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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.2 钢骨混凝土柱的特点与发展现状2

1.2.1 钢骨混凝土柱的特点2

1.2.2 钢骨混凝土结构在工程中的应用4

1.2.3 钢骨混凝土研究进展4

1.3 钢筋混凝土异形柱的特点与发展现状5

1.3.1 钢筋混凝土异形柱的特点5

1.3.2 钢筋混凝土异形柱结构在工程中的应用7

1.3.3 钢筋混凝土异形柱国内外的研究现状7

1.4 钢骨混凝土异形柱的研究与发展现状10

1.4.1 研究钢骨混凝土异形柱的意义10

1.4.2 钢骨混凝土异形柱在我国的研究11

1.5 本书主要目的和内容15

第2章 试验概况16

2.1 试件概况16

2.1.1 试件设计16

2.1.2 试件的制作19

2.2 材料力学性能试验检测22

2.2.1 各材料取样的力学指标测试形状及尺寸22

2.2.2 钢板／钢筋的力学性能指标23

2.2.3 混凝土的力学性能指标23

2.3 试验设备24

第3章 十字形钢骨混凝土异形柱轴心受压试验研究25

3.1 轴心受压试验25

3.1.1 应变片测点的布置25

3.1.2 主要测试内容27

3.1.3 数据采集流程27

3.1.4 加载制度28

3.2 试验全过程分析28

3.2.1 试验现象简述28

3.2.2 破坏形态的对比分析29

3.2.3 荷载与横向变形的关系分析29

3.2.4 荷载与纵向变形的关系分析30

3.3 轴心受压的破坏机理30

3.3.1 截面上不同测点的应力状态的比较30

3.3.2 不同试件间应力状态的比较35

第4章 L形钢骨混凝土异形柱轴心受压构件试验研究38

4.1 轴心受压试验38

4.1.1 应变片测点的布置38

4.1.2 主要测试内容40

4.1.3 数据采集流程40

4.1.4 加载制度40

4.2 试验全过程分析40

4.2.1 试验现象简述40

4.2.2 破坏形态的对比分析42

4.2.3 荷载与横向变形的关系分析43

4.2.4 荷载与纵向变形的关系分析43

4.3 轴心受压的破坏机理43

4.3.1 截面上不同测点的应力状态的比较43

4.3.2 不同试件间应力状态的比较47

第5章 T形钢骨混凝土异形柱轴心受压构件试验研究51

5.1 轴心受压试验51

5.1.1 应变片测点的布置51

5.1.2 主要测试内容52

5.1.3 数据采集流程52

5.1.4 加载制度52

5.2 试验全过程分析53

5.2.1 试验现象简述53

5.2.2 试验结果54

5.2.3 荷载与变形的关系分析54

5.3 轴心受压的破坏机理55

5.3.1 荷载与钢骨翼缘及腹板应变关系55

5.3.2 荷载与纵向钢筋应变关系59

5.3.3 荷载与箍筋应变关系62

5.3.4 试件混凝土荷载与应变关系65

5.3.5 钢骨与混凝土协同工作69

第6章 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究74

6.1 单向小偏心受压构件的试验研究74

6.1.1 单向小偏心受压试验74

6.1.2 单向小偏心试验全过程分析77

6.1.3 十字形钢骨混凝土异形柱破坏机理80

6.2 单向大偏心受压构件的试验研究89

6.2.1 单向大偏心受压试验89

6.2.2 单向大偏心试验全过程分析91

6.2.3 单向大偏心受压破坏机理93

6.3 双向小偏心受压构件的试验研究103

6.3.1 双向小偏心受压试验103

6.3.2 双向小偏心试验全过程分析105

6.3.3 双向小偏心受压破坏机理106

6.4 双向大偏心构件的试验研究114

6.4.1 双向大偏心受压试验114

6.4.2 双向大偏心试验全过程分析115

6.4.3 双向大偏心受压破坏机理116

第7章 L形钢骨混凝土异形柱偏心受压试验研究124

7.1 单向小偏心受压构件的试验研究124

7.1.1 单向小偏心受压试验124

7.1.2 单向小偏心受压试验全过程分析127

7.1.3 单向小偏破坏机理131

7.2 单向大偏心受压构件的试验研究148

7.2.1 单向大偏心受压试验148

7.2.2 单向大偏心受压试验全过程分析149

7.2.3 单向大偏心破坏机理154

7.3 双向小偏心受压构件的试验研究165

7.3.1 双向小偏心受压试验165

7.3.2 双向小偏心受压试验全过程分析167

7.3.3 双向小偏破坏机理171

7.4 双向大偏心受压构件的试验研究181

7.4.1 双向大偏心受压试验181

7.4.2 双向大偏心受压试验全过程分析183

7.4.3 双向大偏心破坏机理187

第8章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压构件试验研究198

8.1 单向小偏心受压试验研究198

8.1.1 单向小偏心受压试验198

8.1.2 单向小偏心受压试验全过程分析201

8.1.3 单向小偏心受压破坏机理206

8.2 单向大偏心受压试验研究219

8.2.1 单向大偏心受压试验219

8.2.2 单向大偏试验全过程分析221

8.2.3 单向大偏心受压破坏机理223

8.3 双向小偏心受压试验研究232

8.3.1 双向小偏心受压试验232

8.3.2 双向小偏心受压破坏全过程分析232

8.3.3 双向小偏心受压破坏机理235

8.4 双向大偏心受压试验研究244

8.4.1 双向大偏心受压试验244

8.4.2 双向大偏心受压破坏全过程分析244

8.4.3 双向大偏心受压破坏机理247

第9章 钢骨混凝土异形柱轴压构件有限元模拟分析256

9.1 十字形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析256

9.1.1 建立有限元分析模型及受力前后对比分析256

9.1.2 试验承载力与模拟承载力对比分析257

9.1.3 荷载与纵向变形的关系分析258

9.1.4 不同试件同一部位间应力状态的比较258

9.2 L形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析260

9.2.1 有限元模型受力前后对比分析260

9.2.2 试验承载力与有限元模拟承载力的对比分析261

9.2.3 荷载与纵向变形的关系分析262

9.2.4 不同试件间应力状态的比较263

9.2.5 关于型钢与混凝土协同工作的分析266

9.3 T形钢骨混凝土异形柱轴压有限元模拟分析266

9.3.1 有限元模型受力前后对比分析266

9.3.2 试验承载力与有限元模拟承载力的对比分析268

9.3.3 荷载与纵向变形的关系分析268

9.3.4 不同试件间应力状态的比较269

第10章 十字形钢骨混凝土异形柱偏压力学性能的有限元分析272

10.1 单向偏心受压构件有限元模拟272

10.1.1 非线性有限元模型的建立272

10.1.2 试件荷载与位移关系273

10.1.3 钢骨、混凝土荷载-应变关系曲线分析274

10.1.4 试验极限承载力值与有限元模拟极限承载力值对比分析275

10.2 双向偏心受压构件受力性能研究276

10.2.1 试件尺寸及参数的确定276

10.2.2 非线性有限元模型的建立276

10.2.3 试件荷载与位移关系278

10.2.4 钢骨、混凝土荷载-应变关系曲线分析278

10.2.5 试验极限承载力值与有限元模拟极限承载力值对比分析280

第11章 L形钢骨混凝土异形柱单向偏压有限元分析281

11.1 不同含钢率的单向偏压柱受力性能研究281

11.1.1 有限元模型的介绍281

11.1.2 有限元模型的建立和非线性求解282

11.1.3 极限承载力的试验值与理论值的对比282

11.1.4 荷载-位移曲线282

11.1.5 混凝土的荷载-挠度曲线283

11.1.6 钢骨翼缘的荷载-应变曲线283

11.1.7 破坏形态及应力、应变云图分析284

11.2 不同偏心距的单向偏压柱受力性能研究285

11.2.1 有限元模型的介绍285

11.2.2 有限元模型的建立和非线性求解285

11.2.3 荷载位移曲线286

11.2.4 钢骨翼缘的荷载-应变曲线286

第12章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压有限元计算288

12.1 单向小偏压有限元计算288

12.1.1 有限元模型建立288

12.1.2 非线性求解288

12.1.3 计算结果分析290

12.2 T形钢骨混凝土异形柱双向小偏压有限元分析296

12.2.1 有限元分析前处理296

12.2.2 求解结果分析296

第13章 长细比对十字形钢骨混凝土异形柱承载力的影响305

13.1 试件有限元模型的建立305

13.1.1 模拟试件的截面尺寸305

13.1.2 有限元模型的建立与试件破坏形态306

13.2 材料的应力云图分析308

13.3 试件荷载-位移曲线310

13.4 试件各部分材料的荷载-应变曲线311

13.5 本章小结313

第14章 长细比对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响314

14.1 有限元模型的建立和非线性求解314

14.2 计算结果及分析315

14.2.1 极限承载力的比较315

14.2.2 荷载-位移曲线315

14.2.3 混凝土、型钢的荷载应变曲线316

14.2.4 破坏形态及应力、应变云图分析317

第15章 长细比对T形截面型钢混凝土异形柱承载力的影响322

15.1 有限元模型建立与非线性求解322

15.2 求解结果分析322

15.2.1 破坏形态分析322

15.2.2 试件裂缝发展分析324

15.2.3 荷载纵向位移分析326

15.2.4 型钢及混凝土的荷载-纵（横）向应变分析327

15.2.5 模拟值与理论计算值对比分析328

第16章 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算329

16.1 计算步骤及原理329

16.1.1 材料的本构关系和基本假定329

16.1.2 计算原理及计算公式330

16.2 计算结果与试验结果的对比332

16.3 十字形钢骨混凝土异形柱偏心受压极限承载力变化规律332

16.3.1 不同加载角及不同偏心距的影响332

16.3.2 不同含钢率的影响334

16.3.3 不同肢长厚比的影响335

16.3.4 不同混凝土强度等级的影响337

16.3.5 钢骨翼缘的影响338

16.3.6 钢骨混凝土异形柱与钢筋混凝土异形住极限承载力比较339

16.4 实用设计方法探讨340

第17章 L形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算342

17.1 试件参数及材料力学性能指标342

17.2 非线性计算程序的编制343

17.2.1 程序的基本假定343

17.2.2 材料的本构关系343

17.2.3 坐标系的建立344

17.2.4 单元划分344

17.2.5 单元应力的确定及内力计算345

17.2.6 M-N相关曲线程序原理346

17.3 计算结果与分析346

17.3.1 极限承载力对比346

17.3.2 不同含钢率及不同偏心距对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响347

17.3.3 不同混凝土强度等级对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响348

17.3.4 不同肢长厚比对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响349

17.3.5 钢骨翼缘对L形钢骨混凝土异形柱承载力的影响351

17.4 实用设计方法探讨352

第18章 T形钢骨混凝土异形柱偏心受压数值计算354

18.1 计算步骤及原理354

18.1.1 计算程序的基本假定354

18.1.2 坐标系的建立355

18.1.3 基本计算公式及构件截面简化355

18.1.4 数值积分法编程356

18.2 计算结果分析358

18.2.1 试验值与数值计算值对比分析358

18.2.2 参数分析359

18.2.3 回归分析363

18.2.4 算例分析363

参考文献365