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钢管微膨胀超高性能混凝土短柱力学性能模拟研究任务书

 2020-02-11 12:02  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

钢管混凝土结构是钢管与混凝土有机组合形成的一种组合构件,其充分利用了钢管和混凝土两种材料受力特性:在钢管的约束作用下,核心混凝土的强度和变形能力增强;而钢管在内部混凝土的作用下防止发生局部屈曲。由于核心混凝土抗压强度的限制,钢管混凝土越来越不满足建筑超高、超大跨度的要求。超高性能混凝土是一种超高强、搞耐久性的特种工程材料,主要以超高的强度、韧性和耐久性为特征,其抗压强度一般大于150mpa,具备受拉韧性和超低的孔隙率,具有超强的抵抗侵蚀介质入侵的能力。

超高性能混凝土配制与普通和高性能混凝土不同,主要表现在提升材料内部均质性,减少内部缺陷,不含粗骨料且对最大集料粒径提出了严格的要求。由于超高性能混凝土具有大掺量胶凝材料、超低水灰比和无粗骨料等特征,使得其具有早期水化快、自干燥程度高、自收缩大的特定,形成早期稳定性差、易开裂等特性。同时,超高的收缩性不但影响其体积稳定性,也难实现混凝土与钢管的组合,目前的研究往往将两种材料机械的结合在一起,由于内部核心混凝土自收缩大,极易出现脱粘等现象,所得到的力学结果普适性有待进一步研究。

本课题来源于国家自然科学基金项目,针对上述问题,以课题组前期形成的微膨胀超高性能混凝土设计制备理论体系及试验结果为基础,对钢管微膨胀超高性能混凝土短柱力学性能进行数值模拟研究,探讨膨胀应力、含钢率、轴压比等对短柱轴心受压的影响。主要内容包括以下:

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1. 阅读钢管混凝土研究方面的书籍和文献,了解钢管混凝土的基本力学特性及实验情况,查阅相关的文献不少于15篇,其中近五年外文文献不少于3篇;

2. 完成不少于4000字的英文论文翻译;

3. 采用abaqus通用有限元软件,建立考虑钢管与微膨胀超高性能混凝土粘结-滑移特性的钢管微膨胀超高性能混凝土短柱精细有限元模型,并与试验结果进行对比,验证模型的正确性及可靠性。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

1.第1-2周查阅国内外文献并翻译英文文献,了解钢管混凝土的相关知识,完成开题报告;

2.第3-4周学习abaqus通用有限元软件;

3.第5-8周建立考虑钢管与微膨胀超高性能混凝土粘结-滑移特性的钢管微膨胀超高性能混凝土短柱精细有限元模型;

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4. 主要参考文献

[1] ellobody e, young b. numericalsimulation of concrete encased steel composite columns[j]. journal ofconstructional steel research, 2011, 67(2): 211-222.

[2] 黄维, 钱江, 周知. 考虑混凝土不同约束效应的型钢混凝土柱抗震性能模拟研究[j].工程力学, 2016, 5: 020.

[3] ellobody e, young b. nonlinear analysisof concrete-filled steel shs and rhs columns[j]. thin-walled structures, 2006,44(8): 919-930.

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