钢管约束下的活性粉末混凝土本构模型研究

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，简称RPC)是一种具有高强度、高韧性、低孔隙率的超高强混凝土，将RPC灌入钢管形成钢管RPC，除了具备钢管混凝土的一般特性外，因其超高强度使构件截面尺寸大大减小，还可进一步节约混凝土并减轻结构自重，所以钢管RPC结构在大跨度桥梁、超高层建筑等领域有着广阔的应用前景。本项目从工程实际出发，对非高温密闭养护条件下的自密实RPC进行配合比优化设计，并对钢管RPC试件进行轴心受压试验，结合数值拟合分析方法，提出在钢管约束下RPC的应力-应变本构模型。在此基础上，还将应用结构分析软件，建立钢管RPC结构的非线性有限元模型，提出钢管RPC结构的有限元计算方法。该研究成果对钢管RPC结构的设计理论和设计方法研究具有重要的参考价值。 2100433B

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，简称RPC)是一种具有高强度、高韧性、低孔隙率的超高强混凝土，将RPC灌入钢管形成钢管RPC，除了具备钢管混凝土的一般特性外，因其超高强度使构件截面尺寸大大减小，还可进一步节约混凝土并减轻结构自重，所以钢管RPC结构在大跨度桥梁、超高层建筑等领域有着广阔的应用前景。本项目从工程实际出发，对非高温密闭养护条件下的自密实RPC进行配合比优化设计，并对钢管RPC试件进行轴心受压试验，结合数值拟合分析方法，提出在钢管约束下RPC的应力-应变本构模型。在此基础上，还将应用结构分析软件，建立钢管RPC结构的非线性有限元模型，提出钢管RPC结构的有限元计算方法。该研究成果对钢管RPC结构的设计理论和设计方法研究具有重要的参考价值。

以串并混合型离散制造系统为研究对象，开展变动作业计划约束下系统整体预防性维护活动的动态调度研究。首先，通过分析系统层维护调度的参数构成、基本输入和状态转移等需求，研究建立基于役龄递减和故障率递增的混合式修复非新规则，实现设备层的维护调度建模。然后，基于组成本理论和动态规划方法，分析变动作业计划对组成本及动态调度过程的约束机制，建立机会维护下系统整体的动态维护调度策略。之后，结合设备层的维护调度模型，研究不同配置下设备提前或延期维护的节余成本的计算方法，完成系统层维护调度目标函数的构建，实现系统层维护调度策略的分阶段的动态优化。最后，以三阶段四设备组成的离散机械制造系统为测试床，通过仿真运行和对比分析，验证本研究维护调度策略和优化模型的有效性。本研究的动态维护调度理论融入变动作业计划约束，不仅对提高离散制造系统的维护调度水平具有现实意义，而且将促进维护调度和作业调度两个研究领域的交叉与耦合。

钢管约束钢筋混凝土柱具有承载力高、抗震性能好、节点构造简单等优点，在高层建筑与大跨空间结构中得到了应用。目前国内外尚无关于方钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能的研究，更无设计规范或规程可供参考。因受力特点不同，方钢管约束钢筋混凝土柱不能套用钢筋混凝土柱或钢管混凝土柱的抗火研究成果。因此对方钢管约束钢筋混凝土柱抗火性能开展了试验研究与理论分析，并提出了相应的抗火设计方法。首先进行了方钢管约束钢筋混凝土柱足尺明火试验，实测了标准火灾作用下构件截面关键测点温度、轴向变形、柱顶转角、侧向变形、耐火极限和破坏模式，获得了荷载比和偏心距对火灾下构件变形和耐火极限的影响规律。建立了方钢管约束钢筋混凝土柱温度场和耐火极限的有限元分析模型，分析了荷载比、截面尺寸、偏心率等参数对温度场和耐火极限的影响规律，提出了标准火灾作用下钢管、钢筋与混凝土温度的计算方法与耐火极限的计算方法。实际结构中受火柱受到相邻构件的约束，受力机理和抗火性能与单体构件显著不同，因此分析了端部轴向约束与转动约束作用对构件抗火性能的影响。获得了轴向约束刚度比和转动约束刚度比对构件耐火极限的影响规律，提出了火灾下构件计算长度计算公式，以及考虑端部约束的方钢管约束钢筋混凝土柱抗火设计方法。本项目揭示了火灾下方钢管约束钢筋混凝土柱的工作机理，建立了方钢管约束钢筋混凝土柱的抗火设计方法，为该类构件的防火设计奠定了基础，进一步完善了钢管约束钢筋混凝土柱的设计理论。 2100433B