鋼-輕骨料混凝土組合梁試驗與分析讀者對象

土木工程類、建筑類科研、應用人員及高校學生

吉林建筑大學建工學院院長，資深教授，博士生導師，吉林省建筑工程專家，在國外核心期刊發(fā)表數(shù)十篇論文，出版專著數(shù)部，承擔建設部等科研課題多項。

本書可供土木工程技術人員、科研人員及有關專業(yè)師生參考。 與本書研究內容有關的項目及編號： 1.建設部項目：“鋼與輕骨料混凝土組合梁試驗研究”（05-k5-10） 2.吉林省科技廳項目：“鋼與輕骨料混凝土組合梁的理論與試驗研究”(20050531)3.吉林省交通廳項目：“鋼與輕骨料混凝土組合梁的應用研究”（2005-1-18） 4.吉林省科技廳項目：“北方寒地節(jié)能抗震住宅關鍵技術研究”（201205083） 5.吉林省教育廳項目：“輕鋼結構節(jié)能一體化技術體系研究”（吉教合字[2009]第185號）

1 緒 論.........................................................................11.1

引言........................................................................11.2

鋼—混凝土組合梁在國內外的發(fā)展及應用 ................................21.3

輕骨料混凝土結構 ....................................................... 91.4

鋼—輕骨料混凝土組合梁國內外研究現(xiàn)狀 ................................ 132

鋼—輕骨料混凝土組合梁的有效寬度分析 ..................................... 192.1

計算方法簡介 .......................................................... 192.2

影響有效寬度的因素 ..................................................... 212.3

各國規(guī)范對組合梁翼板有效寬度的規(guī)定 ................................... 222.4

翼緣板有效寬度分析 .................................................... 232.5

鋼—輕骨料混凝土組合梁有效寬度分析 .................................... 242.6

鋼—輕骨料混凝土組合梁考慮滑移的有效寬度分析 ................ 322.7

小結 ................................................................. 403

鋼 — 輕骨料混凝土連接件推出試驗 .......................................... 433.1

推出試件的設計與制作 ................................................... 433.2

材料性能 ............................................................. 453.3

推出試驗 .............................................................. 483.4

小結 .................................................................. 504

推出試驗結果分析........................................................514.1.

試驗測量結果 ......................................................... 514.2

推出試件受力模型及破壞形態(tài) ............................................. 544.3

栓釘連接件荷載—滑移分析 ............................................. 564.4

輕骨料混凝土板的掀起分析 .............................................. 584.5

界面滑移分析 ......................................................... 594.6

小結 ................................................................ 625

鋼—輕骨料混凝土栓釘連接件承載力分析 ..................................... 635.1

栓釘連接件的工作機理 .................................................. 635.2

鋼材本構關系 ......................................................... 645.3

栓釘連接件施加反力計算 .................................................. 655.4

計算結果分析 .......................................................... 685.5

計算結果與試驗結果的對比分析 .......................................... 735.6

栓釘連接件承載能力分析 ............................................... 735.7

小結 ................................................................. 756

鋼 — 輕骨料混凝土組合梁模型試驗 .......................................... 776.1

試件的設計與制作 ...................................................... 776.2

輕骨料混凝土組合試驗梁材料性能 ........................................... 806.3

輕骨料混凝土組合梁試驗測試 ............................................. 816.4

小結 ................................................................ 847

鋼—輕骨料混凝土組合梁試驗結果分析 ...................................... 857.1

試件破壞形式 ..................................................................... 857.2

荷載—位移曲線 ...................................................................... 877.3

輕骨料混凝土荷載—應變曲線 ........................................... 877.4

鋼梁荷載—應變曲線 .................................................. 897.5

鋼梁和輕骨料混凝土板跨中截面的應變分布 ........................... 907.6

輕骨料混凝土板跨中寬度方向應變分布 ................................... 917.7

輕骨料混凝土組合梁滑移曲線 ........................................... 927.8

輕骨料混凝土組合梁撓度分布曲線 ........................................ 937.9

輕骨料混凝土組合梁與普通混凝土組合梁延性對比分析 ....... 947.10

小結 ...................................................................... 958

鋼—輕骨料混凝土組合梁抗彎承載力分析 ...................................... 978.1

組合梁材料本構關系 .................................................... 978.2

滑移效應對組合梁承載力的影響分析 ....................................... 998.3

輕骨料混凝土組合梁彈性抗彎承載力分析 ............................... 1018.4

輕骨料混凝土組合梁塑性抗彎承載力分析 ............................... 1038.5

有效寬度對極限抗彎承載力的影響 ....................................... 1058.6

鋼—輕骨料混凝土簡支組合梁的M—φ關系 ................................ 1078.7

輕骨料混凝土組合梁抗彎承載力實用計算方法 ....................... 1108.8

小結 ................................................................ 1119

鋼—輕骨料混凝土組合梁變形計算 ............................................ 1139.1

有效寬度對鋼-輕骨料混凝土組合梁撓度的影響 .................... 1139.2

抗剪連接件對鋼—輕骨料混凝土組合梁撓度的影響 ................ 1149.3

滑移效應對鋼—輕骨料混凝土組合梁撓度的影響 .................... 1169.4

輕骨料混凝土組合梁實用變形計算方法 ................................... 1319.5

小結 ............................................................. 13410

體外預應力鋼—輕骨料混凝土組合連續(xù)梁變形性能 ...................... 13510.1

影響體外預應力鋼—輕骨料混凝土組合梁變形性能的因素 .. 13510.2

體外預應力鋼—輕骨料混凝土組合連續(xù)梁變形性能 .............. 13910.3

體外預應力鋼—輕骨料混凝土組合連續(xù)梁試驗分析 .............. 15110.4

體外預應力鋼—輕骨料混凝土組合連續(xù)梁有限元模擬分析 .. 16810.5

計算結果分析 ................................................... 17110.6

小結 ............................................................... 178

參考文獻.................................................................. 179 2100433B

針對基礎設施中日益嚴重的鋼材銹蝕問題和純FRP（纖維增強復合材料）結構初次投入大、剛度低等不足，本項目意在發(fā)展新型、高耐久性的FRP-混凝土組合梁。首先，設計兩種新型、高耐久性的FRP-混凝土組合梁；其次，通過試驗研究FRP與混凝土連接性能，探尋多試驗參數(shù)對連接性能的影響規(guī)律，建立FRP/混凝土界面粘結-滑移本構模型，提出實用的組合界面抗剪設計方法；再次，通過理論分析、數(shù)值模擬與試驗研究FRP-混凝土組合梁基本力學性能，歸納、總結和完善已有的組合梁基本力學性能理論分析方法，提出適合初步設計的簡化分析與設計方法；最后，通過理論分析、數(shù)值模擬與試驗研究FRP-混凝土組合梁長期力學性能（徐變、疲勞和溫差），提出組合梁長期力學性能理論分析方法。通過上述組合梁受力性能的系統(tǒng)研究，建立一套實用的FRP-混凝土組合梁受力性能分析、試驗與設計方法，為推廣該新型組合梁在實際工程中應用提供科學依據(jù)。

《鋼-混凝土組合梁結構:試驗、理論與應用》書中介紹的研究內容包括簡支組合梁的承載力及變形計算，組合梁的受剪、受扭性能，連續(xù)組合梁及預應力組合梁的性能，混凝土翼板開洞組合梁，抗剪連接件的性能及設計方法，組合梁的疲勞性能、抗震性能以及高強混凝土組合梁的性能等?！朵?混凝土組合梁結構:試驗、理論與應用》側重對試驗結果的描述和對組合梁受力機理及設計方法的闡述，可供從事土木工程專業(yè)的廣大科技工作者和設計人員參考，也可以作為研究生和本科生的學習參考書使用。

針對基礎設施中日益嚴重的鋼材銹蝕問題和純FRP（纖維增強復合材料）結構初次投入大、剛度低等不足，本項目發(fā)展了一種新型高耐久性的FRP-混凝土組合梁。首先，通過單剪試驗對4種FRP與混凝土間連接方式的粘結性能進行了較系統(tǒng)的研究，考察了這4種連接方式的粘結破壞特征和粘結-滑移關系，分析了多種因素對FRP與混凝土間粘結性能的影響，并提出了FRP剪力鍵抗剪設計方法。試驗結果表明：4種優(yōu)化后的連接方式均可作為FRP-混凝土組合結構中有效的組合界面連接措施。其次，在分析了該新型組合梁中可能發(fā)生的各種失效模式的基礎上，歸納、總結和完善了已有的組合梁基本力學性能理論分析方法，提出了適合組合梁初步設計的簡化分析與設計方法，并給出了三種優(yōu)化失效模式下的設計步驟；對1根純FRP梁、3根FRP-混凝土組合梁進行了彎曲試驗研究，考察了組合梁試件中各種連接的性能，了解了組合梁試件的極限抗彎承載力及其失效模式，同時對組合梁試件進行了詳細的有限元分析。研究表明：增加混凝土層后，組合梁試件的剛度得到了大幅提高，同時試件的造價剛度比也大幅下降，有限元分析可以很好地預測試件的靜力性能。再次，對FRP-混凝土組合梁的徐變和疲勞性能進行了詳細分析，提出了經歷持續(xù)加載和循環(huán)加載后組合梁剩余強度和變形的預測方法；考察了溫度改變引起的CFRP/GFRP界面應力分布情況，對溫差作用下的組合梁性能進行了分析；在此基礎上，提出了組合梁長期力學性能（徐變、疲勞和溫差）的理論分析方法。將兩種徐變理論預測法與徐變試驗結果進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)理論預測值與試驗結果吻合得很好。研究表明所提出的理論分析方法可用于長期荷載作用下組合梁的優(yōu)化設計。最后，對一根FRP梁和一根FRP-混凝土組合梁進行了靜載試驗，研究了基于嵌入式FBG的FRP-混凝土組合梁自感知特性；基于FBG監(jiān)測應變數(shù)據(jù)，提出了具有自感知特性FRP-混凝土組合梁的性能預測方法；研究結果表明：嵌入式FBG傳感器能非常準確地反映FRP試件的內部應變，基于FBG監(jiān)測應變可很好地預測FRP-混凝土組合梁的荷載和撓度等性能。通過上述組合梁受力性能的系統(tǒng)研究，建立了一套實用的FRP-混凝土組合梁受力性能分析、試驗與設計方法，為推廣該新型組合梁在實際工程中應用提供科學依據(jù)。 2100433B