本書系統(tǒng)闡述了作者多年來的研究成果，主要內(nèi)容包括：通過試驗(yàn)、理論和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了鋼管煤矸石輕骨料混凝土純彎構(gòu)件、壓彎構(gòu)件及四種不同形式鋼管煤矸石輕骨料混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能、影響因素；評價(jià)了各構(gòu)件的抗震性能指標(biāo)；建立了純彎構(gòu)件、壓彎構(gòu)件的恢復(fù)力理論模型；并對鋼管煤矸石混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力彈塑性和非線性動力分析，對其進(jìn)行抗震性能評估。

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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 鋼管混凝土的特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1 鋼管混凝土的特點(diǎn) 1
1.1.2 鋼管混凝土的發(fā)展 2
1.2 煤矸石輕骨料混凝土的特點(diǎn) 4
1.2.1 煤矸石簡介及綜合利用 4
1.2.2 煤矸石輕骨料混凝土 4
1.3 鋼-煤矸石輕骨料混凝土組合結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀 6
1.4 本書的研究內(nèi)容 10
參考文獻(xiàn) 11
第2章 鋼管煤矸石混凝土純彎構(gòu)件的滯回性能研究 15
2.1 引言 15
2.2 試驗(yàn)概況 15
2.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作 15
2.2.2 輕集料混凝土 16
2.2.3 鋼材力學(xué)性能 17
2.2.4 試驗(yàn)裝置、測試方法及加載制度 18
2.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 19
2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 20
2.4.1 撓度變形曲線 20
2.4.2 荷載-應(yīng)變滯回關(guān)系曲線 22
2.4.3 荷載-位移滯回關(guān)系曲線 24
2.4.4 彎矩-曲率關(guān)系曲線 25
2.4.5 骨架曲線 26
2.4.6 位移延性系數(shù) 27
2.4.7 耗能能力 28
2.4.8 剛度退化曲線 30
2.4.9 強(qiáng)度退化曲線 30
2.5 極限抗彎承載力計(jì)算 32
2.5.1 國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范抗彎承載力計(jì)算公式 32
2.5.2 理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比分析 34
2.6 抗彎剛度計(jì)算 35
2.6.1 國內(nèi)外規(guī)范抗彎剛度計(jì)算公式 35
2.6.2 理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比分析 36
2.7 恢復(fù)力模型的理論分析 38
2.8 有限元模型的建立及驗(yàn)證 41
2.8.1 材料模型的選取 41
2.8.2 模型的建立 42
2.8.3 模型的求解 44
2.8.4 模型與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證 45
2.9 基于ABAQUS的圓鋼管煤矸石輕骨料混凝土純彎構(gòu)件理論分析 47
2.9.1 工作機(jī)理研究 47
2.9.2 彎矩-曲率滯回關(guān)系曲線的計(jì)算 53
2.9.3 彎矩-曲率滯回模型 56
2.10 基于ABAQUS的圓鋼管煤矸石輕骨料混凝土純彎構(gòu)件抗震性能分析 59
2.10.1 延性性能 59
2.10.2 耗能能力 59
2.10.3 剛度退化 60
2.10.4 強(qiáng)度退化 62
2.11 本章小結(jié) 63
參考文獻(xiàn) 64
第3章 鋼管煤矸石混凝土壓彎構(gòu)件的滯回性能研究 65
3.1 引言 65
3.2 試驗(yàn)概況 65
3.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作 65
3.2.2 試驗(yàn)裝置、測試方法及加載制度 66
3.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 67
3.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 68
3.4.1 撓度變形曲線 68
3.4.2 荷載-應(yīng)變滯回關(guān)系曲線 70
3.4.3 荷載-位移滯回關(guān)系曲線 74
3.4.4 骨架曲線 76
3.4.5 位移延性系數(shù) 76
3.4.6 耗能能力 78
3.4.7 剛度退化曲線 78
3.5 極限承載力計(jì)算 80
3.5.1 軸力計(jì)算 80
3.5.2 橫向極限承載力計(jì)算 81
3.5.3 試件的理論計(jì)算結(jié)果 82
3.5.4 試驗(yàn)值與各規(guī)范承載力的比較 83
3.6 抗彎剛度計(jì)算 84
3.7 恢復(fù)力模型的理論分析 86
3.8 有限元分析 88
3.8.1 模型建立 88
3.8.2 模型與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證 88
3.8.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析 90
3.9 基于ABAQUS的圓鋼管煤矸石混凝土壓彎構(gòu)件理論分析 95
3.9.1 構(gòu)件的破壞模式 95
3.9.2 荷載-變形全過程分析 95
3.10 基于ABAQUS的圓鋼管煤矸石混凝土壓彎構(gòu)件抗震性能分析 100
3.10.1 壓彎構(gòu)件的位移延性 100
3.10.2 壓彎構(gòu)件的耗能 101
3.10.3 壓彎構(gòu)件的剛度退化 101
3.11本章小結(jié) 103
參考文獻(xiàn) 103
第4章 鋼管煤矸石混凝土柱-鋼梁加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)的滯回性能研究 105
4.1 引言 105
4.2 節(jié)點(diǎn)連接形式 105
4.2.1 鋼管混凝土梁-柱節(jié)點(diǎn)連接性能要求 105
4.2.2 鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn) 106
4.2.3 鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn) 109
4.3 鋼管混凝土柱-梁節(jié)點(diǎn)的研究現(xiàn)狀 112
4.3.1 鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn) 112
4.3.2 鋼管混凝土柱-混凝土梁節(jié)點(diǎn) 114
4.4 試驗(yàn)概況 117
4.4.1 試件設(shè)計(jì)與制作 117
4.4.2 試驗(yàn)裝置、加載制度及量測內(nèi)容 119
4.4.3 材料的力學(xué)性能 121
4.5 試驗(yàn)現(xiàn)象 122
4.6 試驗(yàn)結(jié)果與分析 123
4.6.1 荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線 123
4.6.2 鋼梁、加強(qiáng)環(huán)應(yīng)力分析 127
4.6.3 加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)剛性分析 129
4.6.4 節(jié)點(diǎn)滯回性能分析 132
4.7 有限元分析 136
4.7.1 材料模型的選取 136
4.7.2 模型的建立 137
4.7.3 單元網(wǎng)格劃分 137
4.7.4 邊界條件及荷載施加方式 137
4.7.5 模型結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對比驗(yàn)證 138
4.7.6 節(jié)點(diǎn)數(shù)值模擬結(jié)果分析 140
4.8 基于ABAQUS的鋼管煤矸石混凝土加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)的理論分析 144
4.8.1 荷載-位移滯回曲線的特點(diǎn) 144
4.8.2 P-Δ滯回曲線的骨架線全過程分析 147
4.8.3 P-Δ滯回關(guān)系骨架曲線的影響參數(shù)分析 147
4.8.4 彎矩-轉(zhuǎn)角滯回曲線 151
4.8.5 節(jié)點(diǎn)彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系參數(shù)分析 154
4.8.6 節(jié)點(diǎn)承載力的確定 158
4.9 基于ABAQUS的鋼管煤矸石混凝土加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)的抗震性能分析 159
4.9.1 節(jié)點(diǎn)的延性分析 159
4.9.2 節(jié)點(diǎn)的耗能性能 160
4.9.3 節(jié)點(diǎn)的剛度退化分析 161
4.9.4 節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度退化分析 161
4.10本章小結(jié) 162
參考文獻(xiàn) 163
第5章 鋼管煤矸石混凝土牛腿-鋼梁外加強(qiáng)環(huán)節(jié)點(diǎn)的滯回性能研究 167
5.1 引言 167
5.2 試驗(yàn)概況 167
5.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作 167
5.2.2 試驗(yàn)裝置、加載制度及測試方法 167
5.2.3 材料的力學(xué)性能 169
5.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 170
5.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 172
5.4.1 荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線 172
5.4.2 鋼梁、加強(qiáng)環(huán)應(yīng)力分析 176
5.4.3 節(jié)點(diǎn)剛性分析 180
5.4.4 剪力在節(jié)點(diǎn)中的傳遞 181
5.4.5 節(jié)點(diǎn)滯回性能分析 182
5.5 本章小結(jié) 185
參考文獻(xiàn) 186
第6章 鋼管煤矸石混凝土柱-鋼筋煤矸石混凝土環(huán)梁節(jié)點(diǎn)的滯回性能研究 187
6.1 引言 187
6.2 試驗(yàn)概況 188
6.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作 188
6.2.2 試驗(yàn)裝置、加載制度及量測內(nèi)容 190
6.2.3 材料的力學(xué)性能 194
6.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 194
6.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 196
6.4.1 荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線 196
6.4.2 節(jié)點(diǎn)抗震性能分析 201
6.4.3 節(jié)點(diǎn)承載力的確定 206
6.5 有限元模型的驗(yàn)證 206
6.5.1 構(gòu)件破壞形態(tài)的對比 206
6.5.2 環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)荷載-位移滯回曲線的對比 206
6.5.3 環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)骨架曲線的對比 208
6.6 基于ABAQUS的鋼管煤矸石混凝土環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)理論分析 209
6.6.1 單調(diào)荷載作用下環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究 209
6.6.2 往復(fù)荷載作用下環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究 215
6.6.3 環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的參數(shù)分析 223
6.6.4 環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的極限承載力 234
6.6.5 環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的剛性 235
6.7 基于ABAQUS的鋼管煤矸石混凝土環(huán)梁式節(jié)點(diǎn)的抗震性能分析 236
6.7.1 節(jié)點(diǎn)的延性分析 236
6.7.2 節(jié)點(diǎn)的耗能性能 236
6.7.3 節(jié)點(diǎn)的剛度退化分析 236
6.7.4 節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度退化分析 237
6.8 本章小結(jié) 237
參考文獻(xiàn) 238
第7章 鋼筋貫穿式鋼管煤矸石混凝土柱-煤矸石混凝土梁節(jié)點(diǎn)的滯回性能研究 240
7.1 引言 240
7.2 試驗(yàn)概況 240
7.2.1 試件設(shè)計(jì)與制作 240
7.2.2 試驗(yàn)裝置、測試方法及加載制度 242
7.2.3 材料的力學(xué)性能 243
7.2.4 試件的屈服及破壞準(zhǔn)則 244
7.3 試驗(yàn)現(xiàn)象 244
7.3.1 中柱節(jié)點(diǎn)試件試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞過程 244
7.3.2 邊柱節(jié)點(diǎn)試件現(xiàn)象及破壞過程 245
7.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析 246
7.4.1 荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線 246
7.4.2 節(jié)點(diǎn)受力性能分析 250
7.4.3 節(jié)點(diǎn)抗震性能分析 251
7.4.4 節(jié)點(diǎn)承載力的確定 254
7.4.5 與同種形式的普通鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)抗震性能指標(biāo)對比 255
7.5 鋼管煤矸石混凝土柱-梁節(jié)點(diǎn)理論分析 255
7.5.1 節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理及破壞形式 255
7.5.2 鋼筋貫穿式鋼管煤矸石混凝土柱-梁節(jié)點(diǎn)的承載力計(jì)算 257
7.5.3 鋼筋貫穿式鋼管煤矸石混凝土節(jié)點(diǎn)理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比 260
7.6 有限元模型的驗(yàn)證 260
7.6.1 構(gòu)件破壞形態(tài)的對比 260
7.6.2 鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)荷載-位移滯回曲線的對比 261
7.6.3 鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)骨架曲線的對比 261
7.7 基于ABAQUS的鋼筋貫穿式鋼管煤矸石混凝土節(jié)點(diǎn)的理論分析 262
7.7.1 單調(diào)荷載作用下鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究 262
7.7.2 往復(fù)荷載作用下鋼筋貫通式節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究 266
7.7.3 鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)的參數(shù)分析 275
7.7.4 鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)的極限承載力 284
7.7.5 鋼筋貫穿式節(jié)點(diǎn)剛性 284
7.8 基于ABAQUS的鋼筋貫穿式鋼管煤矸石混凝土節(jié)點(diǎn)的抗震性能分析 285
7.8.1 節(jié)點(diǎn)的延性分析 285
7.8.2 節(jié)點(diǎn)的耗能性能 285
7.8.3 節(jié)點(diǎn)的剛度退化分析 285
7.8.4 節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度退化分析 286
7.9 兩類鋼管煤矸石混凝土柱-煤矸石混凝土梁連接節(jié)點(diǎn)性能的對比 287
7.9.1 節(jié)點(diǎn)延性和耗能的對比 287
7.9.2 節(jié)點(diǎn)的承載力對比 287
7.9.3 節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度退化的對比 288
7.9.4 節(jié)點(diǎn)剛度退化的對比 288
7.10本章小結(jié) 289
參考文獻(xiàn) 290
第8章 鋼管煤矸石混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能研究 291
8.1 引言 291
8.2 鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的發(fā)展現(xiàn)狀 291
8.3 鋼管煤矸石混凝土框架非線性分析模型的建立 292
8.3.1 模型設(shè)計(jì) 292
8.3.2 材料的本構(gòu)關(guān)系模型 293
8.4 鋼管煤矸石混凝土框架Pushover分析 296
8.4.1 概述 296
8.4.2 模態(tài)分析 296
8.4.3 SAP2000中框架模型Pushover分析 297
8.4.4 OpenSees中框架模型Pushover分析 306
8.4.5 鋼管煤矸石混凝土框架與鋼管混凝土框架Pushover分析對比 311
8.5 鋼管煤矸石混凝土框架的非線性時程分析 314
8.5.1 概述 314
8.5.2 SAP2000中框架模型非線性時程分析 314
8.5.3 OpenSees中框架模型非線性時程分析 331
8.6 本章小結(jié) 334
參考文獻(xiàn) 335