内置型钢混凝土组合结构受力性能及设计方法

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 内置型钢混凝土梁 3

1.3 内置钢箱混凝土梁 4

1.4 内置空腹式型钢混凝土柱 5

1.5 组合框架结构 5

1.6 存在问题 7

参考文献 7

第2章 内置H型钢预应力混凝土简支梁 10

2.1 引言 10

2.2 试验概况 10

2.2.1 试件设计与制作 10

2.2.2 材料性能 11

2.2.3 试验装置及测点布置 11

2.2.4 加载制度 13

2.3 试验现象 13

2.4 试验结果及分析 14

2.5 正截面计算方法 18

2.5.1 正截面受弯承载力 18

2.5.2 裂缝宽度 20

2.5.3 刚度计算 23

2.6 本章小结 24

参考文献 24

第3章 内置H型钢预应力混凝土连续梁 26

3.1 引言 26

3.2 试验概况 26

3.2.1 试件设计与制作 26

3.2.2 材料性能 28

3.2.3 试验装置及测点布置 29

3.2.4 连续梁形成与支座沉降差控制 30

3.2.5 加载制度 31

3.3 试验现象 31

3.3.1 试验梁YL-1 31

3.3.2 试验梁YL-2 32

33.3 试验梁YL-3 33

3.4 所得启示 35

3.5 试验结果及验证 35

3.6 数值分析 36

3.6.1 材料的本构模型 36

3.6.2 截面弯矩-曲率分析 37

3.6.3 参数分析 39

3.7 连续梁内力重分布性能 41

3.8 连续梁塑性铰性能 43

3.8.1 塑性铰的形成和发展 43

3.8.2 等效塑性铰长度 44

3.8.3 等效塑性铰区长度的取值 45

3.9 连续梁弯矩调幅分析 45

3.9.1 分析思路 45

3.9.2 以中支座相对塑性转角为自变量的弯矩调幅系数计算公式 46

3.9.3 基于中支座相对受压区高度的弯矩调幅系数计算公式 47

3.10 本章小结 48

参考文献 48

第4章 内置钢箱混凝土简支梁 50

4.1 引言 50

4.2 试验概况 50

4.2.1 试件设计与制作 50

4.2.2 材料性能 51

4.2.3 试验装置及测点布置 52

4.2.4 加载制度 53

4.3 试验现象 54

4.4 试验结果与分析 55

4.5 正截面计算方法 57

4.5.1 正截面受弯承载力 57

4.5.2 裂缝宽度 58

4.5.3 刚度 62

4.6 本章小结 64

参考文献 64

第5章 内置钢箱混凝土连续梁 65

5.1 引言 65

5.2 试验概况 65

5.2.1 试验梁设计与制作 65

5.2.2 材料性能 69

5.2.3 试验装置及测点布置 71

5.2.4 连续梁的形成及支座沉降差的控制 74

5.2.5 加载制度 75

5.3 试验现象 75

5.3.1 梁L-1 75

5.3.2 梁YL 77

5.4 所得启示 81

5.5 连续梁破坏标志 81

5.6 试验结果及验证 82

5.6.1 试验梁开裂弯矩及极限弯矩实测结果 82

5.6.2 跨中变形实测结果 83

5.6.3 无粘结筋应力增量实测结果 86

5.6.4 内置钢箱残余变形 87

5.7 连续梁内力重分布现象 87

5.8 连续梁塑性铰性能 90

5.8.1 塑性铰的形成和发展 90

5.8.2 等效塑性铰区长度的确定 91

5.8.3 等效塑性铰区长度的取值 94

5.9 连续梁弯矩调幅分析 94

5.9.1 分析思路 94

5.9.2 基于中支座塑性转角的弯矩调幅系数计算公式 95

5.9.3 基于中支座混凝土相对受压区高度的弯矩调幅系数计算公式 97

5.10 本章小结 98

参考文献 98

第6章 角钢混凝土柱 99

6.1 引言 99

6.2 试验概况 99

6.2.1 试件设计与制作 99

6.2.2 试验装置与加载制度 101

6.3 试验结果与分析 102

6.3.1 试验过程及破坏形态 102

6.3.2 钢材应变 103

6.3.3 滞回曲线 104

6.3.4 耗能性能 106

6.3.5 抗力衰减 108

6.3.6 刚度退化 109

6.3.7 骨架曲线 110

6.3.8 延性 111

6.3.9 抗震构造措施 113

6.4 正截面受力性能 113

6.4.1 试验得到的角钢混凝土柱正截面承载力 113

6.4.2 大偏压角钢混凝土柱正截面承载力 114

6.4.3 小偏压角钢混凝土柱正截面承载力 116

6.5 力学性能理论分析 119

6.5.1 材料的本构模型 119

6.5.2 截面弯矩-轴力-曲率分析 121

6.5.3 荷载-位移非线性分析 122

6.5.4 参数分析 124

6.5.5 恢复力模型 127

6.6 本章小结 134

参考文献 134

第7章 型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架抗震性能 136

7.1 引言 136

7.2 试验概况 137

7.2.1 试件设计与制作 137

7.2.2 材料性能 139

7.2.3 量测内容及测点布置 139

7.2.4 试验装置及加载制度 141

7.3 试验结果与分析 142

7.3.1 试验过程及现象描述 142

7.3.2 塑性铰区型钢的应变变化 144

7.3.3 裂缝分布及破坏形态 149

7.3.4 滞回曲线及骨架曲线 150

7.3.5 耗能能力 152

7.3.6 刚度退化 152

7.3.7 变形恢复性能 152

7.3.8 与其他类型框架抗震性能的比较 153

7.4 框架滞回性能分析 153

7.4.1 基本假定 154

7.4.2 材料本构关系 154

7.4.3 数值分析模型的建立 156

7.4.4 收敛准则及负刚度处理 158

7.4.5 计算结果 158

7.4.6 参数分析 159

7.4.7 滞回曲线的特点 174

7.4.8 水平荷载-位移恢复力模型 174

7.5 本章小结 177

参考文献 177

第8章 套建增层预应力型钢混凝土框架抗倒塌性能分析 179

8.1 引言 179

8.2 模型验证 179

8.2.1 数值模型建立 179

8.2.2 材料本构关系 180

8.2.3 梁柱截面恢复力模型 180

8.2.4 计算结果 181

8.3 结构分析模型 181

8.4 地震波的选取 182

8.5 地震反应分析 182

8.5.1 8度区罕遇地震作用下时程分析 182

8.5.2 7度区罕遇地震作用下时程分析 187

8.6 本章小结 188

参考文献 189

第9章 套建增层框架抗震性能决策系统及工程实例 190

9.1 引言 190

9.2 套建增层框架抗震性能决策系统简介 190

9.2.1 分析对象 190

9.2.2 套建增层框架抗震性能决策系统编制过程 191

9.3 套建增层框架的设计建议 193

9.3.1 外套分离式预应力钢筋混凝土框架 193

9.3.2 外套分离式巨型框架 194

9.3.3 设计建议 197

9.4 应用实例 198

9.4.1 实例背景 198

9.4.2 决策系统的应用 198

9.4.3 综合评价 203

9.5 本章小结 203

参考文献 204