大型火電主廠房鋼框排架結構抗震性能與設計方法（簡體書）

薛建陽和劉祖強和梁炯豐和彭修寧編著的《大型火電主廠房鋼框排架結構抗震性能與設計方法》系統研究和闡述大型火電主廠房鋼框排架結構及其中存在的異型節點的抗震性能和設計方法。全書共分11章，主要包括：第1章闡述大型火電主廠房鋼框排架結構的研究背景及相關研究現狀；第2～4章闡述大型火電主廠房鋼異型節點的擬靜力試驗、抗剪承載力計算方法和受力性能有限元分析；第5～6章介紹大型火電主廠房鋼框排架結構的擬靜力試驗和擬動力試驗；第7～9章闡述大型火電主廠房鋼框排架結構的彈性時程分析、彈塑性時程分析和靜力彈塑性分析；第10章闡述大型火電主廠房鋼框排架結構基于位移的抗震設計方法；第11章闡述大型火電主廠房鋼框排架結構抗震優化設計方法。 本書可供從事土木工程領域研究的科技人員及高等院校相關專業的研究生和高年級本科生參考。

薛建陽，工學博士，教授，博士生導師。兼任中國鋼結構協會鋼一混凝土組合結構分會常務理事、陜西省土木建筑學會地震工程專業委員會主任委員。主要從事鋼與混凝土組合結構、混合結構及新型結構體系的抗震研究。主持和參與國家自然科學基金課題7項、高等學校博士學科點專項基金、教育部留學回國人員科研基金及陜西省自然科學基金等縱向科研課題10余項。發表核心期刊論文150余篇，其中三大檢索收錄70余篇。獲國家專利15項。出版專著3部，主編教材6部。獲國家級教學成果二等獎1項，省部級科技進步獎5項，陜西省自然科學優秀學術論文一等獎及陜西省優秀博士學位論文獎等獎項10余項。2004年獲第五屆陜西青年科技獎，2005年獲陜西省優秀博士后稱號，2008年獲寶鋼教育基金優秀教師獎，2009年獲陜西省優秀留學回國人員榮譽稱號。劉祖強，工學博士，講師，國家一級注冊結構工程師。主要從事鋼與混凝土組合結構、異形柱結構及工程結構抗震等方面的研究。主持國家自然科學基金項目1項、陜西省自然科學基礎研究項目1項、陜西省教育廳自然科學專項基金項目l項，參與國家及省部級科研課題5項。在國內外學術期刊發表論文20余篇，其中EI收錄12篇。參與撰寫專著和教材2部。獲陜西省科學技術獎一等獎1項、陜西省高等學校科學技術獎二等獎1項。獲國家實用新型專利5項。梁炯豐，工學博士，講師，中南大學在站博士后，碩士生導師。主要從事土木工程學科結構工程、防震減災領域的教學與研究工作，主要研究方向為鋼與混凝士組合結構、再生混凝土結構及工程結構抗震。主持和參與國家自然科學基金項目5項、江西省科技支撐計劃和自然科學基金項目6項、江西省教育廳科技計劃等項目4項。獲陜西省高等學校科學技術獎二等獎1項、江西省高校科技成果三等獎1項。獲國家發明專利1項、實用新型專利10項。發表學術論文60余篇，其中EI檢索20多篇。出版教材2部。彭修寧，工學博士，教授，土木工程專業博士后，國家一級注冊結構工程師。主要從事大跨復雜鋼結構、混凝土結構耐久性及工程結構抗震性能等方面的研究。主持完成中國博士后科學基金項目1項、國家自然科學基金項目1項。獲陜西省高等學校科學技術獎二等獎1項。在《建筑結構學報》、《土木建筑與環境工程》等學術期刊發表科研論文30余篇。獲國家實用新型專利4項。

《大型火電主廠房鋼框排架結構抗震性能與設計方法》作者薛建陽和劉祖強和梁炯豐和彭修寧及其課題組于2009年對6個大型火電主廠房鋼異型節點進行了低周反復加載試驗，獲得了該類型節點的破壞形態和抗震性能指標，揭示了節點核心區的受力機理，從理論和實際應用的角度提出了節點抗剪承載力計算公式，並采用ABAQUS軟件對節點的受力性能進行了有限元模擬。在此基礎上，于2011年對1榀大型火電主廠房鋼框排架平面模型進行了擬動力試驗及擬靜力試驗，揭示了該結構的破壞形態和破壞機制，獲得了其加速度、位移等地震反應及滯回性能、延性、耗能能力、剛度退化等抗震性能指標。

前言
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內外相關研究現狀
1.2.1 火電主廠房結構抗震性能研究
1.2.2 鋼節點抗震性能研究
1.2.3 鋼框架抗震性能研究
1.3 本書的主要研究工作
1.3.1 大型火電主廠房鋼異型節點抗震性能研究
1.3.2 大型火電主廠房鋼異型節點抗剪承載力研究
1.3.3 大型火電主廠房鋼異型節點受力性能有限元分析
1.3.4 大型火電主廠房鋼框排架結構抗震性能研究
1.3.5 大型火電主廠房鋼框排架結構受力性能有限元分析
1.3.6 大型火電主廠房鋼框排架結構基于位移的抗震設計方法研究
1.3.7 大型火電主廠房鋼框排架結構抗震優化設計研究
第2章 大型火電主廠房鋼異型節點抗震性能試驗研究
2.1 試驗方案
2.1.1 試驗目的
2.1.2 試驗模型
2.1.3 材性試驗
2.1.4 試件加載
2.1.5 測點布置
2.2 加載破壞過程及分析
2.2.1 加載破壞過程
2.2.2 破壞模式分析
2.3 試驗結果分析
2.3.1 節點區應變分析
2.3.2 柱頂水平荷載與位移滯回曲線
2.3.3 柱頂水平荷載與位移骨架曲線
2.3.4 節點變形分析
2.3.5 節點核心區耗能能力分析
第3章 大型火電主廠房鋼異型節點抗剪承載力計算
3.1 大型火電主廠房鋼異型節點抗剪承載力理論計算
3.1.1 節點核心區形式及受力特點
3.1.2 節點核心區抗剪承載力理論計算
3.1.3 計算結果與試驗結果對比
3.2 大型火電主廠房鋼異型節點抗剪承載力實用計算
3.2.1 核心區受剪機理分析
3.2.2 節點核心區抗剪承載力實用計算
第4章 大型火電主廠房鋼異型節點受力性能分析
4.1 有限元計算模型
4.2 有限元結果與試驗結果的對比
4.3 核心區應力分析
4.3.1 彈性階段的計算結果及分析
4.3.2 彈塑性階段的計算結果及分析
4.4 核心區翼緣應力分析
4.4.1 彈性階段的計算結果及分析
4.4.2 彈塑性階段的計算結果及分析
4.5 梁端應力分析
4.5.1 彈性階段的計算結果及分析
4.5.2 彈塑性階段的計算結果及分析
4.6 核心區剪切變形分析
4.7 核心區平面外位移分析
第5章 大型火電主廠房鋼框排架結構擬動力試驗研究
5.1 模型設計與制作
5.1.1 模型相似關系
5.1.2 模型設計與制作
5.1.3 模型材料性能
5.2 試驗方法和測試內容
5.2.1 試驗方法原理
5.2.2 加載裝置
5.2.3 試驗輸入參數
5.2.4 測試內容及方法
5.2.5 加載制度
5.3 試驗過程及現象描述
5.4 試驗結果及分析
5.4.1 加速度反應
5.4.2 位移反應
5.4.3 滯回特性與耗能分析
5.4.4 強度與剛度
5.4.5 阻尼
5.4.6 變形性能
5.4.7 應變反應分析
第6章 大型火電主廠房鋼框排架結構擬靜力試驗研究
6.1 試驗概況
6.2 試驗結果與分析
6.2.1 試件破壞過程
6.2.2 破壞機制
6.2.3 滯回曲線
6.2.4 骨架曲線
6.2.5 延性
6.2.6 耗能
6.2.7 強度退化
6.2.8 剛度退化
6.2.9 變形能力
6.2.10 煤斗梁節點應變分析
第7章 大型火電主廠房鋼框排架結構彈性時程分析
7.1 計算模型的建立
7.1.1 工程概況
7.1.2 單元類型分析與選擇
7.1.3 分析模型的建立
7.2 火電廠主廠房結構的動力特性分析
7.3 空間框排架結構的動力反應
7.3.1 加速度反應
7.3.2 位移反應
7.3.3 地震作用
7.3.4 框排架協同工作
7.4 雙向水平地震動輸入對結構地震反應的影響
第8章 大型火電主廠房鋼框排架結構彈塑性時程分析
8.1 彈塑性時程分析的基本方法
8.1.1 運動方程
8.1.2 結構計算模型
8.1.3 結構動力方程的求解
8.2 火電廠主廠房的彈塑性時程分析
8.2.1 分析模型
8.2.2 材料的本構關系與恢復力模型
8.2.3 塑性鉸的定義與計算參數的設定
8.2.4 結構阻尼的確定
8.2.5 時程分析參數
8.3 計算結果與分析
8.3.1 加速度反應
8.3.2 位移反應
8.3.3 地震作用
8.3.4 塑性鉸分布
8.3.5 框排架協同工作
第9章 大型火電主廠房鋼框排架結構靜力彈塑性分析
9.1 靜力彈塑性分析的基本原理
9.1.1 基本假定
9.1.2 Pushover分析的實施步驟
9.1.3 水平加載模式
9.1.4 目標位移
9.2 火電廠主廠房的Pushover分析
9.2.1 計算模型的建立
9.2.2 計算參數的確定
9.3 結果分析與討論
9.3.1 基底剪力與頂點位移的關系
9.3.2 層剪力
9.3.3 層間位移角
9.3.4 結構塑性鉸出鉸分析
9.3.5 框排架結構協同工作
9.3.6 剛度退化
第10章 大型火電主廠房鋼框排架結構基于位移的抗震設計
10.1 基于I生能的結構抗震設計方法
10.1.1 基于性能抗震設計方法的基本內容
10.1.2 直接基于位移抗震設計的特點
10.2 火電廠主廠房鋼框排架結構性能水準劃分及性能目標
10.2.1 地震設防水準
10.2.2 結構性能水平劃分
10.2.3 結構性能目標的量化
10.3 火電廠主廠房鋼框排架結構基于位移的抗震設計
10.3.1 目標位移模式
10.3.2 等效單自由度體系的等效參數
10.3.3 位移反應譜
10.3.4 火電廠主廠房鋼框排結構基于位移的抗震設計步驟
10.4 算例及分析
10.4.1 按性能水平為“正常使用”設計
10.4.2 按性能水平為“基本使用”設計
10.4.3 按性能水平為“生命安全”設計
第11章 大型火電主廠房鋼框排架結構抗震優化設計
11.1 引言
11.2 ANSYS優化工具箱
11.2.1 ANSYS優化模塊
11.2.2 ANSYS優化方法
11.3 鋼框排架結構參數化有限元模型的建立
11.4 荷載與荷載組合
11.4.1 荷載類型
11.4.2 風荷載的計算
11.4.3 水平地震作用的計算
11.4.4 荷載組合
11.4.5 二階效應
11.5 無支撐框排架結構的單目標優化設計
11.5.1 設計變量及目標函數
11.5.2 狀態變量
11.5.3 優化分析文件
11.5.4 零階優化結果
11.5.5 一階優化結果
11.5.6 優化結果分析
11.6 支撐體系的多目標優化設計
11.6.1 設計變量及目標函數
11.6.2 狀態變量
11.6.3 優化結果及分析
11.7 變形驗算及對比
11.7.1 變形驗算
11.7.2 優化后變形與試驗變形的對比
主要參考文獻