钢管约束钢筋混凝土圆柱抗震性能研究开题报告
2020-03-24 15:22:50
1. 研究目的与意义(文献综述)
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,按截面形式不同,可分为圆钢管混凝土,方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。
本文主要研究目的是对大学期间所学的专业课程进行系统地巩固,探究钢管约束的钢筋混凝土的设计与制备,材料特性,量测方案、试验装置和加载制度。进一步加深对专业知识的理解和掌握,提高设计计算的实际技能和掌握常用的计算方法,培养独立分析和解决问题的能力。观察各试件受力的全过程及破坏模式,并基于量测结果,分析对比各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和能量耗散能力等力学性能。根据分析对钢管混凝土的设计特点,材料特性进行总结和优化,研究其结构力学性能和设计方法和其抗震性能。同时全面的提升自身素养,为今后更深入的学习和工作打下基础
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
根据所学的结构静力学,结构动力学,结构稳定性分析,弹性力学及有限元等课程所学的内容和有限元软件,通过构建钢管混凝土应力—应变模型,分析其受力性质,静力学性能,动力学性能,对其抗震性能进行研究,获得其滞回曲线,并进行理论分析。 观察各试件受力的全过程及破坏模式,并基于量测结果,分析对比各试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和能量耗散能力等力学性能。具体如下:1.绪论:介绍本毕业论文的研究背景和意义,介绍了国内外对钢管混凝土的研究现状和未来的发展趋势,提出本论文研究的目的和主要内容。2. 介绍试件的设计和制备过程、材料特性、量测方案、试验装置和加载制度。3.设计了钢管约束钢筋钢混凝土圆柱,并进行了拟静力往复试验和数值模拟分析,同时对比研究了钢筋混凝土圆柱的抗震性能。4. 通过构建钢管混凝土应力—应变模型,记录其滞回曲线、骨架曲线、耗能能力和刚度退化特性及其部分参数的影响。
技术方案 :
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅文献、图书或网络资料,明确课题内容与思路,收集实验实例的相关资料和主要参数,收集毕业论文所需的参考文献和规范,完成开题报告。
第4-5周:阅读参考文献,设计了钢管约束钢筋钢混凝土圆柱并进行了拟静力往复试验和数值模拟分析
第6-8周: 根据试验结果记录其滞回曲线、骨架曲线、耗能能力和刚度退化特性及其部分参数的影响。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 韩林海.钢管混凝土结构—理论与实践[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 钟善桐. 钢管混凝土结构[M].清华大学出版社,2003.
[3] Tomii M, Sakino K, Xiao Y, Watanabe K (1985). Earth2 quake Resisting Hysteretic Behavior of Reinforced Concrete Short Columns Confined by Steel Tube [A]. Proceedings of the International Speciality Conference on Concrete Filled Steel Tubular Structures[C],Harbin,China,August 1985,119~125.
[4] Xiao Y, Tomii M, Sakino K (1986). Experimental Study on Design Method to revent Shear Failure of Reinforced Con2 crete Short Circular Columns by Confining in Steel Tube[J].Transactions of Japan Concrete Institute,Vol(8),1986,535-542.
[5] 吕志涛. 高性能材料 FRP 应用与结构工程创新[J].建筑科学与工程学报,2005,22(1):1-5.
[6] 陈宇,邢丽.钢管混凝土结构抗震试验研究综述[J]山西建筑,(3):55-57.
[7] 杜国锋,许成祥.钢管混凝土结构抗震试验研究综述[J]《建筑技术开发》 , 2005 , 32 (7) :147-150.
[8] 王庆利,谭鹏宇,魏溯华.圆CFRP-钢管混凝土压弯构件静力性能试验研究[J].建筑结构学报,2008,第5期.
[9] 林彦,周学军,姜伟,姚宗健.方钢管混凝土柱-外包钢混凝土组合梁连接节点滞回性能分析[J].土木工程学报,2015,第48卷,第12期.
[10] Gupta, P. K.; Singh, Heaven.Numerical study of confinement in short concrete filled steel tube columns. Latin American Journal of Solids amp; Structures. 2014, Vol. 11 Issue 8, p1445-1462. 18p.
[11] LEE E T, YUN B H, SHIM H J, CHANG K H, LEE G C. Torsional behavior of concrete-filled cicular steel tube columns [J] . Journal of Structural Engineering2009,135 (10):1250一258.
[12] 韩林海,钟善桐.钢管混凝土压弯扭构件工作机理及性能研究[J].建筑结构学报,1995, 16 (4) :32-39.
[13] ZHOU X H,LIU J P. Seismic behavior and shear strength of tubed RC short columns [J].Steel Construction, 2010,66 (3) :385-397.
[14] 周绪红,刘界鹏.钢管约束混凝土柱的性能与设计[M].北京:科学出版社,2010:71-117.
[15] 刘习超,查晓雄.椭圆形钢管混凝土构件性能的研究——轴压短柱和长柱[J].建筑钢结构进展,2011,13(1):8-14.
[16] 钟善桐.钢管混凝土在高层建筑中的发展[J].建筑钢结构进展,2000,2(4):3-15.
[17] X.Dai,D.Lam.Numerical modelling of the axial compressive behaviour of short concrete-filled elliptical steel columns.Journal of Constructional Steel Research,2010(66):931-942.
[18] Zhou, Xiaojun; Mou, Tingmin; Tang, Hongyuan; Fan, Bikun.Experimental Study on Ultrahigh Strength Concrete Filled Steel Tube Short Columns under Axial Load. Advances in Materials Science and Engineering;01/2017, 卷 2017.[19] Wang, Xuanding; Liu, Jiepeng; Zhang, Sumei.Behavior of short circular tubed-reinforced-concrete columns subjected to eccentric compression.Engineering Structures, 12/2015, 卷 105.
[20] Ozbakkaloglu, Togay; Lim, Jian C; Vincent, Thomas.FRP-confined concrete in circular sections: Review and assessment of stress–strain models.Engineering Structures, 09/2012, 卷 49.
[21] Wang, Yan-Bo; Liew, J.Y. Richard.Constitutive model for confined ultra-high strength concrete in steel tube.Construction and Building Materials, 11/2016, 卷 126.