定 價:68 元
叢書名:現(xiàn)代數(shù)學基礎(chǔ)叢書
- 作者:陳旭, 周東華著
- 出版時間:2017/3/1
- ISBN:9787030519245
- 出 版 社:科學出版社
- 中圖法分類:TU375.3
- 頁碼:149
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
本書內(nèi)容包括:混凝土截面承載力的逆算方法;鋼截面彎矩曲率關(guān)系的解析法;混凝土截面彎矩曲率關(guān)系的解析法;混凝土柱二階彈塑性的改進Newmark法;混凝土柱二階彈塑性的圖解分析和計算等。
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隨著混凝土結(jié)構(gòu)的高度和高寬比的增加,結(jié)構(gòu)的重量也在增加,而橫向剛度則在相對減弱,導致橫向變形增大。在橫向變形產(chǎn)生的同時,結(jié)構(gòu)上的重力荷載位置隨之發(fā)生了移動,由此會產(chǎn)生附加內(nèi)力和附加變形,使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形增大,即產(chǎn)生了二階效應。二階效應使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力增大,即導致結(jié)構(gòu)的承載力降低;同時,使結(jié)構(gòu)的變形增大,即導致結(jié)構(gòu)的剛度降低。工程設(shè)計中二階效應多為有限元軟件計算,為整體分析,材料為彈性,計算的附加變形偏小。若要考慮材料非線性,如混凝土開裂和受壓的非線性本構(gòu)關(guān)系、鋼筋的屈服等,計算將極為耗時,常會出現(xiàn)迭代收斂困難,以致難以準確捕捉結(jié)構(gòu)真實的極限承載力。所以,同時考慮雙重非線性(二階的幾何非線性和材料非線性),在目前及今后很長一段時間內(nèi)都難以進入實用階段。為此,本書嘗試以解析的手段來尋求解決此類問題的方法。
20世紀至今,國內(nèi)外眾多學者對混凝土結(jié)構(gòu)二階效應展開了大量理論和試驗研究,如德國Quast教授和重慶大學白紹良教授研究團隊。本書對混凝土柱二階效應計算的解析法和數(shù)值法做了一定深度的研究,達到用簡單易行的方法和手段來解決柱的強度和穩(wěn)定承載力計算的目的。全書共8章,第1章為緒論;第2~4章是考慮材料非線性的截面分析,包括截面承載力和反映截面彈塑性關(guān)系的軸力、彎矩和曲率分析;第5~7章是考慮雙重非線性的梁一柱分析;第8章為總結(jié)。
書中的計算方法采用Matlab軟件實現(xiàn),從算法到編程均由作者完成,數(shù)據(jù)圖通過Origin軟件繪制。計算方法的正確性或可靠性可由計算結(jié)果在規(guī)律上所反映出的合理性來判斷,而且令人驚訝和興奮的是,本書的計算結(jié)果與我國20世紀70年代以來開展的部分試驗結(jié)果相當吻合。書中的數(shù)據(jù)均由計算所得,未作任何修改。2.5節(jié)由周東華教授撰寫,其余部分由陳旭撰寫,最后由周東華教授統(tǒng)一定稿。
目錄
前言
主要符號
第1章 緒論 1
1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的二階分析 1
1.1.1 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題 1
1.1.2 穩(wěn)定的含義 2
1.1.3 二階效應的概念 2
1.1.4 二階效應的分類 3
1.1.5 主要計算方法 4
1.2 混凝土柱的二階分析 6
1.2.1 柱的穩(wěn)定問題 7
1.2.2 主要計算方法 12
1.2.3 問題的提出 17
1.3 本研究領(lǐng)域的國內(nèi)外概況 17
1.3.1 鋼壓桿二階分析的歷史概要 17
1.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)的二階彈塑性分析 18
1.3.3 小結(jié) 20
1.4 本書的主要內(nèi)容 21
參考文獻 24
第2章 混凝土截面承載力的逆算方法 28
2.1 概述 28
2.2 計算的依據(jù) 29
2.2.1 基本假定 29
2.2.2 本構(gòu)關(guān)系 29
2.2.3 應變之間的換算關(guān)系 30
2.2.4 應變和曲率之間的關(guān)系 31
2.2.5 中性軸位置與截面的受力狀態(tài) 32
2.2.6 極限狀態(tài)可能的應變分布 32
2.3 任意截面軸力彎矩關(guān)系的數(shù)值計算 34
2.3.1 計算思路 34
2.3.2 計算過程 35
2.4 矩形截面的數(shù)值計算 36
2.4.1 計算簡圖 36
2.4.2 計算公式 36
2.4.3 算例 37
2.4.4 無量綱的軸力彎矩相關(guān)曲線 38
2.5 圓形和環(huán)形純彎截面的解析計算 39
2.5.1 計算方法和公式 39
2.5.2 算例 51
2.5.3 小結(jié) 53
2.6 圓形壓彎截面的數(shù)值計算 53
2.6.1 計算簡圖 54
2.6.2 應變應力的計算公式 55
2.6.3 軸力彎矩的計算公式 55
2.6.4 算例 56
2.6.5 與規(guī)范方法的對比 57
2.6.6 與試驗結(jié)果的對比 57
2.6.7 計算圖表 59
2.7 本章小結(jié) 62
參考文獻 62
第3章 鋼截面彎矩曲率關(guān)系的解析法 64
3.1 概述 64
3.2 矩形鋼截面的經(jīng)典解法 65
3.2.1 鋼的彈塑性本構(gòu)關(guān)系 65
3.2.2 純彎受力的矩形鋼截面 65
3.2.3 壓彎受力的矩形鋼截面 66
3.3 矩形鋼截面的解析法 67
3.3.1 彈性區(qū)的計算 67
3.3.2 單側(cè)塑性區(qū)的計算 68
3.3.3 雙側(cè)塑性區(qū)的計算 69
3.3.4 軸力不變的彎矩曲率關(guān)系 69
3.3.5 極限狀態(tài)的解析式 70
3.3.6 可能的應變變化區(qū)域 71
3.4 工字形鋼截面的解析法 72
3.4.1 計算方法 72
3.4.2 分力的計算 74
3.4.3 極限狀態(tài)的解析式 76
3.5 矩形和工字形截面的算例 77
3.5.1 軸力不變的彎矩曲率關(guān)系 77
3.5.2 軸力彎矩相關(guān)關(guān)系 78
3.5.3 曲率不變的軸力彎矩關(guān)系 79
3.5.4 形狀系數(shù) 80
3.6 本章小結(jié) 81
參考文獻 81
第4章 混凝土截面彎矩曲率關(guān)系的解析法 83
4.1 概述 83
4.2 可能的應變分布 84
4.3 混凝土抗力的計算系數(shù) 85
4.3.1 區(qū)域(b)的計算 85
4.3.2 區(qū)域(c)的計算 87
4.3.3 與《歐洲規(guī)范2》的結(jié)果對比 89
4.4 截面內(nèi)力計算的解析法 91
4.4.1 區(qū)域(a)的計算 91
4.4.2 區(qū)域(b)的計算 91
4.4.3 區(qū)域(c)的計算 92
4.5 軸力不變的彎矩曲率關(guān)系 92
4.5.1 軸力的取值范圍 92
4.5.2 軸心受力狀態(tài)的應變計算 93
4.5.3 彎矩曲率關(guān)系的計算過程 93
4.6 軸力不變的彎矩曲率關(guān)系 95
4.7 延性系數(shù)的計算 96
4.8 曲率不變的軸力彎矩關(guān)系 97
4.9 線性曲率變化的軸力彎矩關(guān)系 99
4.10 本章小結(jié) 100
參考文獻 101
第5章 混凝土柱二階彈塑性的改進Newmark法 102
5.1 概述 102
5.2 基本微分方程 102
5.3 傳統(tǒng)Newmark法 104
5.4 數(shù)值積分的梯形法 105
5.5 改進Newmark法 106
5.5.1 撓度的計算 106
5.5.2 荷載撓度關(guān)系 109
5.5.3 柱的軸力彎矩相關(guān)關(guān)系 110
5.6 本章小結(jié) 113
參考文獻 114
第6章 混凝土柱二階彈塑性的圖解分析和計算 115
6.1 概述 115
6.2 彎矩曲率關(guān)系的數(shù)值處理 115
6.3 桿件的變形與彎矩 116
6.3.1 柱的一階彎矩 116
6.3.2 柱的二階彎矩和總彎矩 116
6.4 圖解分析和計算 117
6.4.1 計算思路 117
6.4.2 彎矩曲率曲線的切線特征 119
6.4.3 荷載撓度的計算121
6.4.4 柱的軸力彎矩相關(guān)關(guān)系 122
6.5 與試驗結(jié)果的對比 123
6.6 本章小結(jié) 124
參考文獻 125
第7章 混凝土柱二階彈塑性的簡化計算及手算設(shè)計方法 126
7.1 概述 126
7.2 簡化計算方法 127
7.2.1 最不利荷載 127
7.2.2 二階的平衡方程 128
7.3 截面抗力的計算 128
7.4 極限曲率的計算公式 129
7.4.1 兩種曲線的定義 129
7.4.2 計算方法 130
7.4.3 曲線Ⅰ和Ⅱ的比較 130
7.4.4 混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的近似模型 131
7.4.5 近似模型 131
7.5 本章簡化計算方法與試驗結(jié)果的對比 132
7.6 三種方法的對比分析 137
7.7 手算設(shè)計方法 139
7.7.1 諾模圖的構(gòu)思 139
7.7.2 諾模圖的繪制 141
7.7.3 諾模圖的應用和對比 142
7.8 本章小結(jié) 144
參考文獻 144
第8章 總結(jié) 146