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精品书讯:钢管混凝土结构(第三版)
双击自动滚屏 发布者:专著建筑编辑部   发布日期:2019-3-21  阅读:987次

钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件,最常见的截面形式有圆形和方、矩形,也可采用多边形和椭圆形等。一般而言,“狭义”的钢管混凝土由外围单层钢管和其内部的实心混凝土共同组成;“广义”的钢管混凝土形式有中空夹层钢管混凝土、钢管混凝土加劲混合柱、内置型钢或钢筋的钢管混凝土和薄壁钢管混凝土等,此外还包括复式钢管混凝土(一般由多根“狭义”或“广义”的钢管混凝土组合而成),如钢管混凝土桁架、格构式钢管混凝土构件等。该书专门论述在圆形和方、矩形钢管内部填充实心混凝土而形成的钢管混凝土构件。

因地制宜、科学地使用钢管混凝土,可满足有关工程结构向大跨、高耸、重载发展和承受恶劣条件的需要,符合现代施工技术的工业化要求。钢管混凝土结构因在受力和施工建造等方面的卓越性能而受到工程界的青睐。作者适逢国家建筑业快速发展的机遇,对钢管混凝土结构设计理论的系列关键问题进行了研究。2000年在科学出版社出版《钢管混凝士结构》;2004年该书修订;2007年完成该书第二版,根据研究进展纳入了不同截面形状(圆形和方、矩形)的钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下的工作机理、受轴向局压荷载时的力学性能,以及考虑火灾全过程钢管混凝土构件的研究等成果;此外,还纳入了核心混凝土的水化热、收缩及徐变影响规律的研究成果等。该书揭示了钢管混凝土结构的受力特点和工作机制,实现了约束效应的概念化与数学化描述,建立了考虑时效、循环应力、高温作用的系列核心混凝土本构关系模型,成为钢管混凝土领域被应用最广泛的模型;该书提出了基于全寿命周期的损伤分析理论和计算模型,为大型复杂钢管混凝土结构精细化设计奠定了核心理论基础。该书受到了国内外有关研究者和工程技术人员的广泛关注,迄今在中国知网(CNKI)Web of Science (WoS)数据库中已被中、美、英和日等多个国家的学者严格他引达4728次。根据CNKI出版的《中国高被引图书年报》(2017版),《钢管混凝土结构》(第二版)位列1949-2011年间“建筑结构”学科专著高被引榜单第2名。该书的成果被GB 50923-2013GB 51249-20174部国家标准,JGJ/T 249-2011CECS 28: 20127部工程建设行业或协会标准,DBJ/T13-51-201012部工程建设地方标准采纳。同时,有关成果和方法还先后被直接应用若干大型复杂钢管混凝土结构的精细化设计,以及新型钢管混凝土结构的研究中。

根据钢管混凝土结构理论与关键技术的发展需求,2016年作者出版了该书的第三版:进一步完善了钢管混凝土结构理论与应用研究框架,补充了典型工程实例(第2章);结合作者领导的课题组近年来在钢管混凝土结构研究方面的最新进展,在原书内容的基础上补充了钢管混凝土在轴拉、拉弯及剪切荷载作用下的研究成果(第3章和第4章),使钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下的理论体系更加完善;针对近年来钢管混凝土在近海工程结构中的应用逐渐增多的趋势,开展了该类构件在荷载和氯离子腐蚀环境共同作用下的工作机理研究,该书新增加的第11章专门论述有关理论分析和试验研究成果;第12章对受横向撞击的钢管混凝土构件的抗撞击性能进行了理论分析和试验研究,该章中还分析了长期荷载、氯离子腐蚀作用和撞击荷载耦合对钢管混凝土柱承载能力的影响规律;基于对钢管混凝土工程中可能出现的均匀脱空和球冠形脱空形式,该书第13章通过数值分析和试验研究,开展了定量化研究工作,该章还论述了“三位一体”的核心混凝土质量过程控制理念在典型钢管混凝土实际工程中的应用情况。

该书以构建基于全寿命周期的钢管混凝土结构设计理论为目标,该书揭示了钢管混凝土构件在压(拉)、弯、扭、剪及其复合受力状态下的力学实质,论述了钢管混凝土基本构件在长期荷载、低周反复荷载和火灾作用下以及火灾作用后的工作机理,提出了建立在理论和试验研究及参数分析结果基础上出的实用设计方法。此外,该书还阐述了钢管混凝土结构工程实践中的一些关键技术问题,如构件受轴向局压荷载时的力学性能、施工阶段钢管初应力的限值、核心混凝土的水化热和收缩及混凝土浇筑质量的影响规律、钢管及其核心混凝土间的粘结性能、氯离子腐蚀环境下以及撞击荷载作用下的设计原理。

该书的特色

系统研究基于全寿命周期的钢管混凝土结构理论及其应用具有重要的理论和现实意义。该书提出并构建了基于全寿命周期的钢管混凝土结构设计理论,即:

1)全寿命周期服役过程中钢管混凝土结构在遭受可能导致灾害的荷载(如强烈地震、火灾和撞击等)作用下的分析理论,以及考虑各种荷载作用相互耦合的分析方法;

2)综合考虑施工因素(如钢管制作和核心混凝土浇灌等)、长期荷载(如混凝土收缩和徐变)与环境作用影响(如氯离子腐蚀等)的钢管混凝土结构分析理论;

3)基于全寿命周期的钢管混凝土结构设计原理和设计方法。

该书系统论述了作者紧密围绕上述内容开展的创新性研究工作。

基于全寿命周期的钢管混凝土结构理论框架

 

 

 

该书成果的的工程应用

 

 

 

 

 

 

 

 

该书作者简介

韩林海,博士、教授,现任清华大学土木水利学院副院长,从事土木工程领域的教学和创新研究。为首批国家“百千万人才工程”第一、二层次人选、国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘教授、国务院特殊津贴专家、全国首席科学传播专家、清华大学“百人计划”入选者。被授予英国皇家工程院Distinguished Visiting Fellowship;受邀担任美国土木工程师学会会刊《Journal of Structural Engineering》、英国结构工程师学会会刊《Structures》和中国《土木工程学报》副主编,以及《Engineering Structures》等八本领域国际权威期刊编委。当选英国土木工程师学会(ICE)和结构工程师学会(IStructE)的Fellow

研究成果被国内外同行大量实质性引用,多位著名学者对成果的创新性、引领性和通用性给予了高度评价。2014-2018年连续5次入选Elsevier发布的中国高被引学者榜单;入选上海软科与Elsevier发布的2016年“全球土木工程学科高被引学者”榜单。发表的多篇论文他引位列WoS学科领域前1%;出版的《钢管混凝土结构》专著位列中国知网(CNKI)发布的1949-2011期间建筑结构学科专著高被引榜单第2名。先后12次应邀在领域主流国际大会作特邀(Keynote)报告。研究成果被应用于多个大型复杂钢管混凝土结构的精细化设计,如北京中国尊(528米高,8度抗震设防区世界最高楼)、广州新电视塔(610米高,世界最高钢管混凝土电视塔)、舟山与大陆联网输电线路SZK1跨越塔(370米高、世界最高钢管混凝土输电塔)、雅安干海子特大桥(全长1811米、世界最长钢管混凝土桁架桥)、四川腊八斤特大桥(最大墩高182.6米、世界最高分幅式钢管混凝土加劲混合结构桥墩)等;为天津地铁天津站交通枢纽工程钢管混凝土结构的抗火设计和中央电视台新台址TVCC大楼火灾后加固修复设计等提供了技术支撑。研究成果还被GB51249-201711部国家规范/行业规程、23部教材/专著系统采纳。获国家教育部科技进步一等奖等奖励6次。

 

本文摘编自韩林海著《钢管混凝土结构:理论与实践(第三版)》,内容有删改。

钢管混凝土结构:理论与实践(第三版)

韩林海 

 

 
 

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