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吉林建筑大学建工学院院长,资深教授,博士生导师,吉林省建筑工程专家,在国外核心期刊发表数十篇论文,出版专著数部,承担建设部等科研课题多项。
1 绪 论.........................................................................11.1
引言........................................................................11.2
钢—混凝土组合梁在国内外的发展及应用 ................................21.3
轻骨料混凝土结构 ....................................................... 91.4
钢—轻骨料混凝土组合梁国内外研究现状 ................................ 132
钢—轻骨料混凝土组合梁的有效宽度分析 ..................................... 192.1
计算方法简介 .......................................................... 192.2
影响有效宽度的因素 ..................................................... 212.3
各国规范对组合梁翼板有效宽度的规定 ................................... 222.4
翼缘板有效宽度分析 .................................................... 232.5
钢—轻骨料混凝土组合梁有效宽度分析 .................................... 242.6
钢—轻骨料混凝土组合梁考虑滑移的有效宽度分析 ................ 322.7
小结 ................................................................. 403
钢 — 轻骨料混凝土连接件推出试验 .......................................... 433.1
推出试件的设计与制作 ................................................... 433.2
材料性能 ............................................................. 453.3
推出试验 .............................................................. 483.4
小结 .................................................................. 504
推出试验结果分析........................................................514.1.
试验测量结果 ......................................................... 514.2
推出试件受力模型及破坏形态 ............................................. 544.3
栓钉连接件荷载—滑移分析 ............................................. 564.4
轻骨料混凝土板的掀起分析 .............................................. 584.5
界面滑移分析 ......................................................... 594.6
小结 ................................................................ 625
钢—轻骨料混凝土栓钉连接件承载力分析 ..................................... 635.1
栓钉连接件的工作机理 .................................................. 635.2
钢材本构关系 ......................................................... 645.3
栓钉连接件施加反力计算 .................................................. 655.4
计算结果分析 .......................................................... 685.5
计算结果与试验结果的对比分析 .......................................... 735.6
栓钉连接件承载能力分析 ............................................... 735.7
小结 ................................................................. 756
钢 — 轻骨料混凝土组合梁模型试验 .......................................... 776.1
试件的设计与制作 ...................................................... 776.2
轻骨料混凝土组合试验梁材料性能 ........................................... 806.3
轻骨料混凝土组合梁试验测试 ............................................. 816.4
小结 ................................................................ 847
钢—轻骨料混凝土组合梁试验结果分析 ...................................... 857.1
试件破坏形式 ..................................................................... 857.2
荷载—位移曲线 ...................................................................... 877.3
轻骨料混凝土荷载—应变曲线 ........................................... 877.4
钢梁荷载—应变曲线 .................................................. 897.5
钢梁和轻骨料混凝土板跨中截面的应变分布 ........................... 907.6
轻骨料混凝土板跨中宽度方向应变分布 ................................... 917.7
轻骨料混凝土组合梁滑移曲线 ........................................... 927.8
轻骨料混凝土组合梁挠度分布曲线 ........................................ 937.9
轻骨料混凝土组合梁与普通混凝土组合梁延性对比分析 ....... 947.10
小结 ...................................................................... 958
钢—轻骨料混凝土组合梁抗弯承载力分析 ...................................... 978.1
组合梁材料本构关系 .................................................... 978.2
滑移效应对组合梁承载力的影响分析 ....................................... 998.3
轻骨料混凝土组合梁弹性抗弯承载力分析 ............................... 1018.4
轻骨料混凝土组合梁塑性抗弯承载力分析 ............................... 1038.5
有效宽度对极限抗弯承载力的影响 ....................................... 1058.6
钢—轻骨料混凝土简支组合梁的M—φ关系 ................................ 1078.7
轻骨料混凝土组合梁抗弯承载力实用计算方法 ....................... 1108.8
小结 ................................................................ 1119
钢—轻骨料混凝土组合梁变形计算 ............................................ 1139.1
有效宽度对钢-轻骨料混凝土组合梁挠度的影响 .................... 1139.2
抗剪连接件对钢—轻骨料混凝土组合梁挠度的影响 ................ 1149.3
滑移效应对钢—轻骨料混凝土组合梁挠度的影响 .................... 1169.4
轻骨料混凝土组合梁实用变形计算方法 ................................... 1319.5
小结 ............................................................. 13410
体外预应力钢—轻骨料混凝土组合连续梁变形性能 ...................... 13510.1
影响体外预应力钢—轻骨料混凝土组合梁变形性能的因素 .. 13510.2
体外预应力钢—轻骨料混凝土组合连续梁变形性能 .............. 13910.3
体外预应力钢—轻骨料混凝土组合连续梁试验分析 .............. 15110.4
体外预应力钢—轻骨料混凝土组合连续梁有限元模拟分析 .. 16810.5
计算结果分析 ................................................... 17110.6
小结 ............................................................... 178
参考文献.................................................................. 179 2100433B
本书可供土木工程技术人员、科研人员及有关专业师生参考。 与本书研究内容有关的项目及编号: 1.建设部项目:“钢与轻骨料混凝土组合梁试验研究”(05-k5-10) 2.吉林省科技厅项目:“钢与轻骨料混凝土组合梁的理论与试验研究”(20050531)3.吉林省交通厅项目:“钢与轻骨料混凝土组合梁的应用研究”(2005-1-18) 4.吉林省科技厅项目:“北方寒地节能抗震住宅关键技术研究”(201205083) 5.吉林省教育厅项目:“轻钢结构节能一体化技术体系研究”(吉教合字[2009]第185号)
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轻集料混凝土按抗压强度标准值可分cl5.0、cl7.5、cl10、cl15、cl20、cl25、cl30、cl35、cl40、cl45、cl50等11个强度等级。
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土木工程类、建筑类科研、应用人员及高校学生
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1. 传统梁 vs 钢梁组合梁
传统梁是指由混凝土或木材制成的常见结构元素,而钢梁组合梁则是由钢材和混凝土组成的复合结构。两者在以下方面存在明显差异:
- 材料强度:钢材具有较高的强度和刚性,相比之下,混凝土和木材的强度较低。
- 施工速度:传统梁需要现场浇筑混凝土或安装木材,而钢梁组合梁则可以预制并在现场快速安装。
- 自重:由于钢材密度较低,钢梁组合梁的自重较轻,对建筑物整体结构负荷较小。
- 空间利用:传统梁需要较大的截面尺寸来满足承载要求,而钢梁组合梁可以采用较小的截面尺寸,提供更大的空间利用效率。
2. 钢梁组合梁的优势
钢梁组合梁在建设工程中具有以下优势:
- 强度和刚性:由于采用钢材作为主要材料,钢梁组合梁具有较高的强度和刚性,能够承受更大的荷载和变形。
- 施工速度:相比传统梁,钢梁组合梁可以预制并在现场快速安装。这种快速施工方式可以大大缩短工期,提高施工效率。
- 可靠性:钢材具有一致的材料性能,不受环境因素影响,因此钢梁组合梁在使用寿命和可靠性方面表现出色。
- 空间利用:由于钢材的高强度特性,钢梁组合梁可以采用较小的截面尺寸,提供更大的空间利用效率。这对于需要最大限度利用空间的建筑项目非常重要。
- 可调节性:钢梁组合梁可以根据实际需要进行调整和改变。通过改变混凝土厚度或增加钢材数量,可以调节横截面的刚度和承载能力。
- 可拆卸性:钢梁组合梁可以进行拆卸和重组,使得建筑物的结构更加灵活。这对于需要进行改造或扩建的建筑项目非常有利。
3. 钢梁组合梁的适用性
钢梁组合梁适用于各种建设工程领域,特别是在以下情况下具有优势:
- 跨度较大:由于钢材的高强度和刚性,钢梁组合梁可以用于跨度较大的结构,如桥梁、大跨度厂房等。
- 高荷载要求:钢材的强度使得钢梁组合梁能够承受较大的荷载,因此适用于需要承载重量较大设备或物品的建筑项目。
- 环境要求严苛:钢材具有良好的耐腐蚀性能,可以抵御恶劣环境条件下的腐蚀和氧化。因此,在海洋、化工等环境要求严苛的场所中,钢梁组合梁是一个理想的选择。
- 快速施工要求:钢梁组合梁可以预制并在现场快速安装,适用于需要快速施工和缩短工期的项目。
- 空间利用要求高:由于钢材的高强度特性,钢梁组合梁可以采用较小的截面尺寸,提供更大的空间利用效率。因此,在需要最大限度利用空间的建筑项目中,钢梁组合梁是一种理想的选择。
4. 钢梁组合梁的施工注意事项
在使用钢梁组合梁进行建设工程时,需要注意以下事项:
- 结构设计:钢梁组合梁的结构设计应符合相关标准和规范。需要考虑荷载、变形、振动等因素,确保结构的安全性和稳定性。
- 材料选择:选择适当的钢材和混凝土材料,确保其质量和性能符合要求。同时,需要考虑材料的耐腐蚀性能,特别是在恶劣环境条件下。
- 施工过程控制:在预制和现场安装过程中,需要严格控制施工质量。确保钢梁组合梁的尺寸、形状、连接等方面符合设计要求。
- 防腐措施:钢材容易受到腐蚀的影响,因此需要采取适当的防腐措施,延长钢梁组合梁的使用寿命。常见的防腐方法包括喷涂防腐漆、热镀锌等。
- 安全施工:在进行钢梁组合梁的安装过程中,需要严格遵守安全规范,采取必要的安全措施。确保工人的安全,并防止意外事故的发生。
钢梁组合梁作为一种新型的结构形式,在建设工程领域具有明显的优势。相比传统梁,钢梁组合梁具有更高的强度和刚性,施工速度更快,空间利用效率更高,并且具有可调节性和可拆卸性的特点。在跨度较大、荷载要求高、环境要求严苛、快速施工和空间利用要求高的项目中,钢梁组合梁是一个理想的选择。
然而,在使用钢梁组合梁时,需要注意结构设计、材料选择、施工过程控制、防腐措施和安全施工等方面的问题。只有严格按照相关标准和规范进行施工,并采取必要的措施保证质量和安全,才能充分发挥钢梁组合梁的优势。
总而言之,钢梁组合梁在建设工程领域具有广泛的应用前景。通过对比分析传统梁和钢梁组合梁的差异以及钢梁组合梁的优势和适用性,我们可以更好地理解并应用这种新型的结构形式,推动建设工程的发展与进步。
《钢-混凝土组合梁结构:试验、理论与应用》书中介绍的研究内容包括简支组合梁的承载力及变形计算,组合梁的受剪、受扭性能,连续组合梁及预应力组合梁的性能,混凝土翼板开洞组合梁,抗剪连接件的性能及设计方法,组合梁的疲劳性能、抗震性能以及高强混凝土组合梁的性能等。《钢-混凝土组合梁结构:试验、理论与应用》侧重对试验结果的描述和对组合梁受力机理及设计方法的阐述,可供从事土木工程专业的广大科技工作者和设计人员参考,也可以作为研究生和本科生的学习参考书使用。
针对基础设施中日益严重的钢材锈蚀问题和纯FRP(纤维增强复合材料)结构初次投入大、刚度低等不足,本项目意在发展新型、高耐久性的FRP-混凝土组合梁。首先,设计两种新型、高耐久性的FRP-混凝土组合梁;其次,通过试验研究FRP与混凝土连接性能,探寻多试验参数对连接性能的影响规律,建立FRP/混凝土界面粘结-滑移本构模型,提出实用的组合界面抗剪设计方法;再次,通过理论分析、数值模拟与试验研究FRP-混凝土组合梁基本力学性能,归纳、总结和完善已有的组合梁基本力学性能理论分析方法,提出适合初步设计的简化分析与设计方法;最后,通过理论分析、数值模拟与试验研究FRP-混凝土组合梁长期力学性能(徐变、疲劳和温差),提出组合梁长期力学性能理论分析方法。通过上述组合梁受力性能的系统研究,建立一套实用的FRP-混凝土组合梁受力性能分析、试验与设计方法,为推广该新型组合梁在实际工程中应用提供科学依据。