混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析

第1章 非線性分析基礎(chǔ)

1.1 應(yīng)力與應(yīng)變分析

1.1.1 物體內(nèi)任意一點的應(yīng)力狀態(tài)

1.1.2 應(yīng)力不變量

1.1.3 主應(yīng)力求解

1.1.4 八面體正應(yīng)力和剪應(yīng)力

1.1.5 應(yīng)變張量及其分解

1.2 塑性理論中幾個基本概念

1.2.1 基本概念

1.2.2 實例分析

1.2.3 屈服條件

1.2.4 本構(gòu)方程

1.3 混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的意義及特點

1.3.1 混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的意義

1.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的主要方法及其特點

參考文獻(xiàn)

第2章 混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.1 混凝土破壞曲面的特點及表述

2.1.1 混凝土的破壞類型及其特點

2.1.2 混凝土破壞曲面的特點及其表述

2.2 古典強(qiáng)度理論

2.2.1 最大拉應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則（Maximum-Tensile-Stress Criterion（Rankine，1876）

2.2.2 最大拉應(yīng)變強(qiáng)度準(zhǔn)則（Maximum-Tensile-Stress Criterion（Mariotto，1682）

2.2.3 最大剪應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則（Shearing-Stress Criteria）

2.3 混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.3.1 二參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.3.2 三參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.3.3 四參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則

2.3.4 五參數(shù)強(qiáng)度準(zhǔn)則

參考文獻(xiàn)

第3章 材料本構(gòu)模型

3.1 一般說明

3.2 混凝土單軸受力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

3.2.1 混凝土單向受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

3.2.2 混凝土單向受拉應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

3.3 混凝土非線性彈性本構(gòu)模型

3.3.1 混凝土線彈性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

3.3.2 混凝土非線性彈性全量型本構(gòu)模型

3.3.3 混凝土非線性彈性增量型本構(gòu)模型

3.4 混凝土彈塑性本構(gòu)模型

3.4.1 混凝土彈塑性增量理論

3.4.2 混凝土彈塑性全量理論

3.5 混凝土損傷本構(gòu)模型

3.5.1 損傷力學(xué)的基本概念

3.5.2 單軸受力狀態(tài)下混凝土損傷本構(gòu)模型

3.5.3 多軸受力狀態(tài)下混凝土損傷本構(gòu)模型

3.5.4 混凝土動態(tài)損傷本構(gòu)模型

3.6 鋼筋的本構(gòu)模型

3.6.1 單向加載下鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型

3.6.2 反復(fù)加載下鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型

3.7 鋼筋與混凝土的粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型

3.7.1 鋼筋與混凝土的粘結(jié)

3.7.2 粘結(jié)強(qiáng)度的計算

3.7.3 單調(diào)荷載下粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)模型

3.7.4 反復(fù)荷載下粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型

參考文獻(xiàn)

第4章 混凝土結(jié)構(gòu)非線性全過程分析

4.1 有限元分析模型

4.1.1 整體式模型

4.1.2 分離式模型

4.1.3 組合式模型

4.1.4 嵌入式滑移模型

4.2 鋼筋與混凝土之間的聯(lián)結(jié)單元

4.2.1 雙彈簧聯(lián)結(jié)單元

4.2.2 四邊形滑移單元

4.3 單元開裂和屈服后的處理

4.3.1 裂縫的模擬

4.3.2 混凝土開裂、破壞后的處理

4.3.3 鋼筋單元達(dá)到屈服條件后的處理

4.3.4 聯(lián)結(jié)單元破壞后的處理

4.4 非線性問題的基本解法

4.4.1 非線性問題的基本解法

4.4.2 考慮結(jié)構(gòu)負(fù)剛度的一些算法

4.4.3 考慮時間效應(yīng)的非線性解法

4.4.4 非線性分析步驟

參考文獻(xiàn)

第5章 混凝土桿系結(jié)構(gòu)有限元分析

5.1 混凝土構(gòu)件截面分析

5.1.1 纖維截面分析模型

5.1.2 屈服面模型

5.1.3 多彈簧截面模型

5.2 混凝土構(gòu)件分析

5.2.1 一般桿件非線性有限元分析

5.2.2 鋼筋混凝土桿件非線性分析

5.3 混凝土桿系結(jié)構(gòu)有限元分析

5.3.1 一般說明

5.3.2 層模型的剛度矩陣

5.3.3 桿系模型的剛度矩陣

5.3.4 桿系-層模型的剛度矩陣

5.3.5 結(jié)構(gòu)動力非線性有限元分析

5.4 桿系結(jié)構(gòu)非線性分析實例

5.4.1 SRC框架結(jié)構(gòu)非線性分析

5.4.2 復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)整體非線性分析

參考文獻(xiàn)

第6章 靜力彈塑性分析

6.1 基本原理和方法

6.1.1 靜力彈塑性分析方法的基本假定

6.1.2 等效單自由度體系

6.1.3 目標(biāo)位移

6.1.4 水平荷載的加載模式

6.1.5 實施步驟

6.2 適應(yīng)譜Pushover分析方法

6.3 振型Pushover分析方法

6.3.1 單自由度彈性體系的地震反應(yīng)

6.3.2 多自由度彈性體系的地震反應(yīng)及Pushover分析

6.3.3 多自由度非彈性體系的地震反應(yīng)及Pushover分析

6.3.4 對振型Pushover分析方法的幾點改進(jìn)

參考文獻(xiàn)

第7章 混凝土結(jié)構(gòu)極限分析

7.1 結(jié)構(gòu)極限分析的基本原理及方法

7.1.1 結(jié)構(gòu)極限分析必須滿足的三個條件

7.1.2 結(jié)構(gòu)極限分析的基本假設(shè)

7.1.3 極限定理

7.1.4 求極限荷載的具體方法

7.1.5 結(jié)構(gòu)的極限分析與極限設(shè)計

7.2 混凝土構(gòu)件極限分析

7.2.1 塑流變形

7.2.2 內(nèi)功計算

7.2.3 應(yīng)用實例

7.3 鋼筋混凝土構(gòu)件極限分析

7.3.1 鋼筋混凝土隔板（Diaphragm）的受剪強(qiáng)度

7.3.2 鋼筋混凝土梁的受剪強(qiáng)度

7.4 鋼筋混凝土的板極限分析

7.4.1 上限解法

7.4.2 下限解法

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書是土木工程專業(yè)研究生系列教材之一，主要闡述了混凝土結(jié)構(gòu)的非線性全過程分析以及塑性極限分析方法。內(nèi)容包括非線性分析基礎(chǔ)、混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則、材料本構(gòu)模型、非線性全過程分析、混凝土桿系結(jié)構(gòu)有限元分析、靜力彈塑性分析和塑性極限分析等。

本書對混凝土強(qiáng)度準(zhǔn)則和本構(gòu)關(guān)系有較詳細(xì)的論述，力圖使讀者掌握這兩個問題的基本研究方法；較全面地介紹了靜力彈塑性分析方法，有利于讀者掌握其基本概念和方法；對混凝土和鋼筋混凝土構(gòu)件塑性極限分析的基本原理和方法，通過較多實例分析予以闡述，有利于讀者理解基本原理和掌握分析方法。

本書可作為土木工程專業(yè)研究生教材及本科高年級學(xué)生的選修課教材，也可供相關(guān)專業(yè)的科研及設(shè)計人員參考。

本書可作為土木工程學(xué)科結(jié)構(gòu)：工程、防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程等專業(yè)的研究生教材，也可作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)科研人員的參考書籍。本書主要介紹了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在火災(zāi)、地震、爆炸災(zāi)害作用下非線性響應(yīng)分析的理論和方法。

本書主要內(nèi)容包括：火災(zāi)高溫作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面溫度場的非線性有限元分析方法和過程；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計的一般原則、結(jié)構(gòu)構(gòu)件極限承載力的計算方法以及影響構(gòu)件極限承載力變化的主要因素；火災(zāi)作用下鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形的發(fā)展變化過程和相應(yīng)的非線性計算分析方法；火災(zāi)后鋼筋混凝土材料力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)件剩余承載力的變化以及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠性的評估方法；大體積混凝土的溫度場的基本原理、非線性有限元計算過程以及防裂措施和裂縫補(bǔ)救方法；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)時程分析方法以及強(qiáng)地震作用下的靜力彈塑性分析方法；爆炸沖擊波載荷以及爆炸沖擊下的材料動力性能；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁、柱、板以及結(jié)構(gòu)整體在爆炸沖擊波作用下的彈塑性動力響應(yīng)、結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)非線性分析的數(shù)值方法以及爆炸作用下的數(shù)值模擬技術(shù)與技巧。

緒論

0.1　引言

0.2　結(jié)構(gòu)抗火研究

0.3　結(jié)構(gòu)抗震研究

0.4　結(jié)構(gòu)抗爆研究

0.5　結(jié)構(gòu)非線性分析的意義

第1章　火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗高溫性能及特點

1.1　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究的必要性及特點

1.1.1　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究的必要性

1.1.2　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗高溫性能的特點

1.2　國內(nèi)外鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究的發(fā)展及研究現(xiàn)狀

1.2.1　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火研究的發(fā)展

1.2.2　國內(nèi)外鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗火性能研究現(xiàn)狀

1.3　鋼筋和混凝土的熱工性能和熱力學(xué)性能

1.3.1　材料的熱工性能

1.3.2　高溫下材料的熱力學(xué)性能

思考題

第2章　火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)溫度場非線性有限元分析

2.1　鋼筋混凝土構(gòu)件熱傳導(dǎo)方程及其定解條件

2.1.1　鋼筋混凝土構(gòu)件熱傳導(dǎo)方程

2.1.2　鋼筋混凝土構(gòu)件熱傳導(dǎo)方程的定解條件

2.2　有限元法求解非線性瞬態(tài)溫度場分布

2.2.1　變分計算格式

2.2.2　有限單元法的單元劃分及溫度插值函數(shù)

2.2.3　單元變分計算

2.2.4　有限單元法的總體合成

2.2.5　時間差分格式

2.2.6　計算的穩(wěn)定性

2.2.7　試驗數(shù)據(jù)與計算數(shù)據(jù)的比較

2.2.8　火災(zāi)高溫下鋼筋混凝土構(gòu)件截面溫度場的模擬

2.3　鋼筋混凝土構(gòu)件截面溫度場的影響因素分析

2.3.1　截面尺寸的影響

2.3.2　受火面數(shù)的影響

2.3.3　受火時間的影響

思考題

第3章　火災(zāi)作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力

3.1　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的一般原則

3.1.1　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)造要求

3.1.2　結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計要求

3.1.3　火災(zāi)作用下荷載效應(yīng)組合

3.2　火災(zāi)下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

3.2.1　與承載能力有關(guān)的極限狀態(tài)

3.2.2　與分隔功能有關(guān)的極限狀態(tài)

3.3　火災(zāi)高溫作用下鋼筋混凝土簡支梁的極限承載力與結(jié)構(gòu)等效樓面活荷載分析

3.3.1　基本假設(shè)

3.3.2　火災(zāi)高溫作用下鋼筋混凝土簡支梁抗彎、抗剪承載力分析

3.3.3　火災(zāi)高溫下鋼筋混凝土簡支梁樓面等效活荷載計算

3.3.4　不同混凝土強(qiáng)度等級鋼筋混凝土簡支梁極限承載力及等效樓面活荷載算例

3.3.5　計算結(jié)果分析

3.3.6　不同梁截面配筋率鋼筋混凝土梁極限承載力及等效樓面活荷載算例

3.4　鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件耐火極限分析

3.4.1　鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件極限承載力計算

3.4.2　試驗驗證

3.4.3　鋼筋混凝土構(gòu)件耐火極限承載力的影響因素分析

3.5　考慮薄膜效應(yīng)的鋼筋混凝土樓板耐火極限分析

3.5.1　火災(zāi)時鋼筋混凝土板內(nèi)溫度場分析

3.5.2　火災(zāi)作用下鋼筋混凝土板的薄膜效應(yīng)分析

……

第4章　火災(zāi)作用下鋼筋混凝土超靜定我非線性分析

第5章　火災(zāi)高溫后鋼筋混凝土構(gòu)件可靠性分析

第6章　大體積混凝土的溫度場和溫度應(yīng)力

第7章　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)時程分析

第8章　鋼筋混凝結(jié)構(gòu)地震作用的靜力彈塑性分析

第9章　爆炸載荷及材料動力性能

第10章　基本構(gòu)件抗爆動力分析

第11章　板殼動力分析

第12章　結(jié)構(gòu)杭爆動務(wù)計算有限元方法

第13章　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的數(shù)值模擬技術(shù)

參考文獻(xiàn)2100433B