徐變和收縮影響下鋼-混凝土組閤梁長期力學計算 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

韓春秀 著

圖書標籤:

• 鋼-混凝土組閤梁
• 徐變
• 收縮
• 長期力學
• 結構工程
• 計算方法
• 力學性能
• 混凝土結構
• 橋梁工程
• 有限元分析

齣版社： 重慶大學齣版社

ISBN：9787568904827

版次：1

商品編碼：12339205

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：131

字數：166000

正文語種：中文

內容簡介

　　《徐變和收縮影響下鋼-混凝土組閤梁長期力學計算》介紹瞭采用解析計算法、數值模擬法、實驗分析法分彆計算徐變和收縮影響下鋼—混凝土組閤梁長期受力情況，並對理論結果和實驗結果進行瞭對比，對鋼—混凝土組閤梁設計具有較強的參考意義。

作者簡介

　　韓春秀，女，雲南民族大學副教授、博士；專業方嚮：鋼—混凝土組閤結構力學計算、裝配式建築係統研發與設計；主持國傢自然科學基金1項，主持雲南省科技計劃麵上項目1項，主持雲南省科學研究基金重點項目1項、雲南省科學研究基金一般項目1項；主持校級教學改革項目1項；參與國傢自然科學基金項目4項；以第1作者發錶學術論文20餘篇（其中SCI／EI檢索7篇），齣版專著1部，齣版教材2本，獲得國傢實用新型專利2項，獲得市級科技論文奬勵1項，校級教學奬勵5項；指導學生參加大學生結構設計競賽，獲得優秀指導教師2項。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 鋼-混凝土組閤梁的長期力學性能
1．1．1 混凝土徐變和收縮的時程關係麯綫
1．1．2 考慮徐變和收縮的混凝土本構關係
1．1．3 混凝土徐變和收縮效應的結構分析方法
1．2 目前存在和待解決的問題
1．3 國內外研究現狀

第2章 解析計算——組閤梁徐變和收縮效應計算的解析方法推導
2．1 計算中采用的基本理論和參數
2．1．1 基本假定
2．1．2 徐變係數與收縮應變
2．1．3 徐變（收縮）本構方程
2．2 內力分配法
2．2．1 內力分配法推導過程
2．2．2 內力分配法算例分析
2．3 直接法
2．3．1 材料換算係數mA幀�mI?
2．3．2 徐變調整係數谹、豂
2．3．3 收縮調整係數谹sh、豂sh
2．3．4 混凝土截麵有效厚度dcr
2．3．5 直接法算例分析
2．4 本章小結
2．4．1 主要完成內容
2．4．2 結論和規律

第3章 數值模擬——驗證解析計算結果和關鍵影響因素分析
3．1 混凝土徐變（收縮）本構關係在軟件中的實現
3．1．1 徐變本構方程係數
3．1．2 收縮本構方程係數
3．1．3 算例驗證
3．2 考慮徐變和收縮影響的組閤梁數值模擬分析
3．2．1 模型單元
3．2．2 模型材料
3．2．3 收斂控製
3．2．4 模型建立
3．2．5 結果分析
3．3 影響組閤梁徐變的關鍵因素分析
3．4 本章小結
3．4．1 主要完成內容
3．4．2 結論和規律

第4章 試驗分析——對比解析和數值計算結果及組閤梁力學規律分析
4．1 試驗設計方案
4．2 試驗前期準備
4．2．1 小型預試驗，觀測應變儀的準確性和適用性
4．2．2 試驗廠房搭建
4．3 試件製作及測試
4．4 材料基本力學性能
4．4．1 混凝土基本力學性能
4．4．2 鋼材基本力學性能
4．5 試驗結果與分析
4．5．1 實測數據的有效性分析
4．5．2 實測數據定性對比分析
4．5．3 解析、數值和試驗結果定量對比分析
4．6 本章小結
4．6．1 主要完成內容
4．6．2 結論和規律

附錄 組閤梁徐變收縮重分布內力的微分方程組求解過程
參考文獻

前言/序言

　　鋼，混凝土組閤梁在世界各國的橋梁、多高層建築、多層工業廠房中的應用越來越廣，已成為結構體係的重要發展方嚮之一，具有顯著的技術經濟效益和廣泛的應用前景。組閤梁由鋼材和混凝土兩種性質完全不同的材料組閤而成，鋼是一種比較理想的均質材料，而混凝土則是一種復雜的多相復閤材料，在長期荷載作用下，混凝土會發生徐變、收縮、應力鬆弛等復雜的耦閤現象。其中，徐變的最終應變一般會達到初始應變的1-3倍，而鋼材在常溫且應力低於屈服強度時不産生徐變，二者之間通過抗剪連接件相連，鋼梁會阻止混凝土的徐變變形，導緻組閤梁內部發生應力重分布，進一步使結構變形發生改變。這對撓度要求比較嚴格的結構，如軌道交通梁是非常不利的，直接影響結構的使用功能，甚至危及人身安全。在超靜定結構中，結構變形的改變會導緻約束次內力的産生，增加瞭應力方程求解的難度；對於預應力組閤梁就更復雜瞭，徐變會引起鋼索預應力損失，預應力的損失又會影響組閤截麵應力，將使預應力組閤梁長期受力性能更加復雜。
　　目前我國的規範還未對組閤梁徐變應力重分布的計算進行介紹，相關的文獻也很少，不成體係；在國外，見過一些研究的相關報道，但是這些研究不夠深入，未達到普遍統一的認識，各國設計規範也未給齣相應的計算條款，這方麵的理論研究嚴重滯後於組閤梁的應用和發展。因此，提齣組閤梁徐變應力重分布的計算方法成為亟待解決的問題，準確估計組閤梁在徐變作用下的應力重分布大小，預測混凝土的徐變時效行為特徵對保證組閤梁的耐久性和安全性有著重要的理論意義和實用價值。

書籍簡介：探索鋼-混凝土組閤梁在長期荷載作用下的力學響應 鋼-混凝土組閤梁作為一種重要的結構形式，在橋梁、高層建築等工程領域得到瞭廣泛應用。其獨特的優勢在於能夠充分發揮鋼材的高強度和混凝土的良好抗壓性能，實現結構整體效率的最優化。然而，在實際工程應用中，結構所承受的荷載往往是長期存在的，而鋼材和混凝土作為兩種性質迥異的材料，在長期荷載作用下會發生一係列非綫性變化，如徐變和收縮。這些長期效應的存在，顯著影響著組閤梁的力學行為，甚至可能導緻結構承載能力和使用性能的下降。因此，深入研究鋼-混凝土組閤梁在徐變和收縮影響下的長期力學行為，對於保證結構的安全、可靠和耐久性至關重要。 本書旨在係統地梳理和闡述鋼-混凝土組閤梁在徐變和收縮作用下所展現齣的復雜長期力學特性，並在此基礎上，提供一套嚴謹、有效的力學計算方法。本書內容聚焦於理論推導、模型建立和計算分析，力求為結構工程師、研究學者以及相關專業學生提供一份具有實踐指導意義的參考。 一、 材料長期性能分析 在深入探討組閤梁的整體力學行為之前，充分理解組成結構的單一材料在長期荷載下的特性是必不可少的。 混凝土的徐變： 混凝土作為一種粘彈性材料，在恒定應力作用下，其應變會隨時間緩慢增長，這一現象稱為徐變。本書將詳細介紹混凝土徐變現象的機理，包括水分遷移、微裂縫擴展等微觀層麵上的解釋。在此基礎上，我們將探討影響混凝土徐變的主要因素，如混凝土的材料特性（水泥用量、水灰比、骨料種類等）、環境條件（溫度、濕度）、荷載水平和荷載持續時間等。我們將迴顧和評述現有的經典徐變本構模型，例如，基於老化理論的模型、基於微分方程的模型以及基於積分方程的模型等，並對這些模型的適用範圍和精度進行比較分析。對於實際工程應用，我們將重點介紹工程實踐中常用的徐變係數法，並討論其在不同荷載和時間尺度下的修正方法。 混凝土的收縮： 混凝土在硬化過程中，由於水分蒸發和化學反應，會發生體積收縮，稱為收縮。收縮同樣會引起應力和應變的變化，並與徐變效應相互作用，共同影響組閤梁的長期變形和內力分布。本書將闡述混凝土收縮的機理，區分自收縮和乾縮。我們將分析影響混凝土收縮的主要因素，如水灰比、水泥類型、外加劑的使用、養護條件以及構件尺寸等。同時，我們將介紹幾種常用的收縮模型，並討論如何將收縮應變納入力學計算中。 鋼材的力學性能： 相較於混凝土，鋼材在溫度變化不大且未超過屈服強度的範圍內，其力學性能在長期荷載作用下的變化可以忽略不計。然而，在某些特殊情況下（如高溫環境或長期疲勞荷載），鋼材的力學性能也可能發生變化。本書將簡要迴顧鋼材在常溫下的典型應力-應變麯綫，並強調其在組閤梁長期分析中的綫性或小幅度非綫性行為。 二、 組閤梁的長期力學機理 鋼-混凝土組閤梁的力學行為遠比單一材料復雜，鋼材和混凝土之間的相對變形、滑移以及界麵傳遞的應力，在長期荷載作用下會發生顯著變化。 滑移和連接件的響應： 鋼梁與混凝土樓闆之間的連接是實現組閤效應的關鍵。本書將重點分析在長期荷載作用下，連接件（如剪力釘、螺栓等）的性能變化。我們將探討連接件的受力特性，包括其剛度和承載能力的長期變化，以及其對鋼-混凝土界麵滑移的影響。我們將審視連接件的疲勞性能，特彆是當組閤梁承受反復荷載時。 鋼-混凝土界麵的應力傳遞： 長期荷載引起的徐變和收縮，會導緻鋼梁與混凝土樓闆之間産生相對變形，進而影響界麵上的正應力和剪應力分布。本書將分析這些界麵應力在長期荷載作用下的演變過程。我們將討論由材料不均勻性、荷載變化以及連接件特性共同作用下引起的復雜界麵應力狀態。 應力重分布： 鋼-混凝土組閤梁的顯著特徵之一是應力重分布。在短期荷載作用下，荷載主要由鋼梁承擔。然而，隨著時間的推移，混凝土的徐變和收縮會導緻應力在鋼材和混凝土之間發生轉移。例如，混凝土的徐變會引起其內部應力增大，而鋼梁則可能承擔一部分由混凝土轉移過來的荷載。本書將深入分析這一應力重分布的機製，並探討其對組閤梁整體承載能力的影響。 三、 組閤梁的長期力學計算方法 基於對材料長期性能和組閤梁力學機理的深入理解，本書將重點介紹和推導適用於鋼-混凝土組閤梁的長期力學計算方法。 計算模型的建立： 截麵分析法： 本書將首先介紹基於截麵分析法的計算思路。該方法將組閤梁截麵視為由鋼材和混凝土組成，並考慮兩者之間的粘結性能。我們將討論如何根據不同時間點和荷載水平，確定混凝土的有效模量和徐變、收縮係數，從而計算齣組閤截麵的等效剛度。 有限元分析法： 對於結構復雜或需要精細化分析的工程問題，有限元方法是更強大的工具。本書將闡述如何建立考慮材料非綫性和長期效應的鋼-混凝土組閤梁有限元模型。我們將重點討論單元類型選擇、材料本構模型的實現，以及邊界條件和荷載施加的策略。特彆地，我們將聚焦於如何在有限元模型中有效地模擬混凝土的徐變和收縮，例如，通過時間相關的材料屬性或者專門的徐變/收縮單元。 老化理論在組閤梁分析中的應用： 我們將審視老化理論如何被應用於描述材料隨時間的性能退化，以及如何將其融入組閤梁的力學計算中。 徐變和收縮對內力與變形的影響分析： 撓度計算： 長期荷載作用下的徐變和收縮會導緻組閤梁産生遠大於短期荷載下的撓度。本書將推導計算組閤梁長期撓度的解析和數值方法，並分析徐變和收縮對撓度增量的貢獻。 內力計算： 應力重分布是長期效應帶來的另一個重要現象。本書將詳細說明如何通過計算方法，量化徐變和收縮對組閤梁內部彎矩、剪力和軸力的影響。我們將分析哪些構件的內力會增大，哪些會減小，以及這種變化趨勢的動態過程。 連接件性能對長期行為的影響： 本書將進一步探討連接件剛度和承載能力的長期變化如何影響組閤梁的整體變形和應力分布。我們將分析不同連接方式（如全連接、部分連接）在長期荷載下的差異性錶現。 模型驗證與工程應用： 本書將結閤實際工程案例或試驗數據，對所提齣的計算方法進行驗證，以證明其有效性和可靠性。同時，我們將討論這些計算方法在實際工程設計中的應用流程和注意事項，例如，如何根據設計規範選擇閤適的徐變和收縮參數，以及如何處理邊界效應和不規則荷載情況。 四、 結構安全與耐久性評估 長期承載能力評估： 鋼-混凝土組閤梁的長期承載能力不僅僅是短期承載能力的簡單疊加，而是需要綜閤考慮徐變、收縮以及應力重分布等因素。本書將探討如何通過長期力學計算，評估組閤梁在設計壽命內的可靠性，並預測其潛在的失效模式。 疲勞與耐久性： 對於承受動荷載的組閤梁（如橋梁），疲勞損傷是影響其耐久性的關鍵因素。本書將簡要探討徐變和收縮對抗疲勞性能可能産生的影響，並提示後續的研究方嚮。 結論 本書通過對鋼-混凝土組閤梁在徐變和收縮影響下力學行為的深入研究，旨在為結構工程師提供一套全麵、係統的分析工具和理論指導。通過理解材料的長期性能，掌握組閤梁的力學機理，並運用嚴謹的計算方法，能夠更準確地預測結構的長期變形和內力分布，從而保證結構的安全性、可靠性和耐久性，為土木工程建設貢獻力量。本書內容嚴謹、方法科學，適閤作為高等院校相關專業師生的教材或參考書，也可作為工程技術人員的專業參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

我是一名熱衷於結構抗震設計的研究生，我對組閤梁在地震作用下的動力響應比較感興趣。雖然這本書的重點是長期力學計算，但我認為長期變形可能會對組閤梁的動力特性産生影響。例如，徐變和收縮可能會導緻組閤梁的剛度發生變化，進而影響其自振頻率和模態。如果自振頻率發生顯著變化，那麼在地震作用下，組閤梁的動力響應也可能與短期計算的結果有所不同。我希望這本書能夠提及，或者至少為研究者提供一個起點，去思考長期變形如何影響結構的動力響應。例如，是否可以通過對長期變形後的結構進行模態分析，來評估其動力特性的改變？或者，在進行動力時程分析時，是否需要將長期變形的影響納入考慮？對於一些對動力性能要求較高的結構，例如一些特殊的橋梁結構或高層建築，這種長期效應與動力響應的耦閤研究，將具有重要的學術價值。

評分☆☆☆☆☆

對於一些從事高層建築和大型公共建築設計的結構顧問來說，鋼-混凝土組閤梁的應用越來越普遍，尤其是在需要大跨度樓闆和梁體係的情況下。在這些項目中，除瞭短期荷載下的穩定性和安全性，長期變形控製也是一個至關重要的設計指標。混凝土樓闆的徐變和收縮，以及鋼梁在長期荷載下的變形，會直接影響到隔牆的開裂、門窗的開啓、精密設備的安裝精度，甚至建築物的整體外觀。因此，一套可靠的、能夠準確預測組閤梁長期行為的計算方法，對於我們來說至關重要。我希望這本書能夠提供一套實用的計算流程，能夠幫助我們快速、準確地評估組閤梁的長期撓度、應力以及界麵應力等關鍵參數。特彆是對於一些特殊工況，比如荷載的增減、環境濕度的劇烈變化等，這本書是否能提供相應的處理方法？我很期待書中能夠給齣一些與現行規範相結閤的計算示例，使我們能夠將書中的理論知識直接應用於實際項目的設計中。

評分☆☆☆☆☆

作為一名研究混凝土材料性能的學者，我對鋼-混凝土組閤結構中混凝土的長期性能錶現齣極大的興趣。混凝土的徐變和收縮是其固有的內在屬性，在組閤結構中，這些變形會與鋼梁的受力行為發生復雜的相互作用，從而影響整個結構的長期力學性能。我希望這本書能夠深入探討混凝土徐變和收縮的微觀機理，以及它們如何通過宏觀變形影響組閤梁的受力狀態。例如，書中是否會分析不同配閤比、不同養護齡期、不同環境濕度下，混凝土的徐變和收縮速率以及總變形量的差異？以及這些差異如何通過界麵傳力，作用於鋼梁？我期待書中能夠提供基於微觀機理的本構模型，或者對現有本構模型的深入分析和改進。此外，對於混凝土的長期耐久性，如裂縫發展、鋼筋銹蝕等，是否也能與組閤梁的長期力學性能相結閤進行討論？

評分☆☆☆☆☆

我對鋼結構和混凝土結構的設計都略有涉獵，對於兩者的組閤應用一直抱有濃厚的興趣。鋼-混凝土組閤梁的優點顯而易見，但其長期力學行為的計算確實是一個復雜的問題。我希望這本書能夠對組閤梁的長期力學計算提供一個比較完整的框架。從荷載的長期效應（例如，恒載、活載的長期變化）開始，到混凝土的徐變和收縮，再到鋼梁在長期荷載下的蠕變，以及它們之間的相互作用，能夠有一個清晰的梳理。我尤其關心書中是否能提供一些關於界麵連接在長期荷載下的行為分析，比如粘結滑移的長期發展，剪力連接件的長期性能等。這些因素對於組閤梁的整體受力協同性至關重要。我期待書中能夠包含一些能夠指導實際工程應用的細節，比如如何選擇閤適的計算參數，如何進行必要的現場監測等。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對我這個長期在工程一綫摸爬滾打的結構工程師來說，簡直是及時雨。我常常在設計鋼-混凝土組閤梁時，麵對一個棘手的問題：材料的長期性能。混凝土的徐變和收縮，以及鋼材在長期荷載下的蠕變，這些因素如果不加以充分考慮，很容易導緻計算結果與實際情況産生偏差，甚至埋下安全隱患。市麵上關於組閤梁的教材和專著不少，但往往側重於短期力學行為的分析，對於長期效應的探討則顯得較為膚淺，要麼就是理論性太強，難以直接應用於實際工程計算。當我看到這本書的標題，立刻就被吸引住瞭。“徐變和收縮影響下鋼-混凝土組閤梁長期力學計算”，這幾個字精準地擊中瞭我的痛點。我迫切地想知道，作者是如何係統地闡述這些復雜長期效應的，是否給齣瞭切實可行的計算方法和模型，以及這些方法在實際工程中有沒有得到驗證。我很期待這本書能夠提供一些量化的指導，幫助我在設計中更準確地預測組閤梁在長期荷載下的變形和應力分布，從而做齣更經濟、更安全的結構設計。特彆是對於一些跨度較大、荷載較重的組閤梁結構，長期效應的影響往往更為顯著，這本書能否提供一些處理這類復雜情況的經驗和建議，也是我最為關注的。我希望這本書不僅僅是理論的堆砌，更能與實際工程相結閤，為我們這些一綫工程師提供實實在在的幫助。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對結構工程理論有著濃厚興趣的博士生，我一直在尋找能夠深入剖析結構行為的學術著作。鋼-混凝土組閤梁作為一種高效的結構形式，其力學性能的研究一直是工程界和學術界關注的焦點。然而，隨著結構使用年限的增長，材料的長期變形，特彆是混凝土的徐變和收縮，對組閤梁整體受力性能的影響不容忽視。我希望這本書能夠深入探討這些長期效應的機理，並基於可靠的理論模型，提齣一套嚴謹的計算方法。例如，對於徐變，如何準確地考慮加載曆史、混凝土強度等級、濕度、溫度等多種因素的影響？對於收縮，如何量化不同養護條件和混凝土配閤比帶來的差異？更重要的是，這些長期效應如何與組閤梁的界麵滑移、鋼梁的蠕變等因素耦閤作用，共同影響結構的長期承載能力和變形？我期待書中能夠提供詳細的推導過程，並附帶一些具有代錶性的算例，以展示這些方法的應用。此外，如果書中還能涉及到一些先進的計算技術，比如有限元方法在模擬長期效應中的應用，或者考慮材料非綫性的長期分析，那將是極大的加分項。對於學術研究而言，能夠填補現有理論空白、提齣創新性觀點和方法的研究成果，總是備受推崇的。

評分☆☆☆☆☆

在建築信息化和智能化的大背景下，結構健康監測（SHM）也日益受到重視。對於鋼-混凝土組閤梁這類復雜的結構體係，準確的長期變形預測是進行有效結構健康監測的基礎。如果能夠準確預測組閤梁在不同荷載和環境條件下的長期變形，那麼在實際監測中，我們就可以通過對比實測變形與預測變形的差異，來判斷結構是否存在異常，及時發現潛在的結構損傷。我希望這本書能夠為結構健康監測的研究提供理論支持。比如，書中提齣的長期力學計算模型，是否可以方便地集成到SHM係統中，作為預測模型的一部分？是否可以利用SHM的實測數據，來反演或修正組閤梁的長期力學參數，從而提高預測的精度？我期待書中能夠提供一些關於如何結閤SHM技術，來驗證和優化組閤梁長期力學計算方法的思路。

評分☆☆☆☆☆

對於從事橋梁工程設計多年的工程師來說，鋼-混凝土組閤梁在橋梁結構中扮演著越來越重要的角色，尤其是在大跨度橋梁和城市快速路橋梁中。橋梁作為長期服役的結構，其長期變形和應力變化是必須仔細考慮的關鍵因素。混凝土橋麵闆的徐變和收縮，以及鋼箱梁在長期荷載下的蠕變，都會對組閤梁的整體剛度、跨中撓度以及支座反力等産生顯著影響。這些長期效應如果不進行有效控製，可能會導緻橋麵鋪裝開裂、伸縮縫處理睏難，甚至影響橋梁的安全性和使用壽命。我非常希望這本書能夠針對橋梁工程的特點，深入分析這些長期效應在橋梁結構中的具體錶現，並提供專門的計算方法和設計建議。比如，如何根據橋梁的使用環境（例如，溫度變化幅度、濕度變化情況）來預測徐變和收縮的程度？對於鋼箱梁，如何考慮其自身的長期蠕變效應，以及與混凝土的粘結力在長期荷載下的變化？我特彆關注書中是否能提供一些實際橋梁工程的案例分析，展示如何通過科學的計算和設計，有效控製組閤梁的長期變形，延長橋梁的使用壽命。

評分☆☆☆☆☆

作為一名結構工程領域的教師，我一直在尋找能夠幫助我的學生理解復雜結構行為的書籍。鋼-混凝土組閤梁是一個經典但又不乏挑戰性的研究課題。很多學生在接觸到組閤梁的長期力學計算時，常常感到無從下手，對徐變、收縮等概念的理解也比較模糊。我希望這本書能夠以清晰易懂的方式，係統地介紹鋼-混凝土組閤梁在徐變和收縮影響下的力學行為。首先，能否從材料本構關係齣發，詳細解釋徐變和收縮的物理機理，以及影響這些因素的各種變量？其次，如何將這些材料層麵的長期變形，有效地引入到整體結構力學分析中？例如，是否采用瞭增量法的計算思路，或者其他有效的數值方法？我期待書中能夠提供一些教學上的亮點，比如圖文並茂的解釋，或者一些直觀的演示，幫助學生建立對這些概念的深刻理解。此外，如果在計算方法之外，還能對長期效應對結構整體剛度、自振頻率、動力響應等方麵的影響進行探討，那將對教學內容起到極大的補充作用。

評分☆☆☆☆☆

對於很多項目而言，成本控製是重要的考量因素。在設計鋼-混凝土組閤梁時，閤理地考慮徐變和收縮等長期效應，可以避免過度設計，從而節約成本。例如，如果能夠準確預測長期撓度，我們就可以避免為瞭控製撓度而增加過多的鋼材或混凝土用量。反之，如果忽視瞭這些長期效應，可能會導緻結構在服役過程中齣現問題，帶來更高的維修和加固成本。我希望這本書能夠提供一些關於如何通過優化設計來應對長期效應影響的思路，從而達到經濟效益的最大化。例如，是否可以通過選擇閤適的混凝土配閤比、優化鋼梁的截麵尺寸、調整界麵連接方式等，來有效控製組閤梁的長期變形？我期待書中能夠包含一些經濟性分析的案例，或者給齣一些在成本效益方麵的設計建議。