钢管微膨胀超高性能混凝土短柱力学性能模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

#本选题研究的目的及意义
近年来，随着高层建筑、桥梁、隧道等大型工程建设的迅速发展，对结构材料的要求越来越高。

超高性能混凝土（uhpc）因其优异的力学性能、耐久性能和抗裂性能，逐渐成为近年来结构工程领域的研究热点。

钢管约束uhpc短柱作为一种新型结构形式，在抗震、抗火、抗冲击等方面具有独特的优势，在工程实践中得到了广泛应用。

2. 本选题国内外研究状况综述

#本选题国内外研究状况综述
##2.1国内研究现状
国内学者对钢管约束uhpc短柱的力学性能开展了一系列研究。

例如，[参考文献1]通过试验研究了钢管约束uhpc短柱的轴压性能，分析了钢管约束和uhpc材料性能对短柱承载力的影响。

[参考文献2]利用有限元方法模拟了钢管约束uhpc短柱的受压性能，研究了不同约束条件对短柱力学性能的影响。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

#本选题研究的主要内容及写作提纲
##3.1主要内容
本选题主要研究内容如下：
1.钢管微膨胀超高性能混凝土材料性能研究:研究钢管微膨胀超高性能混凝土材料的力学性能，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等，并分析微膨胀对材料性能的影响。

2.钢管微膨胀超高性能混凝土短柱模型建立:基于有限元软件，建立钢管微膨胀超高性能混凝土短柱的数值模型，并进行模型验证。

3.钢管微膨胀超高性能混凝土短柱力学性能模拟:利用建立的模型，对钢管微膨胀超高性能混凝土短柱的轴心受压性能、偏心受压性能和抗震性能进行模拟，分析不同参数对短柱力学性能的影响。

4. 研究的方法与步骤

#研究的方法与步骤
本选题采用数值模拟方法，以有限元软件abaqus为平台，建立钢管微膨胀超高性能混凝土短柱的有限元模型，并进行力学性能模拟。

具体研究方法和步骤如下：
1.材料性能试验:对钢管微膨胀超高性能混凝土材料进行力学性能试验，获取材料的力学参数，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。

2.有限元模型建立:基于有限元软件abaqus，建立钢管微膨胀超高性能混凝土短柱的有限元模型，包括几何模型、材料属性、边界条件和荷载施加等。

5. 研究的创新点

#研究的创新点
本选题的创新点主要体现在以下几个方面：
1.首次将数值模拟方法应用于钢管微膨胀超高性能混凝土短柱的力学性能研究中:现有研究大多集中于试验研究，数值模拟研究相对较少。

本选题通过数值模拟方法，可以更深入地揭示钢管约束和微膨胀对短柱力学性能的影响机制，为后续相关研究提供理论基础。

2.系统分析了微膨胀对钢管约束超高性能混凝土短柱力学性能的影响:现有的研究大多关注钢管约束对短柱力学性能的影响，对微膨胀对短柱力学性能的影响研究尚不深入。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 陈思宇, 周健, 许刚, 等. 基于数值模拟的钢管混凝土短柱承载力研究[j]. 建筑结构, 2022, 52(11): 135-142.

[2] 李晓明, 刘志远, 刘瑞杰, 等. 钢管混凝土短柱抗剪承载力有限元分析[j]. 工程力学, 2023, 40(2): 121-127.

[3] 王浩, 陈国华, 谢立志, 等. 钢管混凝土短柱轴心受压性能试验研究[j]. 建筑结构, 2020, 50(10): 145-150.