混凝土結構多維地震動力效應

李宏男， 霍林生著

北京： 科學出版社， 2021。3

地震是對人類危害最大的自然災害之一，中國位於環太平洋地震帶和歐亞地震帶上，自古就是一個地震災害嚴重的國家。統計資料表明我國平均5年左右就會發生1次7。5級以上地震，平均10年左右就會發生1次8級以上地震。隨著國家經濟發展和科技水平的進步，一大批重要的建築物如橋樑、核電站、超高層建築相繼建成。鋼筋混凝土結構是其中應用最為廣泛的一種結構形式。過往對鋼筋混凝土結構的研究多基於鋼筋混凝土材料靜態荷載下的效能而展開，但是地震作為動態荷載會引起顯著的材料應變率效應，進而影響鋼筋混凝土構件及結構的地震響應。因此，深入研究應變率效應對混凝土結構地震響應的影響具有重要的現實意義。

▲ 遭受地震災害的鋼筋混凝土結構

鋼筋混凝土結構是由兩種不同性質的材料——混凝土和鋼筋組成，在其服役期間，除了遭受靜態荷載作用外，還可能遭受風、地震、衝擊或爆炸等動態荷載的作用。研究發現鋼筋和混凝土材料具有應變率敏感性，它會使動載和靜載下的固體材料力學效能產生顯著區別，進而由這兩種材料組成的鋼筋混凝土構件和結構的效能也會受到影響。動態載入往往使構件朝著脆性破壞的方向發展，並且降低構件的抗剪能力。同時，動態載入可能會導致材料、構件、結構的內力重分佈，促進結構內部微裂縫的形成、宏觀裂縫的拓展、構件的變形等。因此，有必要對鋼筋混凝土材料、構件及其結構進行動態載入條件下的力學效能研究。

▲ 建築結構的地震響應過程有限元模擬

鋼筋混凝土結構在靜態荷載下的效能研究已經比較成熟，現行的《建築抗震設計規範（2016年版）》（GB 50011—2010）是基於靜態荷載作用下的試驗結果編制的，還沒有考慮材料的應變率效應以及材料的應變率效應對鋼筋混凝土構件和結構的影響。此外，大多數研究集中在衝擊荷載和爆炸荷載的研究範圍內，而未考慮地震作用下引起的材料應變率效應以及材料應變率效應對鋼筋混凝土構件和結構的影響。

不同種類荷載下材料應變率的範圍

《混凝土結構多維地震動力效應》（李宏男、霍林生著，科學出版社，2021。3）一書透過採用試驗、理論結合數值分析的方法，考慮地震動引起的鋼筋和混凝土材料的應變率效應，進一步研究鋼筋混凝土構件和結構在多維地震動應變率效應作用下的非線性動力反應；提出混凝土材料和構件的多維動態恢復力模型，利用提出的模型分析工程結構的多維非線性動力反應及其破壞形態，從而為深入研究重大工程結構的動力災變機理打下堅實的基礎並提供理論支撐。

▲ 混凝土結構多維地震動力效應研究路線

本書共7章。第1章概述載入速率對鋼筋混凝土材料、構件和結構效能的影響；第2章論述混凝土和鋼筋材料多維動力本構關係；第3、4、5章從構件層次分別論述鋼筋混凝土梁、柱和剪力牆的非線性動力特性；第6章論述鋼筋混凝土結構多維非線性動力特性；第7章論述鋼筋混凝土結構多尺度建模與數值分析。

ISBN 978-7-03-067448-7

本書可供土木工程、水利工程、海洋工程、工程力學等專業的師生及科研人員參考，也可作為相關專業高年級本科生和研究生的學習用書。

（本文編輯：劉四旦）

【來源：科學出版社】

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