Elementary Behaviour of Composite Steel and Concrete Structural Members pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Butterworth-Heinemann

作者:Deric Oehlers

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2000-2-28

价格:USD 48.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780750632690

丛书系列:

图书标签:

Composite Materials
Steel Structures
Concrete Structures
Structural Engineering
Structural Analysis
Civil Engineering
Construction
Behavior
Design
Members

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具体描述

This book is aimed at developing elementary analysis skills, familiarity and an intuitive feel for composite construction that is required by undergraduate and graduate students, and by structural engineers. It does not require a prior knowledge of advanced analysis and design techniques, and builds on simple concepts such as statics and the mechanics of materials. A topic is first introduced by a brief description, with numerous carefully-chosen examples forming an integral part of the main text. Working through the examples allows the reader to gain a full understanding of the subject, as a technique is illustrated by its application to designing new structures, or in the important area of assessing and upgrading existing structures. The techniques described for the analysis of standard structures form a basis for understanding the way composite structures work, and these techniques are applied to many non-standard forms of composite construction that are not, or rarely, covered in national standards. The book is an essential purchase for all undergraduate and postgraduate students of structural/civil engineering and architecture, as well as all practising structural and civil engineers. It covers practical applications not covered in codes, such as service ducts, splitting, upgrading existing structures and non-standard forms of composite construction. Topics are embellished by working through numerous unique and carefully-chosen examples that form an integral part of the subject material. It is not orientated to specific codes, so that principles can be applied to any national design standard.

结构工程高级主题：钢筋混凝土与结构稳定性前沿探讨本书旨在深入剖析现代结构工程中那些需要超越基础材料力学范畴的高级议题，尤其侧重于复杂荷载作用下结构构件的长期性能、非线性响应以及整体稳定性控制。它面向结构工程师、高级研究人员以及致力于深化理论知识的研究生，提供一个严谨、全面的理论框架与实际应用指导。 --- 第一部分：材料本构关系的深度解析与长期性能预测本部分将结构性能的源头——材料本构关系——提升到更精细的层次进行审视，特别是针对实际服役条件下钢筋混凝土构件所面临的长期环境影响和复杂应力状态。 1.1 混凝土的非线性粘塑性与蠕变机制的精确建模我们首先抛开理想化的线弹性假设，聚焦于混凝土在长期静力荷载作用下表现出的粘塑性（Creep）和收缩（Shrinkage）行为。内容涵盖：老化理论与时变性能：详细介绍基于老化理论（如Kelvin-Voigt模型或Burger模型）对混凝土蠕变函数的精确拟合方法。讨论温度、湿度梯度对蠕变速率的耦合影响，并引入考虑早期龄期应力历史对后期变形的累积效应。三维本构面的扩展：针对构件在弯曲、剪切和扭转的组合应力场中，如何应用广义应力-应变关系。重点讨论在高压实度混凝土和超高性能混凝土（UHPC）中，由于微裂缝扩展导致的模量退化，以及如何利用基于损伤力学的模型来描述这种退化过程。钢筋-混凝土界面的粘结滑移研究：在长期荷载下，钢筋的徐变会导致界面应力重分布。本书将探讨先进的粘结模型，如考虑拉拔破坏的界面本构关系，以及它们如何影响结构整体的刚度衰减。 1.2 钢材的疲劳与极端荷载响应本章关注钢材在非静力荷载作用下的行为，尤其是在循环荷载和冲击荷载工况下。低周与高周疲劳分析：详细分析S-N曲线的适用范围，并引入基于应变范围的Manson-Coffin法则。重点讨论焊接细节对疲劳寿命的敏感性，以及如何应用损伤累积模型（如Miner法则的修正形式）来预测结构在复杂服役历史下的剩余寿命。高温与火灾下的材料性能：探讨钢材在高温下的强度和延性下降机制。不同于标准的规范简化，本书将展示基于有限元分析的细观尺度模型如何模拟碳化层对混凝土强度折减的影响，以及钢筋残余应力对火灾后结构承载力的恢复能力评估。 --- 第二部分：复杂应力状态下的构件极限分析与延性设计本部分将分析传统梁柱单元在真实工作状态下所经历的复杂剪切、扭转以及轴压耦合作用，并着重于基于性能的延性设计方法。 2.1 剪切与斜向受拉破坏机制的精细化模拟传统的剪压梁理论多基于弹性或简化的塑性铰概念。本章则深入探讨混凝土构件抗剪承载力的“多尺度失效路径”。桁架-拱模型（Strut-and-Tie Models, STM）的适用边界：详细界定STM在深梁、节点域和开洞结构中的应用范围，并引入基于有限元结果校准的断裂角。剪切变形与裂缝张开度的控制：针对既有结构的评估，引入基于裂缝宽度限制的抗剪承载力折减因子。讨论在地震作用下，剪切控制破坏与弯曲控制破坏的切换点，以及如何通过配置精细的箍筋来确保足够的延性。 2.2 轴压与弯矩耦合作用下的柱体承载力预测对于高层建筑和复杂框架结构中的柱子，轴压力与弯矩的耦合作用至关重要。 P-M-L 相互作用图的非线性构造：不仅仅是绘制作用域，而是深入探讨在不同配筋率和不同混凝土强度下，弯矩-轴力曲线的“膝点”（Knee Point）的物理意义，即从拉伸破坏到受压破坏的过渡。长细柱的稳定性（Buckling）：结合第二部分对材料刚度退化的认识，引入P-Delta效应的精确计算方法，特别是针对那些承受显著水平荷载的柱。讨论如何通过合理的侧向支撑和配筋，延迟临界屈曲荷载的出现。 --- 第三部分：结构整体稳定性与动力学响应本部分转向宏观层面，探讨结构体系在荷载不确定性下的整体稳定性，以及对地震和风荷载的动态响应分析。 3.1 二阶效应与P-Delta分析的精确实施结构稳定性分析是评估高层建筑安全的关键。刚度矩阵的演化：在分析过程中，刚度矩阵不再是固定的，它受到轴向荷载引起的几何刚度变化的影响。本书详述如何构建和迭代求解包含几何非线性的平衡方程组。基于性能的侧向刚度设计：讨论如何通过控制结构的侧向刚度（而非仅仅是强度）来满足使用阶段的舒适度和极限状态下的稳定性要求。引入不同于规范的有效刚度（Effective Stiffness）概念，以更好地反映结构在裂缝状态下的性能。 3.2 振动特性识别与主动/被动控制针对大型或超高层结构，理解其固有频率和阻尼特性是进行动态分析的基础。模态分析与结构健康监测（SHM）数据的融合：介绍利用实测的振动数据（如加速度计记录）来校正有限元模型中的刚度参数，从而提高预测精度。隔震与耗能技术：深入分析粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器以及铅芯橡胶支座的工作机理。本书将提供详细的非线性动力学分析流程，用以评估这些控制元件对结构在极端地震下的位移和加速度响应的抑制效果。 --- 结语：本书提供了一种超越传统设计规范的、基于先进计算力学和材料科学视角的结构分析方法。它强调在面对日益复杂的结构形式和更严苛的服役要求时，工程师必须掌握的理论深度和精确建模技能，是结构工程领域向更高精度、更可靠性能迈进的重要参考读物。