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第1章 绪言1

1.1钢管混凝土的特点1

1.2钢管混凝土的发展和研究12

1.2.1钢管混凝土构件的静力性能16

1.2.2钢管混凝土构件的动力性能21

1.2.3钢管混凝土构件的耐火性能22

1.3本书的目的、主要内容和研究方法24

1.3.1目的和主要内容24

1.3.2研究方法25

第2章 钢管混凝土工程实践30

2.1引言30

2.2钢管混凝土的应用实例30

2.2.1单层和多层厂房柱30

2.2.2设备构架柱、各种支架柱和栈桥柱32

2.2.3地铁站台柱33

2.2.4送变电杆塔34

2.2.5桁架压杆35

2.2.6桩35

2.2.7空间结构36

2.2.8高层和超高层建筑38

2.2.9高耸建筑结构53

2.2.10桥梁结构53

第3章 钢管混凝土压（拉）弯构件的力学性能67

3.1引言67

3.2压弯构件荷载-变形关系的理论分析67

3.2.1概述67

3.2.2压弯构件的纤维模型法67

3.2.3压（拉）弯构件的有限元法107

3.2.4结果分析168

3.3试验研究170

3.3.1轴心受压短构件170

3.3.2轴心受压长构件182

3.3.3纯弯曲构件186

3.3.4压弯构件195

3.3.5轴心受拉构件204

3.3.6拉弯构件216

3.4实用计算方法研究222

3.4.1概述222

3.4.2实用计算方法222

3.5钢管混凝土压弯构件设计公式及可靠度分析260

3.5.1承载力设计方法260

3.5.2可靠度分析262

3.6规程比较269

3.7小结273

第4章 钢管混凝土构件在压弯扭剪复合受力状态下的力学性能274

4.1引言274

4.2钢管混凝土受纯扭转时的力学性能274

4.2.1有限元计算模型275

4.2.2荷载-变形关系计算276

4.2.3计算结果和试验结果比较278

4.2.4扭转破坏模态280

4.2.5受力特性分析281

4.2.6钢管和核心混凝土之间的相互作用282

4.2.7荷载-变形关系的影响因素分析283

4.2.8抗扭强度实用计算方法285

4.3钢管混凝土横向受剪时的力学性能292

4.3.1有限元计算模型292

4.3.2剪跨比的影响分析292

4.3.3计算结果和试验结果比较293

4.3.4纯剪τ-γ关系曲线的影响因素304

4.3.5抗剪强度实用计算方法306

4.4钢管混凝土受压扭时的力学性能310

4.4.1荷载-变形关系计算310

4.4.2计算结果和试验结果比较315

4.4.3工作机理分析320

4.4.4承载力相关方程321

4.5钢管混凝土受弯扭时的力学性能325

4.5.1荷载-变形关系计算325

4.5.2计算结果和试验结果比较331

4.5.3工作机理分析333

4.5.4承载力相关方程335

4.6钢管混凝土受压弯扭时的力学性能337

4.6.1荷载-变形关系计算和分析337

4.6.2计算结果和试验结果比较342

4.6.3承载力相关方程345

4.7钢管混凝土受压弯剪时的力学性能349

4.7.1荷载-变形关系计算349

4.7.2计算结果与试验结果比较350

4.7.3工作机理分析354

4.7.4荷载-变形关系曲线的特点359

4.7.5承载力相关方程360

4.7.6剪切变形的影响分析361

4.8钢管混凝土受压弯扭剪时的力学性能365

4.8.1荷载-变形关系计算和分析365

4.8.2承载力相关方程373

4.9小结376

第5章 钢管混凝土受轴向局压时的力学性能377

5.1引言377

5.2试验研究377

5.2.1不带端板的方钢管混凝土377

5.2.2带端板的钢管混凝土386

5.2.3结果分析399

5.3理论分析模型400

5.3.1计算方法400

5.3.2计算结果和试验结果比较400

5.4工作机理分析408

5.4.1受力全过程分析408

5.4.2影响因素分析409

5.5承载力实用计算方法416

5.5.1局压承载力折减系数定义416

5.5.2端板刚度影响指标定义416

5.5.3参数分析417

5.5.4实用计算公式420

5.6小结422

第6章 钢管混凝土中核心混凝土的水化热、收缩及徐变问题研究424

6.1引言424

6.2核心混凝土水化热和收缩的试验研究424

6.2.1试验概况424

6.2.2混凝土温度实测结果与分析428

6.2.3收缩变形实测结果及分析430

6.2.4结果分析436

6.3长期荷载作用下构件的试验研究437

6.3.1试验概况437

6.3.2变形测试438

6.3.3承载力试验441

6.4长期荷载作用下变形的计算443

6.4.1徐变和收缩模型444

6.4.2计算方法444

6.4.3参数分析447

6.5考虑长期荷载作用影响时荷载-变形关系的计算450

6.5.1混凝土的应力-应变关系模型450

6.5.2荷载-变形关系和承载力的计算451

6.5.3影响承载力的因素分析454

6.6承载力影响系数计算456

6.7小结458

第7章 钢管混凝土构件的滞回性能460

7.1引言460

7.2弯矩-曲率滞回性能460

7.2.1往复应力下钢材和混凝土的应力-应变关系模型460

7.2.2弯矩-曲率滞回关系曲线的计算464

7.2.3弯矩-曲率滞回关系骨架线的特点470

7.2.4弯矩-曲率滞回模型477

7.3水平荷载-水平位移滞回性能484

7.3.1试验研究484

7.3.2 P-△滞回关系曲线的计算500

7.3.3 P-△滞回关系骨架线特点511

7.3.4 P-△滞回模型517

7.3.5位移延性系数简化计算524

7.4小结526

第8章 钢管混凝土柱的耐火性能和抗火设计原理528

8.1引言528

8.2钢管混凝土柱耐火极限的试验研究528

8.2.1试验概况528

8.2.2试验方法533

8.2.3试验结果及分析533

8.3钢管混凝土柱截面温度场的计算542

8.3.1钢材和混凝土的热工性能543

8.3.2温度场的计算545

8.3.3试验研究552

8.4火灾作用下（后）钢管混凝土柱的理论分析模型556

8.4.1火灾模型，力、温度和时间路径556

8.4.2高温下（后）钢材和混凝土的材料特性559

8.4.3理论模型和计算方法565

8.4.4荷载-变形关系及耐火极限的计算573

8.4.5耐火极限简化的数值计算方法575

8.5耐火极限影响因素分析577

8.5.1火灾下钢管混凝土柱“有效荷载”的确定577

8.5.2参数分析578

8.6火灾下构件承载力的计算584

8.6.1火灾下构件承载力影响系数及参数分析584

8.6.2承载力影响系数实用计算方法588

8.7防火保护层厚度实用计算方法591

8.7.1“有效荷载”作用下的防火保护层厚度591

8.7.2不同荷载比下的防火保护层厚度595

8.8工程应用598

8.9小结602

第9章 火灾作用后钢管混凝土构件的力学性能603

9.1引言603

9.2恒高温后钢管混凝土的轴压力学性能603

9.2.1试验研究603

9.2.2理论分析611

9.3标准火灾作用后钢管混凝土构件试验研究615

9.3.1试验概况615

9.3.2试验结果与分析618

9.3.3荷载-变形关系计算与试验结果比较622

9.4承载力和变形影响因素分析及其实用计算方法625

9.4.1概述625

9.4.2剩余承载力系数的影响因素分析627

9.4.3残余变形的影响因素分析634

9.4.4剩余承载力系数和残余变形的实用计算方法640

9.5火灾后钢管混凝土柱的滞回性能650

9.5.1概述650

9.5.2试验研究650

9.5.3理论分析模型665

9.5.4 M-ф和P-△关系影响因素分析680

9.5.5恢复力模型简化计算方法688

9.5.6延性系数的简化计算703

9.6小结704

第10章 钢管初应力对钢管混凝土柱力学性能的影响705

10.1引言705

10.2试验研究706

10.2.1试验概况706

10.2.2试件制作706

10.2.3试验结果708

10.3考虑钢管初应力影响时压弯构件荷载-变形关系的分析713

10.3.1纤维模型法713

10.3.2有限元法715

10.4参数分析723

10.5承载力实用验算方法726

10.5.1承载力影响系数726

10.5.2承载力计算方法727

10.6小结728

第11章 氯离子腐蚀作用下钢管混凝土构件的工作机理729

11.1引言729

11.2轴心受压构件729

11.2.1试验研究729

11.2.2有限元分析739

11.2.3参数分析和实用计算方法749

11.3轴心受拉构件753

11.3.1试验研究753

11.3.2有限元分析761

11.3.3轴拉承载力分析764

11.4纯弯构件765

11.4.1试验研究765

11.4.2有限元分析774

11.4.3抗弯承载力实用计算方法782

11.5压弯构件786

11.5.1试验研究786

11.5.2有限元分析790

11.5.3参数分析和实用计算方法795

11.6小结799

第12章 撞击荷载作用下钢管混凝土构件的工作机理801

12.1引言801

12.2试验研究801

12.2.1试验设计801

12.2.2试验结果及分析804

12.3有限元分析模型809

12.3.1有限元分析模型的建立809

12.3.2模型验证811

12.4工作机理分析819

12.4.1构件受力全过程分析819

12.4.2轴压荷载对横向撞击性能的影响829

12.4.3长期荷载、腐蚀及撞击耦合分析832

12.5参数分析及动力抗弯强度实用计算方法836

12.5.1影响因素分析836

12.5.2动力抗弯强度实用计算方法843

12.6小结844

第13章 钢管与混凝土的粘结性能及混凝土浇筑质量的影响845

13.1问题的提出845

13.2钢管与核心混凝土间的粘结性能845

13.2.1粘结强度845

13.2.2粘结强度的影响因素846

13.2.3钢管与混凝土间粘结性能的试验研究849

13.3核心混凝土浇筑质量对钢管混凝土力学性能的影响858

13.3.1圆钢管混凝土构件试验研究858

13.3.2方、矩形钢管混凝土构件试验研究863

13.3.3核心混凝土浇筑方法简述873

13.4考虑核心混凝土缺陷的偏压构件承载力计算876

13.4.1试验研究876

13.4.2核心混凝土脱空的影响规律分析901

13.4.3有限元分析及承载力实用计算方法907

13.5实际钢管混凝土工程中的混凝土浇灌全过程试验研究913

13.5.1圆形截面钢管混凝土柱914

13.5.2多腔式多边形钢管混凝土柱928

13.6小结934

参考文献936

索引962