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內容簡介: |
本书系统地研究和阐述了传统风格建筑钢结构体系的抗震性能、结构构造与相关设计方法。全书共分11章,主要内容包括绪论、传统风格建筑钢转换柱连接抗震性能试验及理论研究、传统风格建筑钢转换柱连接受力特性研究、传统风格建筑带斗栱檐柱节点抗震性能试验、传统风格建筑钢结构双梁柱节点抗震性能试验、传统风格建筑钢结构双梁柱节点抗剪承载力分析、传统风格建筑钢结构新型阻尼节点动力加载试验、传统风格建筑钢结构新型阻尼节点性能分析及设计建议、传统风格建筑钢框架结构拟动力试验研究、传统风格建筑钢框架结构低周往复加载试验研究,以及传统风格建筑钢框架结构体系基于位移的抗震设计。
本书可供高等院校土木工程专业的教师、研究生和高年级本科生参考,也可供从事钢结构、古建筑、结构抗震及减震控制工作的科研人员、工程技术人员参考。
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目錄:
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前言
第1章绪论1
11研究背景及意义1
111传统风格建筑与古建筑的区别1
112传统风格建筑的形成与发展2
113传统风格建筑细部连接的构造2
114传统风格建筑钢节点的营造特点3
115传统风格建筑钢框架的表现形式4
12国内外相关研究现状5
121传统风格建筑的研究现状5
122转换柱连接及异形节点的研究现状7
123结构减震及阻尼节点的研究现状9
13本书的主要研究工作10
131传统风格建筑钢转换柱连接抗震性能研究10
132传统风格建筑节点抗震性能及减震研究10
133传统风格建筑钢框架结构抗震性能研究11
134传统风格建筑钢结构体系性能化设计及其建议11
第2章传统风格建筑钢转换柱连接抗震性能试验及理论研究12
21引言12
22试验概况12
221试件设计12
222试件制作及材料性能13
223加载装置及方案15
224量测方案15
23试验现象16
231加载过程16
232破坏模式17
24主要试验结果18
241滞回曲线18
242特征荷载19
243特征位移及延性19
244刚度退化19
245耗能性能20
246应变分布21
25考虑损伤效应的恢复力模型21
251骨架曲线22
252弹性段理论计算22
253塑性段理论计算24
254骨架曲线对比25
255双参数损伤效应26
256恢复力模型28
26本章小结29
第3章传统风格建筑钢转换柱连接受力特性研究31
31概述31
32模型建立31
321材料本构模型31
322单元类型选取及网格划分32
323边界条件及加载方式32
324影响因素33
33计算结果与试验结果对比分析33
331极限变形33
332滞回曲线34
333骨架曲线35
34钢材断裂研究37
341应力分析37
342等效塑性应变39
343母材断裂分析40
35本章小结41
第4章传统风格建筑带斗栱檐柱节点抗震性能试验43
41试验概况43
411试验目的43
412试件设计及制作43
413试件加载及测点布置49
42试验过程52
43破坏形态分析58
44试验结果59
441滞回曲线59
442骨架曲线60
443极限承载力和位移61
444延性62
445耗能性能63
446强度退化65
447刚度退化66
448节点区应变分析67
45本章小结69
第5章传统风格建筑钢结构双梁柱节点抗震性能试验70
51试件的设计及制作70
511试件设计70
512试件制作76
513材性试验76
52测量方法及加载方案76
521测量方法76
522加载装置79
523加载制度79
53试验过程81
531加载破坏过程81
532核心区应变87
533破坏模式90
54试验结果分析91
541滞回曲线91
542骨架曲线93
543变形能力93
544耗能能力95
545刚度退化95
546强度衰减96
547核心区剪切应变97
55本章小结98
第6章传统风格建筑钢结构双梁柱节点抗剪承载力分析100
61受力分析模型100
62下核心区抗剪承载力计算102
621节点域受力模型102
622下核心区斜截面抗剪承载力计算103
63验证分析106
631公式计算值和试验值对比106
632公式计算值和有限元计算值对比107
64本章小结107
第7章传统风格建筑钢结构新型阻尼节点动力加载试验109
71试验目的109
72试件的设计及制作110
721无控节点试件设计110
722阻尼器和有控试件设计110
723试件制作114
724材性试验114
725试验装置和加载制度114
726试验量测内容及测点布置120
73试验过程描述120
74应变分析127
75破坏模式分析129
76试验结果分析129
761滞回曲线129
762骨架曲线133
763变形能力133
764耗能分析135
765强度衰减137
766刚度退化138
77本章小结139
第8章传统风格建筑钢结构新型阻尼节点性能分析及设计建议141
81有限元模型的建立141
811材料的本构模型141
812单元类型和网格划分142
813接触关系和分析步设置142
814双梁连接器和阻尼器的模拟143
82计算结果与试验结果的对比分析144
821破坏模式分析144
822滞回曲线145
823骨架曲线149
824阻尼器阻尼力位移滞回曲线152
83有限元参数分析154
831柱轴压比154
832阻尼系数159
833阻尼器长度162
834阻尼器安装角度169
84设计建议176
85本章小结178
第9章传统风格建筑钢框架结构拟动力试验研究179
91引言179
92模型设计与制作180
921模型设计180
922试件制作183
923相似关系183
924模型材料性能184
93试验方法和测试内容185
931试验方法原理
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內容試閱:
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在长期的社会发展过程中,建筑已经超越了其自身的功能,具有深厚的历史文化内涵,并以物质的形式存留,生动地记录了不同国家、不同地区、不同民族的历史发展过程,是人类文明的重要载体。中国地大物博,其悠久的历史创造了灿烂的中华文化,古建筑便是其最重要的组成部分,其组群布局、空间、结构及建筑材料显著区别于西方,具有典型的民族和地方色彩,是中华五千年文化最直接的传承表达与表现形式;它是东方文化、华夏文明的结晶,是珍贵的文化资源,具有极高的历史、文化、艺术和科学价值。
除了对这些珍贵文化遗产进行保护和继承外,如何建造出具有中华民族风格与地域特色的现代建筑,是目前我国城市发展与建设中遇到的主要课题。“传统风格建筑”是当代设计建造的仿古建筑的统称,其外形仿制中国古建筑,是我国建筑文化发展的必然阶段。近些年来,各大城市在发展和建设中,为了更能体现本城市的文化底蕴与特点,都在探索如何在新建建筑中传承与创新本地区传统建筑,而传统风格建筑作为一种探索与创新,具有很好的推广应用前景。目前,国内各大城市、各主要景点已建造了大量具有本地区特色的传统风格建筑。传统风格建筑绝大部分结构体系由现代钢结构、钢筋混凝土结构或钢混凝土组合结构构成,其中又因钢结构强度高、抗震性能好,且具有工业化制作程度高、环保、施工周期短等优势,被大量的地标建筑所采用。近年来,钢结构传统风格建筑已成为传统风格建筑的主流构成形式。
目前,国内已进行了部分关于传统风格建筑结构的基础研究,但对其力学性能、抗震性能、设计方法等方面的研究尚不充分,且无任何关于传统风格建筑性能设计的相关内容。此外,学术界虽然对钢结构的连接及结构进行了抗震性能研究,但是研究的结构与构造形式和传统风格建筑完全不同,且我国《钢结构设计标准》中也未有相关规定,尚有很多关键科学问题未能解决,需要进行进一步深入和系统的研究。因此,对传统风格建筑结构的抗震性能进行研究,既是对现代结构设计理论与方法的扩充,也是工程实践的迫切需求,具有重要的理论意义和工程应用价值。
自2011年开始,笔者及其所领导的课题组陆续对传统风格建筑钢转换柱连接、带斗栱檐柱节点、单双梁柱节点、附设黏滞阻尼器的新型阻尼节点、传统风格建筑钢框架结构依次进行了抗震性能试验研究,并辅以相关理论计算及有限元模拟分析,最终汇总形成了本书关于传统风格建筑钢结构体系的抗震研究成果,以期对传统风格建筑结构的抗震设计计算及工程推广应用提供一定的技术支持。
本书由薛建阳、戚亮杰执笔撰写。笔者的历届博士和硕士研究生吴占景、魏志粉、郭亮、漆成、周升、马林林、高卫欣、杨焜、乔聪、李亚东、王戈等都进行了大量的试验和理论分析工作。本书的研究得到国家自然科学基金51678478、中建股份有限公司科技研发课题CSCEC2012Z16、西安建筑科技大学优秀博士论文培育基金6040317006和西安建筑科技大学创新团队发展计划项目等科研课题和基金的资助与大力支持,在此表示衷心的感谢。
限于作者水平,书中难免存在不妥之处,同时书中部分内容带有一定的探索性质,不妥之处,敬请广大读者批评指正。
编者
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