高强混凝土中栓钉-橡胶组合连接件抗剪延性提升机制与损伤变形机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51808069
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    27.0万
  • 负责人：
    徐骁青
  • 依托单位：
    同济大学
  • 学科分类：
    E0804.结构工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Rubber-sleeved studs have larger ductility than ordinary studs. In steel-high strength concrete composite structures, they can be used to improve the ductility of the interface between steel and high strength concrete, and release the shear force concentration of shear connectors. However, only studies on rubber-sleeved studs in normal concrete were reported, and several key problems such as the deformation mechanism have not been fully resolved. Therefore, research on the behavior of rubber-sleeved headed studs in high strength concrete under shear loading will be made in this program: based on the results of static and fatigue push-out tests and refined nonlinear finite element models, stud-rubber-concrete interaction mechanisms and fatigue damage process of rubber-sleeved headed studs are analyzed; then, a theoretical model of a beam on nonlinear foundation is established with the aim to clarify the ductility, fatigue damage and deformation mechanism of rubber-sleeved headed studs; finally, methods for calculating static mechanical properties and for estimating the fatigue life of rubber-sleeved headed studs are proposed. This program would contribute to promising the application of rubber-sleeved headed studs.
栓钉-橡胶组合连接件相较于普通栓钉连接件具有更好的抗剪延性。在钢-高强混凝土组合结构中采用该连接件，能够有效提升钢与高强混凝土界面上的抗剪延性，缓解连接件的受剪集中。然而，目前只有栓钉-橡胶组合连接件在普通混凝土中应用的相关报道，并且其抗剪变形机理等核心科学问题还未完全解决。为此，本项目将开展该连接件在高强混凝土中的抗剪性能研究：通过开展静力和疲劳推出试验研究，并结合精细化非线性有限元模型分析，重点揭示栓钉-橡胶-混凝土相互作用机制和疲劳损伤过程；在此基础上，建立考虑疲劳损伤的非线性弹簧-地基梁的理论分析模型，明确栓钉-橡胶组合连接件的抗剪延性提升机制和损伤变形机理；最后，建立静力关键力学指标计算方法和疲劳寿命评估方法。本项目研究成果将为栓钉-橡胶组合连接件设计方法的完善和工程应用的推广，提供重要的理论基础和试验依据。

结项摘要

既往研究主要针对栓钉-橡胶组合连接件的静力性能，尚未涉及其疲劳性能。为此，本文开展了普通混凝土和超高性能混凝土（UHPC）中栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能试验和有限元分析，主要内容包括：.1）开展了9个普通混凝土中栓钉-橡胶组合连接件疲劳推出试验，得到了不同疲劳应力幅作用下不同橡胶套高度的连接件的荷载-滑移曲线、疲劳破坏模式和疲劳寿命；分析了刚度退化规律和疲劳损伤机理；对比分析了栓钉-橡胶组合连接件与普通栓钉连接件疲劳性能的异同，建立了基于名义剪应力的疲劳寿命评估方法。.2）开展了UHPC中栓钉-橡胶组合连接件2个静力和3个疲劳推出试验，获得了UHPC中栓钉-橡胶组合连接件静力破坏模式、抗剪承载力、荷载-滑移曲线和抗剪刚度，比较分析了其疲劳性能与普通混凝土中疲劳性能的差异，讨论了UHPC对栓钉-橡胶组合连接件静力和疲劳性能的影响。.3）采用有限元计算软件ABAQUS建立了栓钉-橡胶组合连接件的三维非线性有限元模型，明确了疲劳加载时栓钉的应力和应变状态，进而分别基于临界面法预测了疲劳裂缝萌生寿命，基于断裂力学预测了疲劳裂缝扩展寿命，并通过开展有限元参数分析，研究了影响栓钉-橡胶组合连接件疲劳性能的关键因素，建立了基于有限元模型的疲劳寿命评估方法。.本项目研究成果将为栓钉-橡胶组合连接件设计方法的完善和工程应用的推广，提供重要的理论基础和试验依据。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Failure Modes and Resistance of Perforated Steel Rib Shear Connectors under Uplift Forces
拔力作用下穿孔钢肋剪力连接器的失效模式和抵抗力
  • DOI：
    10.1155/2019/9041376
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Advances in Civil Engineering
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Xu Xiaoqing;Liu Yuqing
  • 通讯作者：
    Liu Yuqing
Analytical prediction of the deformation behavior of headed studs in monotonic push-out tests
单调推出试验中带头螺柱变形行为的分析预测
  • DOI：
    10.1177/1369433218821750
  • 发表时间：
    2019-01
  • 期刊：
    Advances in Structural Engineering
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Xu Xiaoqing;Liu Yuqing
  • 通讯作者：
    Liu Yuqing
Numerical Study on Diffusion of Chloride and Induced Rebar Corrosion by Two-Dimensional Multiscale Approach
二维多尺度方法氯化物扩散与钢筋腐蚀的数值研究
  • DOI：
    10.1155/2018/1932813
  • 发表时间：
    2018-12
  • 期刊：
    Modelling and Simulation in Engineering
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Xi Tu;Jin Di;Cunjun Pang;Xiaoqing Xu
  • 通讯作者：
    Xiaoqing Xu
Experimental Study on One-Way BFRP Bar-Reinforced UHPC Slabs under Concentrated Load
集中荷载作用下单向BFRP筋增强UHPC板的试验研究
  • DOI：
    10.3390/ma13143077
  • 发表时间：
    2020-07-01
  • 期刊：
    MATERIALS
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Xu, Xiaoqing;Hou, Zhujian
  • 通讯作者：
    Hou, Zhujian
Fatigue life prediction of rubber-sleeved stud shear connectors under shear load based on finite element simulation
基于有限元模拟的胶套螺柱剪力连接件剪切载荷下疲劳寿命预测
  • DOI：
    10.1016/j.engstruct.2020.111449
  • 发表时间：
    2021-01-15
  • 期刊：
    ENGINEERING STRUCTURES
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Xu, Xiaoqing;Zhou, Xuhong;Liu, Yuqing
  • 通讯作者：
    Liu, Yuqing

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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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