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上篇 材料篇3

1适用于型钢混凝土结构的高强高性能混凝土研究3

1.1概述3

1.2技术途径3

1.2.1性能要求3

1.2.2混凝土破坏机理分析6

1.2.3混凝土细观结构分析7

1.2.4混凝土高强高性能化技术途径10

1.3配合比设计及试验12

1.3.1微细观结构及相关作用分析12

1.3.2原材料13

1.3.3配合比设计方法14

1.3.4配合比试验17

1.4基于粘结滑移理论的配合比优化17

1.4.1型钢混凝土结构粘结滑移基本理论17

1.4.2数学模型18

1.4.3算例21

1.5力学性能22

1.5.1破坏特征22

1.5.2抗压强度尺寸系数24

1.5.3棱柱体强度及应力-应变曲线24

1.5.4抗拉强度26

1.5.5 HSHPC多轴受压的应力状态27

1.5.6非约束HSHPC单轴受压应力-应变关系28

1.5.7约束HSHPC单轴受压应力-应变关系30

1.6耐久性能31

1.6.1混凝土耐久性概述31

1.6.2抗渗性能31

1.6.3抗氯离子侵蚀性能33

1.6.4抗冻融性能37

参考文献38

2型钢与混凝土界面粘结滑移试验与分析40

2.1引言40

2.2试验概况41

2.2.1试件设计与制作42

2.2.2试验加载方案44

2.2.3试验测试方案45

2.3试验结果及分析47

2.3.1试件破坏形态与过程47

2.3.2试件加载端的P-S曲线48

2.3.3平均粘结应力与滑移的τ-S曲线51

2.4粘结滑移机理分析54

2.5粘结强度分析58

2.5.1概述58

2.5.2粘结强度的正交回归分析59

2.5.3影响粘结强度的主要因素分析62

2.5.4极限粘结滑移回归分析64

2.5.5型钢与混凝土在反复荷载作用下的粘结性能66

2.6型钢与高强高性能混凝土的粘结性能67

2.6.1粘结滑移试验结果67

2.6.2粘结滑移机理分析71

2.6.3粘结滑移特征量计算77

2.7工程应用79

2.7.1临界保护层厚度79

2.7.2最小配箍率80

2.7.3型钢锚固可靠度分析与锚固长度设计81

2.8型钢表面粘结滑移分布规律87

2.8.1型钢表面应变分布87

2.8.2型钢表面粘结应力分布87

2.8.3型钢与混凝土间的粘结滑移分布88

2.8.4粘结应变分布指数特征值的确定88

2.8.5粘结滑移分布指数特征值的确定88

2.9型钢混凝土粘结滑移本构关系89

2.9.1单向荷载作用下粘结滑移本构关系89

2.9.2推拉反复荷载作用下粘结滑移本构关系92

2.9.3型钢与高强高性能混凝土粘结滑移本构关系93

2.10型钢混凝土粘结滑移破坏准则94

参考文献95

3 SRHPC简支梁粘结滑移本构关系96

3.1试验概况96

3.2试验结果97

3.2.1试件破坏形态与过程97

3.2.2 P-S曲线98

3.2.3型钢表面应变分布98

3.2.4型钢表面粘结应力分布99

3.2.5型钢与混凝土界面相对滑移分布99

3.2.6粘结软化100

3.3粘结强度影响因素分析101

3.3.1混凝土强度101

3.3.2混凝土保护层厚度101

3.3.3横向配箍率101

3.3.4混凝土应力状态102

3.3.5粘结强度的计算102

3.4粘结滑移本构关系102

3.5粘结滑移机理104

3.5.1界面层的形成及主要特征104

3.5.2高强高性能混凝土对界面的强化机理105

3.5.3型钢高强高性能混凝土界面粘结滑移机理107

3.6简化的粘结滑移分析模型108

3.7型钢与混凝土界面剪力传递机理111

3.7.1界面基本模型的建立111

3.7.2理论推导113

3.7.3粘结应力分布及裂缝开展117

3.7.4粘结锚固承载力最大值119

3.7.5有效锚固长度119

参考文献120

中篇 构件篇123

4 SRHPC简支梁受力机理及承载能力分析123

4.1试验概况123

4.1.1试件设计与制作124

4.1.2加载方案与测试内容125

4.1.3试件截面应变126

4.1.4荷载-挠度曲线131

4.2 SRHPC梁抗剪性能试验研究131

4.2.1试验结果及分析132

4.2.2影响抗剪承载力的主要因素134

4.2.3抗剪设计方法的比较136

4.2.4抗剪承载力建议计算公式与试验验证138

4.2.5结论140

4.3 SRHPC梁抗弯性能试验研究140

4.3.1试验结果及分析141

4.3.2型钢与混凝土界面间的剪切计算143

4.3.3影响抗弯承载力的主要因素147

4.3.4正截面抗弯承载力计算公式与试验验证149

4.4 SRHPC梁的刚度与变形计算157

4.4.1现有的刚度计算方法157

4.4.2变形特点及影响因素分析157

4.4.3抗弯刚度计算159

4.5 SRHPC梁的裂缝宽度计算161

4.5.1裂缝特征161

4.5.2抗裂度验算162

4.5.3裂缝宽度计算公式162

参考文献166

5 SRHPC柱偏心受压试验研究168

5.1试件设计与制作168

5.1.1试件设计168

5.1.2材料性能168

5.2试验加载与测试方案169

5.2.1试验加载方案169

5.2.2试验测试方案170

5.3试验结果与分析170

5.3.1受力过程与破坏形态170

5.3.2承载力173

5.3.3挠度174

5.3.4型钢和钢筋应变176

5.3.5混凝土应变178

5.4偏心受压柱正截面承载力计算180

5.4.1修正平截面假定分析180

5.4.2型钢应力分析183

5.4.3承载力计算模型184

5.4.4计算结果189

参考文献189

6 SRHPC框架柱抗震性能试验研究190

6.1引言190

6.2试件设计参数190

6.3试件设计与制作192

6.3.1试件设计192

6.3.2材料性能试验193

6.4试验加载与测试方案193

6.4.1试验加载装置193

6.4.2试验加载制度194

6.4.3试验测试内容及方法195

6.4.4数据采集196

6.5试验结果及分析196

6.5.1试验过程及破坏特征196

6.5.2荷载-位移滞回曲线201

6.5.3骨架曲线205

6.5.4耗能能力210

6.5.5强度衰减213

6.5.6延性216

6.6小结219

参考文献220

7水平地震作用下SRHPC框架柱的受力机理及承载能力分析221

7.1概述221

7.2水平承载力试验研究221

7.2.1承载力试验结果221

7.2.2混凝土和型钢应变分布222

7.2.3承载力影响因素226

7.3试件受力机理分析228

7.3.1弯曲破坏受力机理229

7.3.2剪切粘结破坏受力机理230

7.3.3剪切斜压破坏受力机理232

7.4试件承载力计算模型235

7.4.1轴向力分配235

7.4.2弯曲破坏承载力239

7.4.3剪切粘结破坏承载力240

7.4.4剪切斜压破坏承载力243

7.4.5承载力实用计算方法246

参考文献248

8 SRHPC框架节点抗震性能试验研究249

8.1试验概况249

8.1.1试件设计249

8.1.2试验装置、材料特性及测试方案250

8.2试验结果与分析253

8.2.1试验过程及破坏特征253

8.2.2滞回曲线257

8.2.3骨架曲线258

8.3节点受力机理分析260

8.3.1屈服点和破坏点的确定260

8.3.2节点变形分析260

8.3.3节点应变分析263

8.3.4延性及耗能性能268

参考文献271

9 SRHPC框架节点受力机理及承载力分析272

9.1节点受力分析及总水平剪力计算272

9.1.1节点域受力分析272

9.1.2总水平剪力的计算273

9.1.3节点各部分承担的水平剪力274

9.2节点抗剪计算理论276

9.2.1受力机理276

9.2.2节点各部分抗剪计算模式279

9.2.3高强高性能混凝土强度折减系数281

9.3影响因素分析283

9.3.1混凝土强度283

9.3.2轴压力284

9.4节点抗裂机理与承载力计算285

9.4.1试验结果285

9.4.2抗裂承载力的计算理论与公式286

9.5节点抗剪机理与承载能力计算287

9.5.1型钢的抗剪承载力288

9.5.2箍筋的抗剪承载力288

9.5.3核心区混凝土的抗剪承载力289

9.5.4 SRHPC框架节点抗剪承载力290

9.5.5梁柱应力传递290

参考文献291

下篇 结构篇295

10 SRHPC框架结构拟静力试验研究295

10.1试件设计295

10.2试验方案设计297

10.2.1试验目的297

10.2.2加载方案298

10.2.3测试方案300

10.3材性试验300

10.3.1钢材力学性能300

10.3.2混凝土力学性能303

10.4试验过程描述303

10.4.1破坏过程与特征303

10.4.2滞回曲线与骨架曲线305

10.5试验结果分析306

10.5.1抗震承载能力306

10.5.2变形能力308

10.5.3延性系数309

10.5.4刚度变化309

10.5.5耗能能力310

10.6考虑循环退化效应的SRHPC框架的滞回模型312

10.6.1骨架曲线313

10.6.2滞回模型与规则314

参考文献316

11 SRHPC框架拟动力试验与弹塑性时程分析318

11.1试验模型概况318

11.2地震波的选择319

11.3加载方案319

11.4试验结果及分析320

11.4.1裂缝发展与塑性铰形成320

11.4.2结构反应分析322

11.4.3层间变形能力324

11.4.4耗能分布325

11.5动力特性326

11.5.1试验数据分析326

11.5.2动力特性参数识别328

11.6 SRHPC框架结构的弹塑性时程分析329

11.6.1结构分析模型329

11.6.2计算结果与分析330

参考文献331