预制混凝土柱-钢梁混合结构理论与应用

钢筋混凝土柱-钢梁（简称RCS）混合框架结构是钢结构和钢筋混凝土结构的一种继承和发展，以钢筋混凝土柱代替钢柱，提高了结构稳定性、耐火性和耐久性；采用钢梁作为水平构件，充分发挥钢结构强度高、自重轻的特点，是一种高性价比的结构形式。传统RCS框架采用现浇的混凝土框架柱，梁柱节点处预埋钢牛腿，通过钢牛腿连接钢梁，结构分层施工，施工效率低，节点构造复杂，钢牛腿预埋精度控制困难，并且节点处贯穿的钢牛腿影响框架柱钢筋布置，这些问题阻碍了RCS框架结构的推广应用。
为解决上述问题，天津大学建筑设计规划研究总院自2014年开展了预制混凝土柱-钢梁混合框架结构研究，历经10年，开发出离心预制混凝土组合柱和钢套箍梁柱连接节点等新型构件和节点。离心预制混凝土组合柱可借助管桩厂流水线生产，预制柱连续多层一模生产，梁柱节点处预埋钢套箍，由于不设钢牛腿，模具不受层高、梁高影响，实现了模具标准化，提高了生产效率，大幅降低生产成本。离心的预制管柱重量轻，便于运输和吊装，安装完毕后在现场浇筑芯部混凝土，形成预制混凝土组合柱。
研发团队从构件、节点到框架不同层次开展试验研究和理论分析，提出基于钢节点连接预制混凝土构件及连接节点区的构造和承载性能分析方法。研究了预制混凝土组合柱在复合受力状态下的力学性能和抗震性能，揭示了预制混凝土组合柱的组合受剪机理和协同工作机制，提出了预制混凝土组合柱的斜截面受剪和正截面压弯承载力计算理论；对预制混凝土柱-钢梁组合节点的连接传力机理、抗震性能和设计理论开展了系统的研究，揭示了预制构件连接节点的受力机理，确定了组合节点的震损机制和失效模式，构建了组合节点变形和恢复力计算模型，提出了承载力计算方法；通过多榀预制混凝土管组合柱-钢梁装配式混合框架抗震性能试验研究，提出RCS框架设计方法。根据上述研究成果，建成多个示范项目。实践表明，该体系具有工业化建造特征，符合我国建筑工业化发展要求和当今“建筑业低碳减排”的政策导向。
本书是对上述研究工作的总结，内容共分6章，主要包括：绪论、预制管组合柱受力性能、预制管组合柱-钢梁连接节点受力性能、预制管组合柱-钢梁混合框架抗震性能、预制柱-钢梁混合框架设计、工程实例。

第1章绪论
1.1引言
1.2RCS混合结构体系研究概述
1.2.1RCS节点静力性能
1.2.2RCS节点抗震性能
1.2.3RCS混合结构受力性能
1.3预制管组合柱-钢梁混合结构体系
第2章预制管组合柱受力性能
2.1短柱单调加载受剪性能
2.1.1试验概况
2.1.2预制管空心柱试验结果及分析
2.1.3预制管组合柱试验结果及分析
2.1.4预制管组合柱受剪机理分析
2.1.5预制管空心柱与组合柱受剪承载力计算
2.1.6小结
2.2短柱反复加载受剪性能
2.2.1试验概况
2.2.2试验现象及破坏模式
2.2.3预制管空心柱试验结果与分析
2.2.4预制管组合柱、RC柱试验结果与分析
2.2.5预制管空心短柱与组合短柱抗震性能比较
2.2.6预制管空心柱与组合柱受剪承载力计算
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