采用新型J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙抗爆性能试验研究与分析
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51608358
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0804.结构工程
- 结题年份:2019
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:谢剑; 宗亮; 邓恩峰; 陈兆涛; 章煊; 田兴业;
- 关键词:
项目摘要
This research focuses on the ultimate compressive resistance and dynamic response of the steel-concrete-steel (SCS) sandwich walls with novel J-hook connectors by the means of theoretical analysis, finite element analysis and experiments. This study mainly comprises three sub-objectives, i.e., optimization design of the SCS sandwich walls under pure compression, resistance to explosive loads, and developments of detailed and simplified numerical models to design this type of wall structure under explosion. Firstly, the failure mechanisms of the walls under compression and influences of different parameters on the ultimate resistances are revealed through the experimental and numerical studies on the SCS sandwich walls subjected to compression. The SCS sandwich walls with the optimized parameters are finally proposed. Based on this optimization study, experimental and numerical studies will be carried out on this SCS sandwich walls under explosive loads. These studies will reveal the failure mechanisms and influences of different parameters on the dynamic response of the SCS sandwich wall under explosion. Finally, the detailed and simplified numerical models are developed, and the principles for the determination of the key parameters in the simplified numerical model are proposed. The results of this study develops the key technologies on the ultimate compression resistance and resistance to explosions for this novel type of SCS sandwich shear walls. Meanwhile, the detailed and simplified numerical models are provided. All these contribute to the development of this new technology and improvements on the safety of the high rise building.
本文以采用新型J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙为研究对象,采用理论分析、数值仿真和试验研究相结合的方法,研究该组合墙的抗压及抗爆性能。该研究共包括三方面内容,即双钢板-混凝土组合墙优化设计,抗爆性能研究,及发展精细化与简化数值计算模型为采用该型墙体建筑抗爆设计提供分析方法。首先,通过对该型墙体的极限抗压承载力的试验与数值分析计算,揭示抗压破坏机理,揭示极限抗压承载力与影响参数关系,最终对该型墙体进行优化设计。在该型墙体优化设计基础上,开展爆炸试验及数值模拟,揭示该型墙体在爆炸荷载下的破坏机理,揭示抗爆性能与影响参数之间规律。最终,提出该型墙体精细化与简化数值计算模型,研究简化计算模型关键参数选取问题。预期成果解决了采用J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙抗压极限承载力及抗爆性能关键技术。同时为该型墙体的分析提供精细化与简化数值计算模型. 所有这些将推动该型技术的应用发展并提高高层建筑安全性。
结项摘要
本项目以采用新型J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙为研究对象,从轴压试验研究、冲击荷载及爆炸荷载下的动力响应分析、采用该型墙体的高层建筑结构多尺度模型的建立三个方面,对其抗压性能及抗爆性能展开了系统性的研究。主要研究内容和成果包括:.(1)通过8个墙体的轴心受压试验揭示了该新型墙体破坏模式及受压破坏机理,揭示了受压承载力关键影响参数。最终对该型墙体几何尺寸等进行优化设计。.(2)开展了10片新型J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙落锤冲击试验,揭示了该新型墙体动荷载作用下破坏机理及冲击荷载作用下动力响应关键影响影响参数。基于LS-DYNA通用有限元软件发展了该型墙体的精细化数值分析模型,并采用试验数据对模型精确性进行验证。最终,提出该型墙体精细化与简化数值计算模型,研究了该新型墙体抗爆性能关键影响参数。研究成果解决了采用J钩型栓钉的双钢板-混凝土组合墙抗压极限承载力及抗爆性能关键技术。研究结果表明该型墙体的抗爆性能较好,J型钩能够有效防止组合墙在冲击荷载下的局部破坏。.(3)基于多尺度建模方法,建立了采用该型墙体的高层建筑结构数值模型并对其抗爆性能进行了初步分析。研究表明,使用该型墙体能够有效减小剪力墙在爆炸荷载下的损伤程度以及周边结构柱的响应。.依托该研究项目,项目负责人共发表一作/通讯SCI检索学术论文19篇,中文EI论文1篇,获得实用新型专利2项,获批发明专利1项(刚批复),发表会议论文1篇。
项目成果
期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
Shear Behavior of Headed Stud Connectors at Low Temperatures Relevant to the Arctic Environment
与北极环境相关的低温下带头螺柱连接器的剪切行为
- DOI:10.1061/(asce)st.1943-541x.0002149
- 发表时间:2018-09
- 期刊:Journal of Structural Engineering
- 影响因子:4.1
- 作者:Yan Jia-Bao;Xie Jian
- 通讯作者:Xie Jian
Compressive behaviours of steel-concrete-steel sandwich walls with J-hooks at low temperatures
J型钩钢-混凝土-钢夹芯墙低温受压性能
- DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.02.116
- 发表时间:2019-05
- 期刊:Construction and Building Materials
- 影响因子:7.4
- 作者:Yan Jia-Bao;Wang Zhe;Wang Tao
- 通讯作者:Wang Tao
Compressive behaviours of double skin composite walls at low temperatures relevant to the arctic environment
与北极环境相关的低温下双层复合墙体的压缩行为
- DOI:10.1016/j.tws.2019.03.047
- 发表时间:2019-07
- 期刊:Thin-Walled Structures
- 影响因子:6.4
- 作者:Yan Jia Bao;Wang Zhe;Xie Jian
- 通讯作者:Xie Jian
Seismic behaviours of SCS sandwich shear walls using J-hook connectors
使用 J 型钩连接件的 SCS 夹层剪力墙的抗震性能
- DOI:10.1016/j.tws.2019.106308
- 发表时间:2019-11
- 期刊:Thin-Walled Structures
- 影响因子:6.4
- 作者:Yan Jia-Bao;Yan Yan-Yan;Wang Tao;Li Zhong-Xian
- 通讯作者:Li Zhong-Xian
Experimental and numerical studies on bonded prestressed concrete beams at low temperatures
低温粘结预应力混凝土梁的试验与数值研究
- DOI:10.1016/j.conbuildmat.2018.08.117
- 发表时间:2018
- 期刊:Construction and Building Materials
- 影响因子:7.4
- 作者:Jian Xie;Xueqi Zhao;Jia Bao Yan
- 通讯作者:Jia Bao Yan
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- 发表时间:2020
- 期刊:自然灾害学报
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- 作者:严加宝;张令心;林旭川;王涛
- 通讯作者:王涛
其他文献
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