潍坊市跨济青高速立交桥

11.3.2河南漯平高速甘刘立交桥

11.3.3厦门圆博园11号桥

11.3.4重庆观音岩长江大桥

11.3.5青岛海湾大桥

11.4结构加固改造

11.4.1工型混凝土梁组合加固

11.4.2工型混凝土梁组合加固

11.4.3箱形混凝土梁组合加固

11.4.4混凝土桥梁组合加宽

11.4.5地下通道组合加固

11.4.6既有建筑增层改造

11.5其他结构

11.5.1大型烟囱组合结构隔板

11.5.2铁路隧道组合结构衬砌

参考文献

　　本书共分11章，较为系统地总结了作者近年来在钢一混凝土组合结构体系和新型钢一混凝土组合结构方面的一些研究成果。各章首先介绍了研究对象的工程背景和现存的问题，然后对相关的试验方案及结果、计算模型和分析结论以及设计方法等进行了阐述。　　本书是作者从事钢一混凝土组合结构研究部分成果的总结。书中阐述了作者所提出的几种新型组合结构的研究背景和工程应用价值，重点介绍了有关试验研究的具体内容和主要结果，同时对计算模型、数值模拟、理论分析和设计方法等进行了详细介绍。本书主要内容包括混合结构体系的抗震性能、组合楼盖对结构抗震性能的影响、双向大跨组合楼盖的空间受力性能、钢梁翼缘贯通式组合节点、格构式钢管混凝土柱、钢与混凝土组合转换结构、组合梁的抗扭性能、槽形钢-混凝土组合梁以及钢-混凝土组合加固技术等，同时包括了多项组合结构的工程应用实例。本书侧重于揭示组合结构构件及体系的受力机理和规律，同时兼顾其在工程应用中的实际需求和可操作性，并给出了相关实用的设计计算方法。　　本书可供土木工程领域从事科研和设计的工程技术人员、高等院校相关专业的教师及研究生参考。【作者简介】　　聂建国，博士，1958年生，湖南衡阳人。现任清华大学土木工程系教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，结构工程研究所所长、结构工程与振动教育部重点实验室主任、土木工程系和建设管理系学术委员会主任。兼任中国钢结构协会钢一混凝土组合结构分会常务副理事长、中国建筑学会建筑结构分会副理事长等职。已从事钢-混凝土组合结构研究近30年，多项成果被《钢结构设计规范》、《公路钢结构桥梁设计规范》、《钢-混凝土组合结构设计规程》等6部规范规程所采用。在结构工程领域国际著名期刊JournalofStructuralEngineering-ASCE等发表论文15篇，国内著名期刊《土木工程学报》和《建筑结构学报》发表论文50篇。先后主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目、北京市自然科学基金重点项目等40余项科研项目。曾获国家科技进步二等奖1项，获省部级科技进步一、二等奖10项。获首届中国百篇最具影响国内学术论文奖。授权发明专利6项，获全国优秀博士后称号。