RC剪力墙拉-弯-剪受力机理及抗震设计方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51678347
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0810.工程防灾
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Under strong seismic motions, RC shear walls of high-rise buildings are probably subjected to axial tensile forces and in a critical tensile-bending-shear condition. This project will conduct a series of experimental tests on RC slender walls, moderate-aspect-ratio walls and squat walls subjected to axial tensile forces and lateral cyclic loads. The tensile-bending-shear behavior and seismic performance of RC walls will be investigated through those large-scale tests and in-depth theory analysis. This project will also develop a numerical model which can accurately capture the tensile-bending-shear nonlinear behavior of RC walls. Based on the test results and numerical simulation, this project will study the influence of key design parameters of RC walls to their seismic performance, including the tensile force amplitude, span-to-shear ratio, ratio of distributed rebars, ratio of boundary longitudinal rebars, etc. With those fundamental studies, this project targets to develop the seismic design method for the RC walls under tensile-bending-shear actions, propose the index and limiting value for the tensile forces acting on the RC walls, and recommend the details for improving the seismic behavior of tensile RC walls. The outcomes of the proposed research can contribute to development of the seismic design theory of RC walls and provide scientific support to the associated design codes and standards.
强震下高层建筑中RC剪力墙可能轴向受拉,出现拉-弯-剪受力的不利工况。本项目拟进行RC高墙、中高墙和矮墙在轴向拉力和水平往复力作用下的系列试验;通过大尺寸试验和理论分析,系统研究RC墙的拉-弯-剪破坏模式、受力机理和抗震性能;开发能准确模拟RC墙拉-弯-剪行为的非线性数值模型;通过试验和数值模拟,研究轴向拉力水平、剪跨比、分布钢筋配筋率、边缘构件纵筋配筋率等关键设计参数对RC墙拉-弯-剪抗震性能的影响规律。基于上述基础研究,提出RC墙拉-弯-剪抗震设计方法,提出RC墙轴向拉力水平控制参数和限值、以及改善其抗震性能的构造措施建议。研究成果可完善RC墙的抗震设计理论,并为相关规范和标准的制定提供科学依据。

结项摘要

钢筋混凝土(RC)剪力墙是高层建筑的主要抗侧力构件,强震下高层建筑中部分剪力墙可能轴向受拉,处于拉-弯-剪耦合受力的不利状态。本项目系统研究了RC剪力墙的拉-弯-剪受力机理和抗震性能,建立了高保真的数值模型,发展了相关抗震设计方法。项目的主要研究工作和成果包括4个方面。(1)系列试验:完成了系列大尺寸RC墙拟静力试验(4个大剪跨比墙试件、6个小剪跨比墙试件、4个中等剪跨比墙试件),研究了RC墙在轴向拉力和水平往复荷载下的破坏模式、滞回性能、承载力、有效刚度、变形能力等,揭示了RC墙在拉-弯-剪耦合受力下的变形特征。(2)理论分析:揭示了RC墙弯曲-滑移、剪切-滑移、弯曲-剪切等复杂破坏模式的力学机理,提出了RC墙的拉剪承载力理论模型;揭示了拉-弯受力下RC墙轴长的机理,提出了受拉RC墙轴向伸长的精细化计算模型和简化公式。(3)有限元模型:建立了基于实体单元的精细化有限元模型(LS-DYNA程序)和基于循环软化膜的有限元模型(OpenSees程序),可准确模拟RC墙在拉-弯-剪耦合受力下的非线性行为;通过参数分析研究了轴拉力、水平和竖向分布钢筋、边缘构件纵筋等对RC墙拉-弯-剪抗震性能的影响。(4)设计方法:校核了现行规范中RC墙正截面拉弯承载力和斜截面拉剪承载力计算公式,提出了改进的拉剪承载力计算公式,可合理考虑轴拉力和竖向钢筋对受剪承载力的影响;提出了基于竖向钢筋平均拉应力比的轴拉力控制指标及其限值。本项目研究成果完善了RC墙的抗震设计理论,可为相关规范和标准的制定提供科学依据,对保障高层建筑的地震安全有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(0)
Coupled axial tension-shear behavior of reinforced concrete walls
钢筋混凝土墙轴向拉剪耦合性能
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2018.04.015
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xiaodong Ji;Xiaowei Cheng;Mengchao Xu
  • 通讯作者:
    Mengchao Xu
Seismic behavior and strength capacity of steel coupling beam-to-SRC wall joints
钢连梁-SRC墙节点的抗震性能和强度能力
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2019.109820
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xiaodong Ji;Yuhao Cheng;Tongseng Leong;Yao Cui
  • 通讯作者:
    Yao Cui
Coupled axial tension-flexure behavior of slender reinforced concrete walls
细长钢筋混凝土墙的轴向拉弯耦合行为
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2019.03.026
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xiaowei Cheng;Xiaodong Ji;Richard S Henry;Mengchao Xu
  • 通讯作者:
    Mengchao Xu
Seismic performance evaluation of a high-rise building with novel hybrid coupled walls
新型混合耦合墙高层建筑抗震性能评价
  • DOI:
    10.1016/j.engstruct.2018.05.011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Engineering Structures
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Xiaodong Ji;Dan Liu;Carlos Molina Hutt
  • 通讯作者:
    Carlos Molina Hutt
中等剪跨比RC墙拉-弯-剪受力性能试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    纪晓东;徐梦超;程小卫;苗增辉
  • 通讯作者:
    苗增辉

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其他文献

钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌试验研究及数值模拟竞赛Ⅰ:框架试验
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Ji Xi
钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌试验研究及数值模拟竞赛Ⅰ:框架试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    建筑结构
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵作周;纪晓东;钱稼茹;Lu Xinzheng;Ye Lieping;Pan Peng;Zhao Zuozhou;Ji Xi
  • 通讯作者:
    Ji Xi
斜向撞击方柱下的车辆简化数值模型研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程小卫;李易;陆新征;纪晓东
  • 通讯作者:
    纪晓东
钢筋混凝土框架结构拟静力倒塌试验研究及数值模拟竞赛Ⅰ:框架试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    建筑结构
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵作周;纪晓东;钱稼茹;Lu Xinzheng;Ye Lieping;Pan Peng;Zhao Zuozhou;Ji Xi
  • 通讯作者:
    Ji Xi
地下圆形衬砌隧道对沿线地震动的
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    岩土力学. 26(5).687-692,2005
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁建文(*);纪晓东;Lee VW
  • 通讯作者:
    Lee VW

其他文献

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基于计算机视觉的RC结构震损识别和剩余抗震能力评价研究
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AI项目解读示例

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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