鋼管約束下的活性粉末混凝土本構模型研究

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)是一種具有高強度、高韌性、低孔隙率的超高強混凝土，將RPC灌入鋼管形成鋼管RPC，除了具備鋼管混凝土的一般特性外，因其超高強度使構件截面尺寸大大減小，還可進一步節(jié)約混凝土并減輕結構自重，所以鋼管RPC結構在大跨度橋梁、超高層建筑等領域有著廣闊的應用前景。本項目從工程實際出發(fā)，對非高溫密閉養(yǎng)護條件下的自密實RPC進行配合比優(yōu)化設計，并對鋼管RPC試件進行軸心受壓試驗，結合數值擬合分析方法，提出在鋼管約束下RPC的應力-應變本構模型。在此基礎上，還將應用結構分析軟件，建立鋼管RPC結構的非線性有限元模型，提出鋼管RPC結構的有限元計算方法。該研究成果對鋼管RPC結構的設計理論和設計方法研究具有重要的參考價值。 2100433B

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)是一種具有高強度、高韌性、低孔隙率的超高強混凝土，將RPC灌入鋼管形成鋼管RPC，除了具備鋼管混凝土的一般特性外，因其超高強度使構件截面尺寸大大減小，還可進一步節(jié)約混凝土并減輕結構自重，所以鋼管RPC結構在大跨度橋梁、超高層建筑等領域有著廣闊的應用前景。本項目從工程實際出發(fā)，對非高溫密閉養(yǎng)護條件下的自密實RPC進行配合比優(yōu)化設計，并對鋼管RPC試件進行軸心受壓試驗，結合數值擬合分析方法，提出在鋼管約束下RPC的應力-應變本構模型。在此基礎上，還將應用結構分析軟件，建立鋼管RPC結構的非線性有限元模型，提出鋼管RPC結構的有限元計算方法。該研究成果對鋼管RPC結構的設計理論和設計方法研究具有重要的參考價值。

以串并混合型離散制造系統為研究對象，開展變動作業(yè)計劃約束下系統整體預防性維護活動的動態(tài)調度研究。首先，通過分析系統層維護調度的參數構成、基本輸入和狀態(tài)轉移等需求，研究建立基于役齡遞減和故障率遞增的混合式修復非新規(guī)則，實現設備層的維護調度建模。然后，基于組成本理論和動態(tài)規(guī)劃方法，分析變動作業(yè)計劃對組成本及動態(tài)調度過程的約束機制，建立機會維護下系統整體的動態(tài)維護調度策略。之后，結合設備層的維護調度模型，研究不同配置下設備提前或延期維護的節(jié)余成本的計算方法，完成系統層維護調度目標函數的構建，實現系統層維護調度策略的分階段的動態(tài)優(yōu)化。最后，以三階段四設備組成的離散機械制造系統為測試床，通過仿真運行和對比分析，驗證本研究維護調度策略和優(yōu)化模型的有效性。本研究的動態(tài)維護調度理論融入變動作業(yè)計劃約束，不僅對提高離散制造系統的維護調度水平具有現實意義，而且將促進維護調度和作業(yè)調度兩個研究領域的交叉與耦合。

鋼管約束鋼筋混凝土柱具有承載力高、抗震性能好、節(jié)點構造簡單等優(yōu)點，在高層建筑與大跨空間結構中得到了應用。目前國內外尚無關于方鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能的研究，更無設計規(guī)范或規(guī)程可供參考。因受力特點不同，方鋼管約束鋼筋混凝土柱不能套用鋼筋混凝土柱或鋼管混凝土柱的抗火研究成果。因此對方鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能開展了試驗研究與理論分析，并提出了相應的抗火設計方法。首先進行了方鋼管約束鋼筋混凝土柱足尺明火試驗，實測了標準火災作用下構件截面關鍵測點溫度、軸向變形、柱頂轉角、側向變形、耐火極限和破壞模式，獲得了荷載比和偏心距對火災下構件變形和耐火極限的影響規(guī)律。建立了方鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場和耐火極限的有限元分析模型，分析了荷載比、截面尺寸、偏心率等參數對溫度場和耐火極限的影響規(guī)律，提出了標準火災作用下鋼管、鋼筋與混凝土溫度的計算方法與耐火極限的計算方法。實際結構中受火柱受到相鄰構件的約束，受力機理和抗火性能與單體構件顯著不同，因此分析了端部軸向約束與轉動約束作用對構件抗火性能的影響。獲得了軸向約束剛度比和轉動約束剛度比對構件耐火極限的影響規(guī)律，提出了火災下構件計算長度計算公式，以及考慮端部約束的方鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火設計方法。本項目揭示了火災下方鋼管約束鋼筋混凝土柱的工作機理，建立了方鋼管約束鋼筋混凝土柱的抗火設計方法，為該類構件的防火設計奠定了基礎，進一步完善了鋼管約束鋼筋混凝土柱的設計理論。 2100433B