土木工程論文開(kāi)題報(bào)告范文

　　開(kāi)題報(bào)告它主要說(shuō)明這個(gè)課題研究的意義以及該課題的可行性，以下是小編為大家搜集整理的土木工程論文開(kāi)題報(bào)告范文，歡迎閱讀參考。

　　論文題目：鋼管混凝土柱—鋼梁節(jié)點(diǎn)抗火性能研究

　　一、選題背景

　　在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中，火起了至關(guān)重要的作用。然而當(dāng)其不在處于受控范圍之時(shí)，它將對(duì)人們的生命以及財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生無(wú)法預(yù)計(jì)的后果。森林火災(zāi)、農(nóng)業(yè)火災(zāi)、工業(yè)火災(zāi)以及建筑火災(zāi)共同構(gòu)成了火災(zāi)的大致類(lèi)型，而建筑火災(zāi)發(fā)生的頻率是最高的，占據(jù)了絕大部分。隨著建筑物不斷的普及大跨度、高層化、重型化，建筑火災(zāi)的誘導(dǎo)因素也隨之增多，從而造成的損失及生命財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題也日益凸顯�；炷�土和鋼材在高溫的影響下改變相關(guān)的物理性能以及其力學(xué)性能，之后會(huì)降低和破壞結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，影響結(jié)構(gòu)的安全性能和使用。在人們的現(xiàn)實(shí)生活里，由于火而引發(fā)的災(zāi)難遍地即是。比如說(shuō)針對(duì)醫(yī)療事件，某醫(yī)院因電器短路問(wèn)題，造成了醫(yī)療器材和辦公設(shè)備等全部燒毀，整棟樓房報(bào)廢，造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失;某地百盛商業(yè)大樓發(fā)生特大事故，導(dǎo)致69人受傷，128人死亡，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)730萬(wàn)。這一件件血的教訓(xùn)，無(wú)不給我們上了一次次沉痛的教育課，時(shí)時(shí)刻刻牢記安全第一，預(yù)防為主。我們可以清楚的看到，火災(zāi)對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。在火災(zāi)發(fā)生的同時(shí)，還伴隨著一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，并且這些物質(zhì)大部分有毒有害，給人身造成一定的傷害;同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。針對(duì)上述情況而言，關(guān)于建筑的防火、抗火、耐火等性能機(jī)理的研究有著極其重要的意義。鋼材與混凝土這兩種材料的優(yōu)良特性在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)得到了很大程度的使用，也在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程中充分發(fā)揮它們各自的巨大作用。作為兩種較常用的組合結(jié)構(gòu)形式，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在近幾年得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在大跨、高層和超高層建筑結(jié)構(gòu)中。鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土，鋼管和核心混凝土能夠一起承受外部載荷的一種組合結(jié)構(gòu)形式。按照它們的截面形狀的不同，鋼管混凝土又可以分為圓形、方、矩形和多邊形等。

　　鋼管混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)能夠在梁柱之間傳遞彎矩、剪力、軸力等內(nèi)力，并對(duì)內(nèi)部彎矩、剪力等內(nèi)力進(jìn)行分配，同時(shí)能使得結(jié)構(gòu)具有良好的整體性。由此可知，節(jié)點(diǎn)在整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力過(guò)程中處于關(guān)鍵位置。在鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)中，按照組成框架梁的材料不同其又能夠分成鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)和鋼管混凝土柱-鋼筋混凝土梁節(jié)點(diǎn)兩大類(lèi)型。鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)憑借其自身的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到國(guó)內(nèi)外多高層建筑結(jié)構(gòu)中。國(guó)內(nèi)外一些專家也對(duì)此類(lèi)節(jié)點(diǎn)做了相應(yīng)的研宄，韓林海和楊有福鐘善桐和陶忠比較系統(tǒng)的闡述了此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的性能。本文選取外加強(qiáng)環(huán)式鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)下的力學(xué)性能進(jìn)行研究分析。根據(jù)節(jié)點(diǎn)具體的施工操作方法可知：在節(jié)點(diǎn)梁柱相交的位置燒接上下加強(qiáng)環(huán)板，并將其用對(duì)接燥縫或者強(qiáng)度較高的螺栓與鋼梁的上、下翼緣相連接。該類(lèi)型節(jié)點(diǎn)的具體傳遞路徑為：作用于梁上的彎矩通過(guò)上下兩環(huán)進(jìn)行依次傳遞，最終把彎矩值傳遞給鋼管混凝土柱子;梁端產(chǎn)生的剪力則是通過(guò)與鋼梁腹板相連的垂直助板進(jìn)行傳遞。與其他類(lèi)型節(jié)點(diǎn)相比，外加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)在實(shí)際的施工操作過(guò)程中比較方便，不僅傳力路勁清晰，并且可靠，節(jié)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)分布也比較均匆。除了這些特點(diǎn)之外，該類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)還持有較大的剛度、非常強(qiáng)的承載力與良好的塑性性能。但該類(lèi)節(jié)點(diǎn)由于其較大尺寸的外加強(qiáng)環(huán)板也在施工過(guò)程中也存在著弊端，特別是在有些使用鋼管混凝土材料的住宅中，鋼管混凝土柱子的直徑不大，可是由于該節(jié)點(diǎn)上的環(huán)板尺寸很大，常給結(jié)構(gòu)施工造成不便。

　　二、研究目的和意義

　　目前來(lái)看，鋼管混凝土在結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在進(jìn)入21世紀(jì)后建筑物高度更高、規(guī)模更大以及用途的更廣泛性。但火災(zāi)事故不斷出現(xiàn)，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)巨大的損失。然而，在火災(zāi)危害性增加，組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛的，而相關(guān)抗火設(shè)計(jì)和研究較少的情況下，有必要對(duì)組合結(jié)構(gòu)火災(zāi)下和火災(zāi)后的工作性能進(jìn)行研宄。因此，本論文選取火災(zāi)下鋼管混凝土柱-鋼梁節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，主要分析其在火災(zāi)下的抗火性能，并研究對(duì)其耐火極限的影因素。同時(shí)也希望能夠?yàn)榻Y(jié)構(gòu)在受火后的修復(fù)加固等方面的研究提出參考依據(jù)。

　　三、本文研究涉及的主要理論

　　楊有福和韓林海主要對(duì)鋼管混凝土柱-梁加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)抗震機(jī)理進(jìn)行了分析與研究。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，該類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)對(duì)于抗震性具有很好的研究?jī)r(jià)值，同時(shí)提出了針對(duì)加強(qiáng)環(huán)式節(jié)點(diǎn)，應(yīng)該注意的有關(guān)抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。張大旭和張素梅主要研究了圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的動(dòng)力性能，柱子軸壓比采用0.4-0.68之間對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)加載，得到節(jié)點(diǎn)滯回曲線。宗周紅等進(jìn)行了常溫情況下節(jié)點(diǎn)對(duì)抗剪能力的分析，著重分析節(jié)點(diǎn)的抗剪能力是否與梁中的縱筋穿過(guò)鋼管與否有關(guān)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，該參數(shù)存在與否對(duì)于節(jié)點(diǎn)的抗剪能力影響極其的微弱，可以忽略不計(jì)，從而對(duì)于實(shí)驗(yàn)的考慮因素可以簡(jiǎn)化。韓小雷采用單調(diào)加載的方式對(duì)穿心暗牛腿管混凝土柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在試驗(yàn)中主要分析了節(jié)點(diǎn)的承載能力與環(huán)梁和穿心牛腿有無(wú)等因素是否有關(guān)。從實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)可以整理發(fā)現(xiàn)，環(huán)梁這一因素的存在對(duì)存承載能力的大小影響不大，極其微弱。王文達(dá)等對(duì)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了恒定軸力作用下水平往復(fù)試驗(yàn)，主要分析了軸壓比和環(huán)板寬度等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)承載力的影響。杜培源等利用非非線性靜力學(xué)方法對(duì)分別對(duì)組合結(jié)構(gòu)柱子和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了滯回曲線分析。分析表明：對(duì)于剛度和延性，外隔板節(jié)點(diǎn)能夠很好地滿足這一要求，并且圖形顯示節(jié)點(diǎn)滯回環(huán)尤其飽滿，消耗能量比較強(qiáng)。通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)可以清晰的看到，梁柱節(jié)點(diǎn)可以很好的進(jìn)行輝接在一起。陶忠等在試驗(yàn)中選取鋼梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行火災(zāi)下的力學(xué)性能研究了，分析了能夠?qū)Τ休d力產(chǎn)生影響的因素�；綮o思和韓林海在2005年提出了節(jié)點(diǎn)在火災(zāi)后的計(jì)算簡(jiǎn)化模型，并提出對(duì)火災(zāi)后節(jié)點(diǎn)進(jìn)彳于修復(fù)的承載力計(jì)算方法。首先讓一系列鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行受火，然后在節(jié)點(diǎn)加恒定的軸力和往復(fù)水平位移，得到節(jié)點(diǎn)的滯回曲線。將火災(zāi)后節(jié)點(diǎn)的承載能力和常溫下進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后節(jié)點(diǎn)承載力大大低于常溫下節(jié)點(diǎn)的承載力。毛小勇等對(duì)使用數(shù)值方法對(duì)鋼與混凝土組合板的溫度場(chǎng)耐火時(shí)間的計(jì)算。結(jié)果分析顯示：結(jié)構(gòu)中的耐火時(shí)間和板厚、材料強(qiáng)度等因素有關(guān)系。王衛(wèi)華和陶忠(2009)對(duì)鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列的抗火分析，并將試驗(yàn)結(jié)果與理論分析進(jìn)行對(duì)比，找出其中偏差，并分析偏差的因素。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在火災(zāi)發(fā)生階段，梁截面上，距離和溫度平臺(tái)的關(guān)系，大致呈現(xiàn)反比關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與有限元的分析相當(dāng)吻合，并且十分的接近、逼真。