《結構輕骨料混凝土受剪理論與模型化分析》從結構輕骨料混凝土的材料和構件兩個層次,從受剪理論模型和概率理論兩方面,通過試驗研究與理論分析較系統地研究了典型受剪構件和節(jié)點的性能和破壞特點,揭示了受剪破壞機理,提出了受剪分析模型與計算方法,開展了基于概率理論的受剪試驗數據分析,提出基于貝葉斯理論的后驗概率受剪計算模型,在此基礎上提出結構輕骨料混凝土設計方法。相關成果對于全面深入了解該類結構特性、指導工程設計、促進工程應用具有重要的理論意義和工程價值。
《結構輕骨料混凝土受剪理論與模型化分析》可供從事相關學科科研工作者、在讀研究生、工程人員等學習和參考。
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輕骨料混凝土是用量較大的混凝土。我國自20世紀50年代開始研究和應用輕骨料混凝土,早期的輕骨料混凝土強度較低,限制了其在結構混凝土中的應用。20世紀90年代以來,隨著生產工藝的改進,輕骨料水泥、混凝土技術的進步,輕骨料混凝土制備技術也已經成熟。輕骨料混凝土兼有結構材料和功能材料的特點,具有輕質高強、保溫隔熱性好、節(jié)能效果顯著、抗裂效果明顯、高耐久性、高耐火性、工程綜合造價低等優(yōu)點,是一種具有良好發(fā)展前景的綠色建筑材料,但是破壞時會發(fā)生粗骨料的破壞,相對普通混凝土更易發(fā)生脆性剪切破壞。
隨著結構混凝土受剪理論及模型化的發(fā)展,基于輕骨料混凝土的材料特性的受剪性能及模型化研究成為該類結構混凝土的重要研究內容。開展輕骨料混凝土結構受剪性能與模型化研究,對于全面深入了解該類結構混凝土受剪性能,豐富混凝土結構受剪理論及分析模型,指導工程設計,促進工程應用均具有重要的意義和價值。
本書涉及的研究工作先后得到國家自然科學基金項目(51578072、51708036、51878054)、陜西省自然科學基金項目(2016JM5070)以及中鐵勘察設計院集團有限公司項目(220228190189)資助,本書從材料和構件兩個層次,從受剪理論模型和概率理論兩個方面,通過試驗研究與理論分析,較系統地闡述了典型輕骨料混凝土受剪構件及節(jié)點的性能和破壞特點,揭示混凝土構件受剪破壞機理,提出受剪分析模型,開展基于概率理論的受剪試驗數據分析,提出基于貝葉斯理論的后驗概率受剪計算模型,并在此基礎上提出結構輕骨料混凝土設計方法。
全書共七章,具體分工如下:吳濤撰寫第1章、第4章、第5章,魏慧撰寫第2章、第3章,劉喜撰寫第6章、第7章。除本書課題組外,感謝直接參與本項目研究工作的劉伯權、黃華、邢國華、陳旭、岳志豪、趙天俊、孫藝嘉、劉洋、楊雪。在課題研究中,中鐵勘察設計院集團有限公司的張海、孫建龍、蔡玉軍等給予了大力支持,同時,感謝西安建筑科技大學白國良、史慶軒對本課題研究工作的幫助與指導。
受剪理論及模型化一直是混凝土結構基本理論研究的難點和熱點。本書對輕骨料結構混凝土受剪性能與模型開展相關研究,但尚有許多工作有待進一步深入和完善。限于作者水平,書中不足望讀者給予指正。
第1章 緒論
1.1 輕骨料混凝土結構發(fā)展與應用
1.1.1 國外發(fā)展與應用
1.1.2 國內發(fā)展歷程
1.2 典型輕骨料混凝土構件受剪研究進展
1.2.1 深受彎構件
1.2.2 框架節(jié)點
1.3 結構輕骨料混凝土剪切破壞特征
1.3.1 材料層次
1.3.2 構件層次
1.4 本書的結構安排
參考文獻
第2章 輕骨料混凝土基本力學性能
2.1 輕骨料的類型及性能
2.1.1 輕骨料的類型
2.1.2 輕骨料的物理力學性能
2.2 輕骨料混凝土的配合比及力學性能
2.2.1 配合比設計
2.2.2 抗壓強度
2.2.3 抗拉強度
2.2.4 彈性模量
2.3 輕骨料混凝土微觀結構
2.3.1 試樣設計及制備
2.3.2 頁巖陶粒微觀形態(tài)
2.3.3 骨料,漿體界面過渡區(qū)微觀結構
2.3.4 硅灰對頁巖陶粒-漿體的界面過渡區(qū)的影響
2.4 輕骨料混凝土單軸受壓應力-應變全曲線
2.4.1 試驗設計
2.4.2 試驗結果與分析
2.4.3 應力-應變本構模型
參考文獻
第3章 輕骨料混凝土構件受剪性能試驗研究
3.1 深受彎構件剪切破壞機理試驗研究
3.1.1 試驗概況
3.1.2 試驗結果
3.1.3 破壞過程與破壞形態(tài)
3.1.4 試驗結果分析
3.2 深受彎構件受剪尺寸效應試驗研究
3.2.1 試驗概況
3.2.2 試驗現象與破壞形態(tài)
3.2.3 試驗結果分析
3.2.4 尺寸效應分析
3.3 框架中節(jié)點受剪性能試驗研究
3.3.1 試驗設計
3.3.2 破壞過程及破壞形態(tài)
3.3.3 試驗結果分析
參考文獻
第4章 輕骨料混凝土構件受剪承載力宏觀分析方法
4.1 混凝土開裂軟化特性分析
4.1.1 軟化系數簡介
4.1.2 輕骨料混凝土壓桿軟化試驗
4.1.3 試驗結果分析
4.1.4 模型對比與驗證
4.2 拉.壓桿系列模型分析理論
4.2.1 拉.壓桿模型簡介
4.2.2 基于數據庫的深受彎構件受剪分析
4.2.3 輕骨料混凝土深受彎構件受剪分析
4.3 基于斷裂力學的能量損失平衡定律
4.3.1 模型建立
4.3.2 模型驗證
4.3.3 模型修正與優(yōu)化
4.3.4 輕骨料混凝土深受彎構件受剪分析
4.4 Tan-Cheng計算模型
4.4.1 Tan-Tang模型
4.4.2 Tan-Cheng模型
4.4.3 鋼筋混凝土深受彎構件受剪分析
4.4.4 輕骨料混凝土深受彎構件受剪分析
參考文獻
……
第5章 混凝土構件受剪精細化分析方法
第6章 混凝土構件受剪概率模型分析方法
第7章 輕骨料結構混凝土構件受剪設計方法
附錄