Design of FRP and Steel Plated RC Structures pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Oehlers, Deric J./ Seracino, Rudolf

出品人:

页数:252

译者:

出版时间:2004-11

价格:$ 259.90

装帧:HRD

isbn号码:9780080445489

丛书系列:

图书标签:

FRP
钢板
钢筋混凝土结构
结构设计
加固
复合材料
土木工程
桥梁工程
结构工程
耐久性

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具体描述

There are a large and ever-increasing number of structures and buildings worldwide that are in need of refurbishment, rehabilitation and strengthening. The retrofitting of beams and slabs for this purpose is now recognized as the most cost-effective and environmentally sustainable method of carrying out this essential renovation work. The authors of "Design of FRP and Steel Plated RC Structures" are both acknowledged world experts on these techniques and their book has been designed to provide the reader with a comprehensive overview of the established techniques and their applications as well as thorough coverage of newly emerging methodologies and their uses. The comparison of FRP and steel is a particular focus and the authors provide practical examples of where one material might be used in preference to another. Indeed practical, worked examples of how, when, and why specific solutions have been chosen in real-world situations are used throughout the text and provide the user with invaluable insights into the decision-making process and its technical background. Just as importantly these examples make the understanding and application of these techniques easier to understand for the student and the practitioner. The book is international in appeal, as while no reference is made to specific local codes the authors approach always follows that of the more advanced structural codes worldwide. As such it will remain an essential resource for many years to come. "Design of FRP and Steel Plated RC Structures" is an important reference for a broad range of researchers, students and practitioners including civil engineers and contractors, architects, designers and builders. It contains detailed worked examples throughout to aid understanding and provide technical insight. It covers all types of metal plates and all types of FRP plates. It uses design philosophies that can be used with any mathematical model. It provides coverage of all main international guidelines.

结构工程前沿：钢筋混凝土与钢结构优化设计深度解析一本聚焦于现代结构工程实践、材料科学与数值模拟前沿技术的专业著作本书旨在为结构工程师、岩土工程师、结构设计师、研究人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。它并非仅仅是对现有规范的复述，而是对结构工程领域中几种关键结构体系的深入剖析、性能评估和创新设计方法的系统性总结。本书的结构设计理念着眼于耐久性、可持续性与经济性的平衡发展，特别关注在复杂荷载环境和特殊应用场景下的结构响应与控制。全书内容紧密结合当前国际先进的工程实践标准和最新的研究成果，为读者提供理解和解决当代结构工程挑战的强大工具。 --- 第一部分：高性能混凝土与新型材料在结构中的应用本部分深入探讨了传统钢筋混凝土（RC）结构体系在面临更高性能要求时所展现出的局限性，并系统介绍了超越普通混凝土（Normal Strength Concrete, NSC）的新型胶凝材料体系及其在承重结构中的应用策略。 1.1 超高性能混凝土（UHPC）的本构关系与细部设计本章详细阐述了UHPC（Ultra-High Performance Concrete）的微观结构特性，重点解析了其极高的抗压强度、优异的抗拉延展性以及自密实性。内容涵盖了从原材料选择（如微细粉料、高强度纤维）到配合比设计的全流程，并着重分析了UHPC在考虑脆性断裂控制下的本构模型，特别是其拉伸应力-应变曲线的非线性特征。在设计应用方面，本书提供了UHPC在梁柱节点、抗剪加固层以及预制构件中的具体尺寸确定方法，并讨论了UHPC与传统钢筋的粘结性能研究进展。 1.2 纤维增强复合材料（FRC）在抗裂与延性提升中的作用本节超越了传统的钢筋配筋，聚焦于分散式和定向式纤维增强对混凝土材料性能的革命性影响。内容包括：多尺度纤维的随机分布与织物增强效应：研究了钢纤维、聚合物纤维（如PVA, PP）在提高混凝土韧性、抗冲击性和抗疲劳性能中的作用机制。应力-裂缝宽度模型：针对高纤维混凝土，本书提出了修正的应力-裂缝宽度关系，用以指导结构在极限状态下的剩余抗力评估。预制构件中的应用：探讨了UHPC-FRC组合材料在薄壁结构、隧道衬砌和极端环境构件中的快速成型与耐久性保障措施。 1.3 钢-混凝土界面粘结机理与长期性能评估本章深入研究了钢筋与混凝土之间的相互作用，尤其是在高温、腐蚀或反复荷载作用下的界面性能衰减。内容包括：粘结强度试验方法与模型：对比分析了拉拔试验（Pull-out Test）与弯曲试验（Beam Test）获取的粘结强度数据，并提出了适应于高强度钢筋和界面损伤的非线性粘结滑移模型（Bond-Slip Model）。锈胀效应的量化分析：探讨了氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀引起的内部应力积累，并结合局部应力场分析，预测结构寿命阶段的开裂风险和耐久性指标。 --- 第二部分：钢结构与复杂连接体系的性能化设计本部分将焦点转向现代钢结构，特别是其在高层建筑、大跨度空间结构以及抗震设防区中的应用。本书强调从构件到整体结构的性能化分析视角。 2.1 高性能钢材（HPS）的屈服与断裂行为本书详细介绍了现代高强度结构钢（如ASTM A992/A913，或国内Q460及以上等级钢材）的力学特性。关键内容包括：冷作硬化与应变率敏感性：分析了HPS在快速加载（如地震或爆炸）条件下峰值强度提高的现象，并引入了适当的本构模型进行修正。局部屈曲与塑性发展：针对HPS构件，由于其高强度，翼缘和腹板的厚径比减小，本书提供了基于极限承载力和稳定性的优化截面选择方法，确保在达到极限强度前，充分发挥材料的塑性潜力。 2.2 焊接与栓接连接的疲劳评估与剩余寿命预测连接是钢结构中最薄弱的环节，本章是结构安全评估的核心：焊接接头的设计与验算：深入分析了T型接头、搭接焊缝在不同荷载模式下的应力集中，并根据国际焊接结构规范（如AISC/Eurocode 3的F类/E类疲劳细节），提供了详细的应力范围计算流程和参数选择指南。高强度螺栓的预紧力损失与松弛效应：研究了在高振动或温度变化环境中，摩擦型连接的预紧力维持能力，并提出了基于短期/长期试验数据的预紧力衰减模型，用于评估连接的抗剪承载力退化。 2.3 钢-混凝土组合梁（SCB）的非线性分析与应用本章集中于钢梁与混凝土楼板通过剪力连接件形成整体受力的组合结构：剪力连接件的横向剪切刚度建模：精确模拟了焊接型钢钉（Studs）在极限荷载下的滑移、屈曲与拔出力，并提出了考虑滞后效应的剪力滞（Shear Lag）效应修正系数。整体截面受力假定与挠度控制：推导了在全塑性分析中，组合截面惯性矩的等效面积法，并结合荷载分担系数，精确计算考虑了时变效应（如混凝土徐变）后的长期使用阶段挠度。 --- 第三部分：结构动力学响应与先进的数值模拟技术本部分将理论分析提升至动态和非线性数值模拟层面，是理解复杂结构在极端事件下行为的关键。 3.1 结构抗震设计中的性能化目标与控制策略本书倡导从基于性能的设计（Performance-Based Design, PBD）出发，而非仅仅满足传统的设计承载力。非线性时程分析（NLTHA）的实施：详细介绍了如何为结构构件（特别是梁、柱、剪力墙）建立精确的铰域（Plastic Hinge）力学模型（如Bilinear, Degrading Tri-linear模型），并展示了在OpenSees或ABAQUS等软件中进行高效模拟的步骤。位移延性与构件抗震等级的匹配：探讨了在不同设防目标（如立即使用、生命安全、倒塌预防）下，如何通过控制结构层间位移角（Story Drift Ratio）来指导配筋率和截面尺寸的确定。 3.2 损伤力学与结构退化模型的应用本章关注结构在承受超过弹性范围的反复荷载后，其刚度和承载力的退化规律。迟滞耗能与等效粘滞阻尼：提出了基于结构滞后曲线的等效粘滞阻尼系数的计算方法，用于简化动力分析，特别是在评估隔震或消能减震结构时非常重要。材料损伤的本构关系：引入了内变量损伤模型，用以描述混凝土在微裂缝累积过程中刚度的非线性下降，这对于评估既有结构的剩余使用寿命至关重要。 3.3 有限元分析中的网格划分、边界条件与结果后处理本书提供了关于如何正确使用商业有限元软件进行复杂结构分析的实用指导，避免常见的错误：接触面与材料界面的建模：重点讨论了混凝土与钢板之间、或不同材料区域之间的接触算法选择（如惩罚法、增广拉格朗日法）及其对结果收敛性的影响。应力奇异性与网格依赖性：指导读者如何识别应力集中点，并采用自适应网格细化技术来消除计算结果中因网格粗细带来的不确定性。 --- 本书特色总结：深度融合：将材料科学的最新突破（如UHPC）与传统的结构抗震理论紧密结合。实践导向：每章均辅以实际工程案例的参数分析，确保理论与实践的无缝对接。数值精进：系统介绍非线性有限元方法在评估复杂构件（如锚栓、节点域）行为中的应用。