基于整体可靠度的钢框架连续倒塌状态评估及性能设计对策

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基本信息

  • 批准号:
    51678476
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0804.结构工程
  • 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

Through theoretical analysis, model test and numerical simulation, the limit state equation for progressive collapse of steel frame with structural resistance, as the main control parameter, is established by alternate load path method, based on the full study on the performance of anti-collapse mechanism. Then, combined with the performance objectives, the robustness index system for progressive collapse of steel frame is built by means of multi-parameter analysis. Based on the overall reliability theory, the collapse failure structural model including multi-level uncertainty parameters and corresponding probability distribution functions is constructed through the damage analysis and collapse risk evaluation. After that, the collapse failure probability of structure and the reliability index system with ability oriented are obtained, which could be used for quantitative state evaluation of structural performance. From the expression of demand and capacity factor based on the overall reliability, the capacity spectrum relationships between overall structure, anti-collapse substructure and individual components are established. So, the key design parameters influenced on the progressive collapse resistance of steel frame could be determined, and the corresponding design method of performance is put forward. This project provides theoretical and experimental basis for state evaluation and performance design for progressive collapse of steel frame. And it is beneficial supplement for structural reliability theory, also the important reference of progressive collapse limit state (the third limit states) on the application to the relevant design standards, which has good scientific significance and application value.
以钢框架为研究对象,通过理论分析、模型试验和数值模拟,采用备用荷载路径方法,在充分研究抗倒塌机制性能的基础上,构建以结构抗力为主要控制参数的结构连续倒塌极限状态方程,通过多参数分析并结合状态性能目标,建立钢框架连续倒塌的鲁棒性指标体系;基于整体可靠度理论,通过损伤分析及倒塌风险评估,构建基于多层次不确定性指标参数及相应概率分布函数的结构倒塌失效模型,获得结构的倒塌失效概率,并建立以能力需求为导向的可靠性指标体系,定量评价结构的性能状态;采用基于整体可靠度的需求能力系数表达式,建立整体结构、抗倒塌子结构、单个构件的能力谱关系,确定影响钢框架抗连续倒塌能力的关键设计参数,提出相应的性能设计方法。本项目为钢框架连续倒塌的状态评估及性能设计提供理论和试验依据,是对当前结构可靠度理论的有益补充,为第三种极限状态——连续倒塌极限状态在相关设计标准中的应用提供重要借鉴,具有很好的科学意义和应用价值。

结项摘要

连续倒塌是指由于意外事件造成结构的局部破坏,并引起连锁反应向结构 其它部分扩散,造成和结构初始破坏范围不成比例的破坏,甚至导致建筑物的大范围坍塌。连续倒塌所具有的非比例倒塌特点往往伴随着严重的生命财产损失。.(1)通过理论分析构建了双跨组合梁在集中荷载作用下的非线性力学模型,详细分析了其在连续倒塌过程中5个不同性态阶段(弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、过渡阶段及悬链线阶段)的抗力转换机理,初步建立了以结构抗力为主要控制参数的结构连续倒塌极限状态方程,实现了对平面钢框架连续倒塌性能的完整力学描述。.(2)对不同连接形式的组合梁-柱子结构进行了共计15个试件的连续倒塌试验研究,在考虑非线性、大变形、钢材断裂、材料损伤等分析难点后,采用ABAQUS/Explicit显式动力准静态方法构建了试件模型的精细化数值模型和多尺度数值模型,对影响结构抗连续倒塌能力的性能指标逐一进行分析,得到其影响规律后提出了相应的结构设计方法和性能提升对策。.(3)通过构建不同刚度的梁柱节点简化模型,定量描述了结构抗力和构件抗力之间的关系规律,从而实现了对局部构件受损后结构的鲁棒性评价。.(4)结合通用的可靠度理论计算公式及数值分析方法,以按规范设计的空间钢框架结构作为研究对象,进行了地震作用下结构的连续倒塌可靠度分析,构建了地震作用下的结构倒塌失效模型,获得了结构的倒塌失效概率和对应的可靠度指标,定量评价了结构的性能状态。.本项目基本完成了预期研究目标。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(6)
专利数量(15)
Numerical study on the anti-progressive collapse performance of steel frame-steel plate shear wall structures
钢框架-钢板剪力墙结构抗连续倒塌性能数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.jobe.2020.102049
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Journal of Building Engineering
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Bao Meng;Jiping Hao;Weihui Zhong
  • 通讯作者:
    Weihui Zhong
Improved steel frame performance against progressive collapse with infill panels
使用填充板提高钢框架的性能,防止逐渐倒塌
  • DOI:
    10.1016/j.jcsr.2019.03.022
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Journal of Constructional Steel Research
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Bao Meng;Weihui Zhong;Jiping Hao;Zheng Tan
  • 通讯作者:
    Zheng Tan
Performance of different stiffness connections against progressive collapse
不同刚度连接抗连续倒塌的性能
  • DOI:
    10.1016/j.jcsr.2017.04.021
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Journal of Constructional Steel Research
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Weihui Zhong;Bao Meng;Jiping Hao
  • 通讯作者:
    Jiping Hao
基于纤维模型的顶底角钢腹板双链接组合梁柱子结构抗倒塌机理分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟炜辉;郑玉辉;谭政;孟宝
  • 通讯作者:
    孟宝
不同跨度比组合梁柱子结构抗倒塌性能试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    建筑结构学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钟炜辉;谭政;宋晓燕;孟宝
  • 通讯作者:
    孟宝

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  • 发表时间:
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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

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          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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