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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 钢筋混凝土复合受扭研究现状2

1.2.1 国外研究状况2

1.2.2 国内研究状况7

1.3 本书的研究背景和研究目的10

1.3.1 复合受力构件的受扭行为10

1.3.2 抗震设计理论中复合受力构件的抗扭性能11

1.3.3 高强混凝土复合受力构件受扭行为的试验研究12

1.4 主要研究工作13

1.5 本书研究内容的来源15

参考文献15

第2章 普通钢筋混凝土在反复扭矩作用下的试验研究17

2.1 概述17

2.2 试验设计18

2.2.1 构件模型设计及相似关系18

2.2.2 试件制作19

2.2.3 试验方案20

2.2.4 测试内容与方法21

2.2.5 试验步骤22

2.3 试验过程及结果23

2.3.1 裂缝开展规律及破坏过程23

2.3.2 典型试件的钢筋应变和破坏形态25

2.3.3 试验结果一览29

2.4 试验结果分析30

2.4.1 扭矩-扭角滞回曲线30

2.4.2 开裂扭矩分析32

2.4.3 初始刚度分析32

2.4.4 极限荷载分析33

2.5 小结33

参考文献34

第3章 普通钢筋混凝土在反复扭矩作用下的抗震性能35

3.1 概述35

3.2 滞回模型及其特性35

3.2.1 滞回模型的评论和本次试验的滞回特性35

3.2.2 复合受力状态下滞回模型存在的问题37

3.3 双向压弯剪及反复扭矩作用下恢复力特性分析38

3.3.1 双向压弯剪及反复扭矩作用下的扭矩-扭角滞回曲线38

3.3.2 扭矩-扭角骨架曲线39

3.3.3 延性性能分析40

3.3.4 耗能性能分析41

3.4 双向压弯剪及反复扭矩作用下的恢复力模型43

3.4.1 骨架曲线的建立44

3.4.2 屈服荷载滞回环的建立44

3.4.3 极限荷载滞回环的建立45

3.4.4 破坏荷载滞回环的建立47

3.4.5 恢复力模型的建立48

3.5 小结49

参考文献49

第4章 高强钢筋混凝土在单调扭矩作用下的试验研究51

4.1 概述51

4.2 国内外对高强混凝土的研究现状及发展趋势52

4.3 试件设计与制作54

4.3.1 试件模型设计原则54

4.3.2 试验试件的参数控制与数量分配54

4.3.3 试件的制作55

4.3.4 高强混凝土的配制56

4.4 试验方案57

4.4.1 试件的安装与加载设备57

4.4.2 测试内容及方法57

4.4.3 加载方案57

4.5 试验过程及结果分析58

4.5.1 试验及裂缝发展过程58

4.5.2 裂缝发展规律及试件破坏形态62

4.5.3 钢筋应变分析63

4.5.4 试验结果一览70

4.6 单调扭矩作用下受扭行为分析71

4.6.1 相对偏心距对开裂扭矩的影响71

4.6.2 轴压比对开裂扭矩的影响72

4.6.3 初始刚度73

4.6.4 延性分析74

4.6.5 最大扭矩75

4.6.6 扭矩-扭角关系曲线76

4.7 小结78

参考文献79

第5章 高强钢筋混凝土在反复扭矩作用下的试验研究81

5.1 概述81

5.2 高强、高性能混凝土复合受扭构件试验研究概况82

5.2.1 试件的设计与制作82

5.2.2 加载设备与加载制度83

5.3 试验结果85

5.3.1 裂缝发展规律及破坏特征85

5.3.2 典型试件的钢筋应变88

5.3.3 扭矩-扭角滞回曲线89

5.3.4 主要试验结果一览92

5.4 试验结果分析93

5.4.1 开裂扭矩93

5.4.2 初始刚度分析93

5.4.3 滞回性能分析93

5.4.4 极限荷载分析95

5.4.5 耗能能力96

5.5 恢复力模型的建立98

5.5.1 骨架曲线98

5.5.2 屈服荷载滞回环101

5.5.3 极限荷载滞回环102

5.5.4 恢复力模型103

5.6 小结104

参考文献104

第6章 钢筋混凝土复合受扭行为非线性有限元分析106

6.1 概述106

6.2 有限元模型的建立109

6.2.1 结构的离散化110

6.2.2 特定单元的分析和单元刚度矩阵的形成110

6.2.3 数值积分的方法——高斯求积公式117

6.3 钢筋与混凝土的本构关系117

6.3.1 混凝土的破坏准则118

6.3.2 混凝土的本构关系123

6.4 非线性问题的求解138

6.4.1 非线性方程组的解法138

6.4.2 收敛标准141

6.4.3 计算步骤及程序编制141

6.5 有限元非线性分析结果142

6.6 小结144

参考文献145

第7章 基于薄膜元理论的复合受扭全过程分析147

7.1 概述147

7.2 钢筋混凝土薄膜元理论148

7.3 薄膜元理论在复合受扭构件非线性分析中的应用152

7.3.1 薄膜元的内力和变形的计算152

7.3.2 构件的内力和变形的计算155

7.3.3 计算结果与试验结果的对比158

7.3.4 有效壁厚tc的讨论159

7.3.5 薄膜元理论的适用范围159

7.4 压、弯、剪、扭复合作用下的扭转刚度实用计算公式160

7.4.1 复合受力状况下的刚度变化规律160

7.4.2 在压、弯、剪、扭复合作用下的扭转刚度161

7.4.3 抗扭刚度试验值与理论值的比较163

7.5 小结163

参考文献164

第8章 复合受扭构件的统一分析及承载能力设计方法166

8.1 概述166

8.2 开裂承载能力167

8.3 统一理论模型的复合受扭强度相关关系170

8.3.1 基本假设170

8.3.2 统一理论170

8.3.3 统一理论的强度相关关系讨论177

8.4 统一理论下的复合受扭承载能力设计方法178

8.4.1 实用承载能力设计方法179

8.4.2 理论结果与试验结果的比较180

8.5 小结182

参考文献183