加疏肋钢板剪力墙及波纹钢板剪力墙的抗震性能和设计方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51378340
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0804.结构工程
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Currently, the application of steel plate shear wall system in the seismic design of high-rise buildings is more widespread in China than in foreign countries and beyond the foreign design codes, yet the Chinese design code is still incomplete for this new system. Due to construction time limit, steel shear walls in high-rise buildings usually have to undertake part of the gravity force along with lateral loads, which causes early elastic buckling. The applicant has conducted extensive numerical analyses, and discovered that by installing stiffeners sparsely along the inner wall span, the elastic buckling strength of the wall system has obviously increased and premature buckling was avoided, the system lateral stiffness increased, the distribution of the tension field became more even, and the external force acted on the boundary frame obviously decreased. On the other hand, considering the unique mechanical features of corrugated web girders, corrugated steel pate shear walls are expected to avoid the transfer of gravity loads naturally, and increase the shear buckling strength. Based on the previous study, the applicant proposes to conduct a more thorough research on the sparsely-stiffened and corrugated steel plate shear wall system through a combination of theoretical, analytical and small-scale experimental approach. The project will examine the seismic behavior of this new system in an organized way, put insights into the system static and dynamic behavior, buckling and stability in the elastic and inelastic stage, failure modes, and the interaction between the stiffener, the wall panel and the boundary members. Based on the research results, formulae for the system shear capacity will be established, key design parameters will be identified, and reasonable seismic design guidelines will be proposed, in order to promote the application of steel plate shear walls and provide the scientific basis for further refinement of the steel seismic design specifications and codes..
目前,钢板剪力墙系统在我国超高层工程中的应用已超前于国外的工程应用和设计规范, 而我国关于这种新型结构体系的设计规范尚未完善。由于施工工期的要求,超高层剪力墙墙体除侧向力外往往需要承受部分重力荷载,容易造成弹性屈曲。根据申请人早期的数值分析,沿钢板剪力墙内跨设置稀疏的加劲肋即可显著增加系统的弹性屈曲承载力,提高系统侧向刚度,并显著减少边框柱上的外力。因此,加疏肋钢板剪力墙是符合我国实际需要并兼顾结构性能和经济性的理想选择。另一方面,参照波纹腹板钢梁的特殊受力特点,波纹钢板剪力墙可望自然避免重力荷载传递到墙体造成屈曲,并提高了墙板的侧向屈曲承载力,巧妙达到了规避墙体过早弹性屈曲、增加系统弹性屈曲承载力,提高侧向刚度等效果。申请人拟采用理论、数值分析和小型试验相结合的方法, 对加疏肋和波纹钢板剪力墙系统进行更深入的研究,了解系统的静动力特性、弹塑性屈曲稳定性、破坏模式、及加劲肋、墙板和边框构件之间的相互作用关系。建立系统的抗剪承载力计算公式及抗震设计的关键参数,提出合理的抗震设计方法,推进工程应用.

结项摘要

高层建筑的抗震性能和安全主要取决于结构的抗侧力体系,而高效、经济的抗侧力体系一直是结构抗震设计和研究的关键问题。由于钢板剪力墙在抗震方面的优势,近年来已被我国一系列标志性超高层建筑所采用,但与工程应用的强烈需要相比,我国钢板墙的设计规范还稍偏保守和尚未完善,且由于施工工期要求,剪力墙墙体除侧向力外往往需要承受部分重力荷载,容易造成弹性屈曲,此工程应用实际已超前于国外设计规范和工程应用范围,无法直接借鉴。本项目结合我国工程实际,通过理论、数值分析和结构试验相结合的方法,针对加疏肋钢板剪力墙与波纹钢板剪力墙这两种新型钢板剪力墙系统的抗震性能和设计方法进行了研究:分析研究了两种钢板剪力墙系统侧向荷载下的全过程力学性能,对其弹性和弹塑性阶段的屈曲稳定性、结构破坏模式进行了分析,从而提出了适用于工程实际的波纹钢板及加劲钢板几何参数的设计方法,建立了系统的抗剪承载力计算公式;论证了该两种钢板剪力墙系统的抗震优势和各自的适用范围,并探究了重力荷载对该两种系统的影响,论证了考虑重力荷载时该两种系统的适用性;探究了两种钢板剪力墙系统中加劲肋、墙板和边框构件之间的相互作用影响以及两种系统对于各向荷载的抵抗机制,从而提出了合理的墙板简化模型和相应各构件的抗震设计方法;另探究了该两种钢板墙系统的动力特性及地震响应,论证了其良好的抗震能力,也为基于性能的抗震设计的关键参数给出了初步建议。本项目建立了系统在压剪荷载组合下的抗剪承载力计算公式,以及墙体、边框构件的抗震设计的关键参数,提出了较为合理的抗震设计方法,推进其工程应用。因此本项目对钢板剪力墙系统这种高效的抗震系统的进一步推广和应用,完善我国钢结构抗震设计规范和规程,以及扩展高效节能的钢结构抗震体系有着重要的理论和工程意义。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(12)
钢板剪力墙的工程应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    建筑结构
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙军浩;赵秋红
  • 通讯作者:
    赵秋红
Cyclic analyses of corrugated steel plate shear walls
波形钢板剪力墙的循环分析
  • DOI:
    10.1002/tal.1351
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Structural Design of Tall and Special Buildings
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Zhao Qiuhong;Sun Junhao;Li Yanan;Li Zhongxian
  • 通讯作者:
    Li Zhongxian
波纹钢板剪力墙结构的抗侧性能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋红;李楠;孙军浩
  • 通讯作者:
    孙军浩
钢板-混凝土组合剪力墙结构板-框相互作用分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋红;王凯杰;李一康;李忠献
  • 通讯作者:
    李忠献
钢板剪力墙简化分析模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋红;郝博超;李楠
  • 通讯作者:
    李楠

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    --
  • 作者:
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    赵秋红
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    赵秋红;王凯杰;李一康;李忠献
  • 通讯作者:
    李忠献
SMA碟簧群的循环受压性能及简化模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋红;孙泽旺;谭志伦
  • 通讯作者:
    谭志伦
两边连接竖向波纹钢板剪力墙的抗侧性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    天津大学学报(自然科学与工程技术版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋红;邱静;郝博超;王晴薇
  • 通讯作者:
    王晴薇

其他文献

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赵秋红的其他基金

整体式斜交桥梁的抗震性能与设计方法研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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