異形柱結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度研究的開題報(bào)告

異形柱結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度研究的開題報(bào)告一、研究背景和意義異形柱是鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)中常用的剪力墻和承載柱。由于其板殼形變特性，異形柱對(duì)彎曲及剪切荷載具有較好的承載性能，但在抗側(cè)扭剛度方面存在一定的局限性，特別是在高層建筑中，受遮擋效應(yīng)等因素的影響，其抗側(cè)剛度不足可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層間偏位過(guò)大、層間振動(dòng)增大等問(wèn)題，進(jìn)而影響建筑物的使用安全。因此，研究異形柱的抗側(cè)剛度問(wèn)題具有重要的工程實(shí)際意義。二、研究現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)異形柱抗側(cè)剛度方面的研究主要集中于以下幾個(gè)方面：1.開展數(shù)值模擬研究：大量的數(shù)值模擬研究表明，可采用軟腰加強(qiáng)技術(shù)、徑向壓力加強(qiáng)技術(shù)等方法來(lái)提高異形柱的抗側(cè)剛度。2.進(jìn)行理論研究：采用力學(xué)分析等方法，對(duì)異形柱的抗側(cè)剛度進(jìn)行了理論計(jì)算，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。3.進(jìn)行試驗(yàn)研究：進(jìn)行工程試驗(yàn)，對(duì)異形柱的抗側(cè)剛度進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)加強(qiáng)措施的有效性進(jìn)行了探究。4.利用新技術(shù)研究：如利用碳纖維等新型材料加固異形柱，提高其抗側(cè)剛度等。以上研究方法為提高異形柱的抗側(cè)剛度提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，但不同材料和構(gòu)造形式的異形柱，其抗側(cè)剛度問(wèn)題并無(wú)通用的解決方案，因此，進(jìn)一步開展抗側(cè)剛度研究仍有十分必要的。三、研究?jī)?nèi)容和思路本研究將選取常用的剪力墻和承載柱作為研究對(duì)象，對(duì)異形柱的抗側(cè)剛度問(wèn)題展開研究。研究?jī)?nèi)容包括：1.采用理論分析方法，分析異形柱抗側(cè)剛度表現(xiàn)的規(guī)律和影響因素，探求提高其抗側(cè)剛度的方法和措施。2.開展數(shù)值計(jì)算，確定異形柱的受彎扭耦合振動(dòng)方程。3.利用有限元方法計(jì)算不同材料和幾何形態(tài)的異形柱在受彎和受扭情況下的抗側(cè)剛度。4.利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行試驗(yàn)研究，驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并探究不同材料和構(gòu)造形式對(duì)異形柱抗側(cè)剛度的影響。5.提出針對(duì)不同材料和構(gòu)造形式的異形柱的抗側(cè)剛度加固措施，為工程實(shí)踐提供技術(shù)支持。思路：以理論分析為基礎(chǔ)，采用數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，探究不同構(gòu)造形式和材料的異形柱抗側(cè)剛度規(guī)律和影響因素，并提出可行的加固措施。四、預(yù)期結(jié)果預(yù)計(jì)研究結(jié)果將包括以下方面：1.系統(tǒng)性的分析異形柱抗側(cè)剛度表現(xiàn)的規(guī)律和影響因素。2.確定不同材料和幾何形態(tài)異形柱受彎扭耦合振動(dòng)方程。3.確定不同構(gòu)造形式和材料的異形柱在不同受力狀態(tài)下的抗側(cè)剛度系數(shù)，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。4.提出并驗(yàn)證不同材料和構(gòu)造形式的異形柱的抗側(cè)剛度加固措施，為實(shí)際工程提供技術(shù)參考。五、研究方案和進(jìn)度安排本研究將采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，研究方案和進(jìn)度安排如下：1.前期準(zhǔn)備（2個(gè)月）：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解異形柱抗側(cè)剛度的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。2.理論分析和數(shù)值計(jì)算（6個(gè)月）：采用理論分析和數(shù)值計(jì)算的方法，分析異形柱抗側(cè)剛度表現(xiàn)的規(guī)律和影響因素，并確定異形柱的受彎扭耦合振動(dòng)方程。3.試驗(yàn)研究（6個(gè)月）：利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行試驗(yàn)研究，驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，并探究不同材料和構(gòu)造形式對(duì)異形柱抗側(cè)剛度的影響。4.技術(shù)總結(jié)與成果交流（2個(gè)月）：總結(jié)研究成果，撰寫研究報(bào)告、論文及發(fā)表研究成果。六、預(yù)計(jì)存在的問(wèn)題和解決方法1.試驗(yàn)條件的合理性和真實(shí)性問(wèn)題：試驗(yàn)條件的控制將會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。將采用合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方法，力求使試驗(yàn)結(jié)果盡可能真實(shí)可靠。2.數(shù)值計(jì)算的精度問(wèn)題：數(shù)值計(jì)算中可能存在小參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，并且計(jì)算結(jié)果的精度受所采用的數(shù)值方法及各種假設(shè)的準(zhǔn)確性限制。將采用多種數(shù)值計(jì)算方法交叉驗(yàn)證，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析，并盡可能地選擇精度更高的計(jì)算方法。3.具體加固設(shè)計(jì)方法問(wèn)題：不同構(gòu)造形式和材料的異形柱抗側(cè)剛度加固措施具有較強(qiáng)的針對(duì)性，因此確立較為具體的加固設(shè)計(jì)方法將是難點(diǎn)之一。設(shè)計(jì)上，將結(jié)合理論分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果，綜合考慮各種可行性因素，尋求一種全面且可操作的加固方案。七、參考文獻(xiàn)1.FangQ.,Baosri,Y.andZhangZ.(2015).Out-of-planeresponseofmulti-storysteelframeswithwide-flangecross-sections.JournalofConstructionSteelResearch,114:174-184.2.Lin,Y.,Ong,F.,andQuader,M.(2011).FatigueAnalysisofConcrete-FilledSteelSquareandCircularHollowSectionMembersUnderConstantAmplitudeandVariableAmplitudeLoadings.Computers&Structures,89(23-24),2360-2375.3.Shan,B.,Chan,T.M.,andWong,Y.L.(2003).ExperimentalStudyofConcrete-FilledSteelBoxSectionColumnsunderPureBending.EngineeringStructures,25(13),1737-1748.4.Song,X.andZhang,Y.(2008).ExperimentStudyontheMechanicalPerformancesoftheConcrete-fi