新型钢混凝土组合剪力墙及筒体结构：试验、理论与技术

　　本书结合高层建筑组合结构的抗震设计需求，考虑钢-混凝土组合剪力墙及筒体的构造特点，提出了不同抗侧力体系组合与钢和混凝土两种不同特性材料组合联合应用的多重组合剪力墙及筒体体系。首先在体系层次上，合理选择了各具优势的混凝土剪力墙、钢桁架、钢板剪力墙、密柱深梁钢构等不同抗侧力体系组合，并将抗侧力体系的优化组合作为获得高效抗震体系的首要问题；然后，在构件层次上，将不同受力特性的钢和混凝土两种材料组合起来，以获得合理的性价比和高效的抗震效果。本书阐述了作者提出的钢-混凝土多重组合剪力墙及筒体体系的抗震设计思路，介绍了所研发的几种不同构造的钢-混凝土组合剪力墙及筒体体系的抗震性能试验与匹配的主要试验结果，给出了相应的理论分析方法及构造措施，并列出了部分工程应用案例。本书可供建筑结构领域工程设计和研究人员及高等院校土建专业的师生参考。

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第1章 绪论 11.1 引言 11.2 新型钢-混凝土组合剪力墙及筒体体系 21.2.1 内藏钢桁架混凝土组合剪力墙及筒体 31.2.2 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合剪力墙及筒体 31.3 本章小结 4参考文献 4第2章 新型钢-混凝土组合剪力墙及筒体抗震试验与理论 52.1 低周反复荷载试验 52.1.1 试件设计 52.1.2 加载装置与数据采集 62.1.3 试验数据处理 72.2 模拟地震振动台试验 92.3 有限元分析 112.3.1 材料模型 112.3.2 单元选取 112.3.3 网格划分 122.3.4 接触模拟 122.4 理论计算 132.4.1 初始刚度 132.4.2 承载力 132.4.3 恢复力模型 142.5 本章小结 16参考文献 17第3章 内藏钢桁架组合剪力墙及筒体抗震试验与理论 183.1 中心荷载作用下内藏钢桁架组合核心筒 183.1.1 试验概况 183.1.2 承载力与位移 193.1.3 刚度及其退化过程 203.1.4 滞回特性 213.1.5 耗能能力 223.1.6 破坏特征分析 243.2 中心荷载作用下内藏钢桁架组合核心筒承载力计算 263.2.1 基本假定 263.2.2 无洞口组合核心筒力学模型 273.2.3 带洞口组合核心筒力学模型 303.2.4 承载力计算结果与实测结果比较 333.3 偏心荷载作用下内藏钢桁架组合核心筒 343.3.1 试验概况 343.3.2 承载力实测结果 353.3.3 刚度退化过程 353.3.4 滞回特性 363.3.5 耗能能力 393.3.6 复合受力下的扭转性能 403.3.7 破坏特征 433.4 偏心水平荷载下内藏钢桁架组合核心筒承载力计算 453.4.1 基本假定 453.4.2 平衡方程 453.5 压弯剪作用下内藏钢桁架组合低剪力墙软化桁架模型及分析 503.5.1 模型建立 503.5.2 平衡方程 513.5.3 协调方程 523.5.4 本构关系 523.5.5 内藏钢桁架组合剪力墙各组成部分对抗剪承载力的贡献 543.5.6 计算分析 583.5.7 内藏钢桁架低剪力墙计算分析 593.6 压弯剪作用下组合高剪力墙及核心筒软化桁架模型及分析 643.6.1 二轴应力状态 643.6.2 单轴应力状态 643.6.3 两个状态体系之间的关系 673.6.4 计算分析 683.6.5 内藏钢桁架组合高剪力墙计算分析 683.6.6 内藏钢桁架组合核心筒计算 75 3.7 压弯剪扭作用下组合核心筒软化桁架模型及分析 763.7.1 基本假设 763.7.2 二轴应力状态 773.7.3 单轴应力状态 813.7.4 两个状态体系之间的关系 813.7.5 计算分析 823.7.6 偏心荷载下内藏钢桁架混凝土组合核心筒非线性分析 823.8 本章小结 85参考文献 86第4章 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合剪力墙及筒体抗震试验与理论 874.1 钢管混凝土边框组合剪力墙 874.1.1 试验概况 874.1.2 承载力、变形、刚度 924.1.3 滞回特性 934.1.4 耗能能力 954.1.5 破坏特征 964.2 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合剪力墙 984.2.1 试验概况 984.2.2 承载力、变形、刚度 1014.2.3 滞回特性 1024.2.4 破坏特征 1064.3 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合剪力墙有限元分析 1084.3.1 材料模型 1084.3.2 荷载-位移骨架曲线 1104.3.3 钢桁架与剪力墙组合效果 1134.3.4 参数分析 1144.4 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合剪力墙理论计算 1214.4.1 弹性刚度计算 1214.4.2 承载力计算 1224.4.3 恢复力模型 1264.4.4 滞回特性 1274.4.5 恢复力模型及计算结果 1284.5 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合核心筒 1304.5.1 试验概况 1304.5.2 加载方案 1334.5.3 承载力 1344.5.4 刚度 1344.5.5 滞回特性 1354.5.6 破坏特征 1414.6 钢管混凝土边框内藏钢桁架组合核心筒承载力计算 1454.6.1 基本假定 1454.6.2 无洞口组合核心筒承载力计算模型与公式 1454.6.3 带洞口组合核心筒承载力计算模型与公式 1484.6.4 计算值与实测值的比较 1504.7 钢管混凝土叠合柱边框内藏网状钢桁架组合核心筒 1504.7.1 试验概况 1504.7.2 承载力实测值及分析 1554.7.3 位移及延性 1554.7.4 刚度及退化 1564.7.5 滞回特性 1574.7.6 破坏特征 1584.7.7 组合筒体承载力分析 1624.7.8 组合筒体变形能力分析 1624.8 钢管混凝土叠合柱边框内藏网状钢桁架组合筒体承载力计算 1634.8.1 基本假定 1634.8.2 承载力模型 1644.8.3 计算值与实测值的比较 1654.9 钢管混凝土叠合边框内藏钢桁架组合剪力墙振动台试验 1664.9.1 试验概况 1664.9.2 试验方案 1684.9.3 自振频率与阻尼比 1704.9.4 加速度反应 1714.9.5 位移反应 1764.9.6 破坏特征 1804.9.7 有限元弹塑性时程分析 1814.9.8 剪力墙宏观模型的弹塑性时程分析 1834.10 本章小结 190参考文献 191第5章 钢管及型钢边框内藏钢板组合剪力墙抗震试验与理论 1925.1 钢管混凝土边框纯钢板剪力墙 1925.1.1 试验概况 1925.1.2 承载力 1945.1.3 延性 1955.1.4 刚度 1965.1.5 滞回特性 1965.1.6 耗能能力 1985.1.7 破坏特征 1985.2 钢管混凝土边框纯钢板剪力墙承载力计算 1995.2.1 基本假定 1995.2.2 计算模型 2005.2.3 承载力计算 2015.2.4 计算值与实测值的比较 2015.3 型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙 2025.3.1 试验概况 2025.3.2 承载力 2045.3.3 刚度退化 2055.3.4 滞回特性 2065.3.5 破坏特征 2075.4 钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙 2095.4.1 试验概况 2095.4.2 承载力与延性 2135.4.3 刚度退化 2145.4.4 滞回特性 2145.4.5 耗能能力 2165.4.6 破坏特征 2175.5 型钢及钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙理论计算 2185.5.1 型钢混凝土边框内藏钢板组合剪力墙有限元分析 2195.5.2 钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙有限元分析 2245.5.3 力学模型与计算 2315.5.4 恢复力模型及计算分析 2385.6 钢管混凝土叠合边框内藏钢板组合剪力墙 2425.6.1 试验概况 2425.6.2 承载力 2465.6.3 刚度 2475.6.4 位移及延性 2485.6.5 滞回特性 2495.6.6 破坏特征 2505.7 钢管混凝土叠合柱边框内藏钢板组合剪力墙理论计算 2525.7.1 正截面承载力 2525.7.2 斜截面承载力 2585.7.3 恢复力模型 2605.8 钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙振动台试验 2625.8.1 试验概况 2625.8.2 自振频率 2675.8.3 加速度反应 2675.8.4 位移反应 2725.8.5 破坏特征 2755.9 钢管混凝土边框内藏钢板组合剪力墙弹塑性时程分析 2775.9.1 剪力墙有限元弹塑性时程分析 2775.9.2 剪力墙宏观模型的弹塑性时程分析 2805.10 本章小结 283参考文献 284第6章 钢管及型钢密柱内藏分块钢板组合剪力墙抗震试验与理论 2856.1 研究背景 2856.2 钢管混凝土密柱内藏分块钢板组合剪力墙 2866.2.1 试验概况 2866.2.2 破坏特征 2906.2.3 承载力与变形能力 2906.2.4 刚度及退化过程 2916.2.5 滞回特性 2926.2.6 耗能能力 2936.2.7 有限元模拟 2946.3 钢管及型钢混凝土密柱-分块钢板结构 2956.3.1 试验概况 2956.3.2 破坏特征 3026.3.3 承载力 3036.3.4 位移和延性 3046.3.5 刚度 3046.3.6 滞回特性 3066.3.7 耗能 3086.3.8 承载力计算 3086.3.9 有限元分析 3116.4 钢管边柱及型钢中柱内藏分块钢板组合剪力墙 3146.4.1 试验概况 3146.4.2 破坏现象 3176.4.3 承载力 3186.4.4 变形、耗能和刚度 3206.4.5 滞回特性 3216.4.6 有限元分析 3256.5 钢管混凝土密柱内藏分块钢板组合剪力墙 3306.5.1 试验概况 3306.5.2 承载力、位移、刚度 3326.5.3 耗能 3336.5.4 滞回特性 3346.5.5 损伤过程与消能 3376.6 钢管及型钢混凝土密柱内藏分块钢板双肢组合剪力墙 3406.6.1 试验概况 3406.6.2 承载力 3486.6.3 刚度 3496.6.4 延性 3516.6.5 滞回特性 3526.6.6 耗能 3556.6.7 破坏机制 3576.6.8 承载力计算 3616.6.9 有限元分析 3806.6.10 恢复力模型 3856.7 本章小结 389参考文献 390第7章 新型钢-混凝土组合剪力墙及筒体体系应用的工程案例 3917.1 北京新保利大厦 3917.2 广州珠江新城J1-1项目 3927.3 大连国际会议中心 3947.4 北京财富中心二期办公楼 397