钢管约束混凝土结构

第1章绪论

1.1研究背景

1.2钢管约束混凝土结构的特点

1.3钢管约束混凝土结构的研究

1.3.1钢管约束素混凝土的早期探索性研究

1.3.2外包约束钢在结构竖向构件加固领域的研究

1.3.3Tomii课题组对钢管约束钢筋混凝土的研究

1.3.4钢管约束钢筋混凝土桥墩的研究

1.3.5国内学者针对钢管约束混凝土结构的研究

1.3.6基于钢管约束混凝土的创新性研究

1.4钢管约束混凝土结构的应用

1.5本书主要内容

参考文献

第2章钢管约束混凝土短柱的轴压性能与设计方法

2.1试验研究

2.1.1试验概况

2.1.2破坏模式

2.1.3荷载-竖向平均应变曲线

2.1.4荷载-钢管应力曲线

2.2钢管约束机理分析

2.2.1约束混凝土横向应变模型

2.2.2特征截面钢管应力分析

2.2.3峰值荷载对应的钢管应力分析

2.2.4等效约束应力

2.3钢管约束混凝土受压本构模型

2.3.1研究范围·

2.3.2骨架曲线

2.3.3加卸载规则

2.4截面轴压承载力

2.4.1钢管径/宽厚比建议范围

2.4.2 轴压承载力计算公式

参考文献

……

第3章钢管约束混凝土中长柱的轴压性能与设计方法

第4章钢管约束混凝土短柱的偏压性能与设计方法

第5章钢管约束混凝土中长柱的偏压性能与设计方法

第6章钢管约束钢筋/型钢混凝土柱的抗震性能与设计方法

第7章钢管约束钢筋混凝土柱-RC梁节点的静力性能与设计方法

第8章圆钢管约束钢筋混凝土柱-RC梁节点的抗震性能与设计方法

第9章 美解管约来准有主桂钢梁节点的力学性能与设计方洗

第10章 钢管约束混凝土框果的抗震性能试验研究

第11章钢管约束混凝土框架结构体系抗震分析与设计方法

第12章圆钢管约束混凝土柱抗火性能与设计方法

第13章 钢管约束混凝土结构典型工程应用

第1章绪论

1.1研究背景

改革开放以来，随着我国城市化水平的不断提高，土木建筑与城镇基础设施建设快速发展1。与此同时，城市化进程也加速了土地资源的消耗，为了更紧凑、合理地利用城市空间，高层建筑、地下工程、大跨度场馆和桥梁等得到大力发展，这为我国建筑及结构工程的发展带来了空前的机遇和挑战。钢-混凝土组合结构力学性能优异且经济性能突出，在我国的结构工程领域发展迅速，成为结构工程领域的重要组成。我国已建成的超高层建筑中，一半以上采用了钢-混凝土组合结构，且组合结构在其他大型复杂结构中的应用也非常广泛（24]。在我国土木工程事业的未来发展中，随着建筑材料技术的不断进步，高强钢材和高强混凝土的应用将日益普遍。材料高强化可降低结构材料用量，提高结构耐久性，符合绿色建筑发展趋势，具有显著的经济和社会效益。但材料高强化也使得钢材的局部屈曲问题和混凝土的低延性问题更为突出，这是高强材料应用必须解决的难题。在工程中采用合理设计的钢一混凝土组合结构可充分利用高强钢材和高强混凝土的优点并克服其各自的不足。大力发展钢一混凝土组合结构，探索高效的新型组合结构形式，完善新型组合结构的设计理论，是结构工程领域未来发展的重要趋势。

钢管混凝土（concrete filled steel tube,CFT）柱和型钢混凝土（steel reinforcedconcrete，SRC）柱作为组合结构体系的主要竖向承重构件，具有力学性能优异、造价适中等优点，被结构工程师广泛认可，在各类高层及复杂结构中被广泛应用[5-9)]。然而，随着工程实践经验的不断积累，钢管混凝土柱和型钢混凝土柱也暴露出一些不足。钢管混凝土框架柱虽与钢梁连接方便，但钢梁的造价明显高于钢筋混凝土(reinforcedconcrete，RC）梁。因此在工程实践中，即使框架柱为钢管混凝土柱，结构工程师也常采用RC梁以降低造价。但钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接复杂[10]，施工难度大，造价高，成为工程中的难题，如图1.1.1所示。在抗震结构中采用高强材料的钢管混凝土柱时，必须严格限制轴压比和钢管径厚比/宽厚比，不能充分利用高强钢材和高强混凝土的承载能力；钢管混凝土柱一般需在钢管外喷涂防火保护层，造价高，经济效果不理想。与钢管混凝土柱相比，型钢混凝土柱的抗火性能优越，且型钢无局部稳定问题；由于箍筋对混凝土的约束作用弱，导致型钢混凝土柱轴压比限值低，不能充分利用高强材料的强度。型钢混凝土超短柱在水平地震作用下易发生斜压破坏，延性差，宜避免采用。型钢混凝土柱与RC梁的连接柱节点存在连接复杂[11]、施工困难的问题，是工程实践中的难题。此外，由于型钢混凝土框架柱中需设置钢筋笼，节点区钢筋笼与钢梁相交，柱纵筋需穿过钢梁翼缘，节点区柱箍筋也需贯穿钢梁腹板，现场施工复杂，难以发挥钢结构施工方便、快捷的优点。

……

本书通过大量试验研究、数值模拟、理论分析，系统论述了钢管约束混凝土结构的力学性能与设计理论，内容涵盖钢管约束混凝土本构模型、构件及节点连接受力性能与设计方法、构件抗火性能与设计方法、结构体系抗震性能与设计理论等，结合典型工程案例介绍钢管约束混凝土结构的设计与施工技术。钢管约束混凝土结构的抗震和抗火性能优越，能充分发挥高强材料性能，建设成本低，综合效益好，具有广阔的应用前景。