本书通过大量试验研究、数值模拟、理论分析，系统论述了钢管约束混凝土结构(精)的力学性能与设计理论，内容涵盖钢管约束混凝土本构模型、构件及节点连接受力性能与设计方法、构件抗火性能与设计方法、结构体系抗震性能与设计理论等，结合典型工程案例介绍钢管约束混凝土结构(精)的设计与施工技术。钢管约束混凝土结构(精)的抗震和抗火性能优越，能充分发挥高强材料性能，建设成本低，综合效益好，具有广阔的应用前景。
本书内容可供土木工程专业的高年级本科生、研究生、教师、科研人员和工程技术人员参考。

第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 钢管约束混凝土结构的特点
1.3 钢管约束混凝土结构的研究
1.3.1 钢管约束素混凝土的早期探索性研究
1.3.2 外包约束钢在结构竖向构件加固领域的研究
1.3.3 Tomii课题组对钢管约束钢筋混凝土的研究
1.3.4 钢管约束钢筋混凝土桥墩的研究
1.3.5 国内学者针对钢管约束混凝土结构的研究
1.3.6 基于钢管约束混凝土的创新性研究
1.4 钢管约束混凝土结构的应用
1.5 本书主要内容
参考文献
第2章 钢管约束混凝土短柱的轴压性能与设计方法
2.1 试验研究
2.1.1 试验概况
2.1.2 破坏模式
2.1.3 荷载-竖向平均应变曲线
2.1.4 荷载-钢管应力曲线
2.2 钢管约束机理分析
2.2.1 约束混凝土横向应变模型
2.2.2 特征截面钢管应力分析
2.2.3 峰值荷载对应的钢管应力分析
2.2.4 等效约束应力
2.3 钢管约束混凝土受压本构模型
2.3.1 研究范围
2.3.2 骨架曲线
2.3.3 加卸载规则
2.4 截面轴压承载力
2.4.1 钢管径/宽厚比建议范围
2.4.2 轴压承载力计算公式
参考文献
第3章 钢管约束混凝土中长柱的轴压性能与设计方法
3.1 试验研究
3.1.1 试验概况
3.1.2 破坏模式
3.1.3 荷载-位移曲线
3.1.4 荷载-钢管应力曲线
3.2 有限元分析
3.2.1 材料属性
3.2.2 单元选择、边界条件
3.2.3 钢管与混凝土相互作用
3.2.4 初始缺陷及模型验证
3.2.5 参数分析
3.3 现有规范计算方法对比
3.3.1 圆形截面构件
3.3.2 方形截面构件
3.4 轴压中长柱稳定承载力计算方法
参考文献
第4章 钢管约束混凝土短柱的偏压性能与设计方法
4.1 试验研究
4.1.1 试验概况
4.1.2 破坏模式
4.1.3 荷载-跨中横向位移曲线
4.2 钢管约束混凝土偏压构件截面承载力分析
4.2.1 纤维数值模型
4.2.2 混凝土极限压应变
4.2.3 钢管约束钢筋混凝土截面承载力理论分析
4.2.4 钢管约束型钢混凝土截面承载力理论分析
4.3 截面承载力简化设计方法
4.3.1 受压混凝土等效矩形应力系数
4.3.2 钢管约束钢筋混凝土截面承载力简化计算方法
4.3.3 钢管约束型钢混凝土截面承载力简化计算方法
参考文献
第5章 钢管约束混凝土中长柱的偏压性能与设计方法
5.1 试验研究
5.1.1 试验概况
5.1.2 破坏模式
5.1.3 荷载-跨中横向位移曲线
5.2 有限元模型
5.2.1 材料本构模型
5.2.2 单元类型和边界条件
5.2.3 模型验证
5.3 考虑二阶效应的偏压承载力简化计算方法
5.3.1 等偏心铰支构件弯矩增大系数
5.3.2 不等偏心铰支构件偏心距调节系数
5.3.3 考虑二阶效应的承载力简化设计方法
参考文献
第6章 钢管约束钢筋/型钢混凝土柱的抗震性能与设计方法
6.1 钢管约束钢筋混凝土柱拟静力试验研究
6.1.1 试验概况
6.1.2 破坏模式
6.1.3 滞回曲线与延性分析
6.2 钢管约束型钢混凝土柱拟静力试验研究
6.2.1 试验概况
6.2.2 破坏模式
6.2.3 滞回曲线与延性分析
6.3 钢管约束混凝土柱的纤维数值模型
6.3.1 材料模型
6.3.2 单元选取、边界条件及网格划分
6.3.3 模型验证
6.4 钢管约束混凝土短柱抗剪承载力
6.4.1 参数分析
6.4.2 抗剪承载力公式
参考文献
第7章 钢管约束钢筋混凝土柱-RC梁节点的静力性能与设计方法
7.1 圆形截面柱-RC梁节点轴压试验
7.1.1 试验概况
7.1.2 破坏模式
7.1.3 钢管应力分析
7.2 圆形截面柱-RC梁节点简化分析模型
7.2.1 节点的轴压力学模型
7.2.2 极限状态下区域Ⅲ钢管应力分析
7.3 圆形截面柱-RC梁节点轴压设计方法
7.3.1 部分钢管贯通式节点
7.3.2 环筋式节点
7.4 圆形截面柱-RC梁节点梁端联结面设计建议
7.5 方形截面柱-RC梁节点轴压试验
7.5.1 试验概况
7.5.2 试验结果
参考文献
第8章 圆钢管约束钢筋混凝土柱-RC梁节点的抗震性能与设计方法
8.1 中节点抗震性能试验研究
8.1.1 试验概况
8.1.2 典型破坏模式
8.1.3 滞回曲线分析
8.1.4 变形组成分析
8.1.5 柱纵筋应力分析
8.1.6 梁纵筋应力分析
8.1.7 节点区箍筋、钢管及环筋应力分析
8.2 中节点有限元分析
8.2.1 有限元模型建立
8.2.2 参数分析
8.3 中节点受力机理与设计方法
8.3.1 节点受力机理
8.3.2 节点核心区受剪模型
8.3.3 节点核心区受剪承载力计算公式
8.4 边节点抗震性能研究
8.4.1 试验概况
8.4.2 典型试验现象
8.4.3 典型破坏模式
8.4.4 试验结果分析
8.4.5 承载力

改革开放以来，随着国民经济的快速发展，我国进
行了世界上最大规模的土木工程建设。在结构工程领域
中，钢-混凝土组合结构以其优越的力学性能和良好的
经济效益而发展迅速，成为工程结构的重要组成部分。
我国已建成的超高层建筑中，一半以上都采用了钢-混
凝土组合结构；大跨度体育与会展场馆、大型交通枢纽
工程、大跨径桥梁、重型工业厂房和城市地下工程等重
载或复杂结构中也广泛采用了钢-混凝土组合结构。发
展钢-混凝土组合结构是结构工程领域未来发展的重要
趋势。
在钢-混凝土组合结构中，传统的钢管混凝土和型
钢混凝土柱存在不足，其应用受到限制：①对于钢管混
凝土和型钢混凝土柱，无论与钢筋混凝土梁还是钢梁连
接都比较复杂，节点区混凝土浇筑困难，节点用钢量太
大，节点连接成为工程中难以解决的问题；②钢管混凝
土柱对核心混凝土约束不足，钢管局部屈曲问题突出，
需严格控制钢管的径厚比，限制了高强混凝土和高强钢
材在工程中的应用；③型钢混凝土柱抗震性能不足，轴
压比限值低，截面尺寸大；④钢管混凝土柱的耐火极限
低，防火成本高。这些长期无法解决的问题阻碍了钢管
混凝土和型钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。
20世纪80年代，日本学者首次提出用外包钢管加固
钢筋混凝土柱的方法，即钢管约束钢筋混凝土柱，其目
的是对结构中的短柱进行局部加固或加强，但这项技术
在日本的应用极少，且日本学者也未建立系统的设计理
论。90年代，美国学者在桥梁加固领域发展了这项技术
，采用外套钢管加固了加州地区的部分钢筋混凝土桥墩
，提高了桥墩的抗震性能。借鉴“钢管约束钢筋混凝土
柱”的概念，针对钢管混凝土和型钢混凝土结构亟待改
进的方面，本书作者提出了钢管约束型钢混凝土柱，研
发了相应的梁柱节点，并将钢管约束钢筋混凝土的概念
从加固领域的主要应用引入新建结构领域，最终通过系
统研究建立了钢管约束混凝土结构的完整设计理论。
本书是作者10余年来创新性研究成果的总结。2010
年，作者基于对钢管约束混凝土柱的初探性研究，出版
了《钢管约束混凝土柱的性能与设计》一书，其中内容
仅包括轴压短柱的力学性能和框架柱的抗震性能两个方
面。在《钢管约束混凝土柱的性能与设计》一书的基础
上，本书完成了系统的研究，新的研究内容和成果包括
：①修正了受钢管约束的混凝土应力-应变关系，并提
出了轴压短柱的简化力学模型和承载力计算公式；②进
行了轴压长柱、偏压短柱、偏压中长柱的试验研究、理
论分析和数值模拟，提出截面轴力-弯矩相关承载力计
算方法，并提出轴压和偏压中长柱稳定承载力计算公式
；③通过抗震试验和数值模拟发现圆钢管约束混凝土短
柱的斜截面受剪破坏模式，建立钢管约束混凝土框架柱
新的抗剪承载力计算公式；④提出构造更简单的钢管约
束混凝土梁柱框架节点，通过节点抗震试验、数值模拟
和理论分析建立框架节点的设计方法；⑤进行抗火试验
研究、数值模拟和理论分析，建立火灾下钢管约束混凝
土柱的承载力计算方法，提出抗火设计方法，尤其是提
出无防火保护层时钢管约束混凝土柱的设计要求；⑥进
行钢管约束混凝土框架结构体系的抗震试验，并分别进
行高层钢管约束混凝土框架、框架-混凝土剪力墙/筒体
结构体系的抗震性能有限元分析，提出钢管约束混凝土
结构体系的抗震设计方法。
本书的研究中，哈尔滨工业大学的张素梅教授和哈
尔滨工业大学建筑设计研究院的张小冬总工程师与作者
合作开展了研究，悉地国际建筑设计顾问有限公司傅学
怡设计大师和杨想兵总工程师对节点构造和设计方法提
出了宝贵建议。广东省建筑设计研究院的黄辉辉教授级
高级工程师、哈尔滨工业大学建筑设计研究院的白福波
和贾君教授级高级工程师等对研究工作提出了宝贵建议
，并在工程实践中推广了本书的研究成果。王卫永教授
、闫标博士、程国忠博士、甘丹教授等参与了书稿的整
理工作；我们的研究生臧兴震、黎翔、滕跃、张昊、许
天祥、韩凤丽、虞轶然、张瑞芝、宋柯岩、王尚、游政
等参与了试验研究或数值模拟工作。没有他们的辛勤付
出，本书不可能最终成稿。本书的研究工作还得到了国
家“十三五”重点研发计划（项目编号：
2016YFC0701201）、国家自然科学基金重点项目（项
目编号：51438001）、国家自然科学基金优秀青年基金
（项目编号：51622802）、国家自然科学基金面上项目
（项目编号：51178210、51378244）的资助。在此，
作者谨向对本书研究工作提供无私帮助的各位专家、研
究生、国家自然科学基金委员会表示诚挚的谢意。
钢管约束混凝土结构的抗震和抗火性能优越，能充
分发挥高强材料性能，节点断 开适合装配化施工，建
设成本低，综合效益好，具有广阔的应用前景。但需要
指出的是，作为一种新型的组合结构形式，钢管约束混
凝土结构在工程中应用时，还将遇到很多技术问题需要
工程界共同解决。作者期待本书的出版对推动我国组合
结构及混合结构的发展起到一定的作