T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构体系损伤控制与性能设计方法研究

基本信息
批准号:51778042
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:王萌
学科分类:
依托单位:北京交通大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱力,程志宝,孙新阳,王亚,钱凤霞,王鑫,毕鹏,柯小刚
关键词:
低屈服点钢板剪力墙结构体系损伤控制性能设计方法统一等效恢复力模型T型加劲肋
结项摘要

Owing to the development of high-rise buildings and the disaster situations of frequent strong earthquakes, it is quite urgent to put forward a new type of steel structure system with high material efficiency and excellent seismic performance. T-rib stiffened low yield point steel plate shear wall structure, with combining high-performance material and high-performance structure, and also combining bearing member and the energy dissipation element, provides a high-quality solution to satisfy the aforementioned requirements. Based on the research results from the first stage of Youth Fund (material and component level), this project explores the performance design method of this innovative structure (system level): ① Complete experiments of T-rib stiffened low yield point steel plate shear wall structure system with different stiffened arrangements and various connection methods; ② Establish a calculating method and an approach for correcting the hysteretic behavior of the bolted connection between infill plate and boundary frame to achieve seismic replaceable structure; ③ Propose a unified equivalent restoring force model of low yield point steel plate shear wall with different stiffened arrangements and various connection methods, and then develop a corresponding calculation program (URFP) for seismic analysis of the overall structure with considering both computational accuracy and efficiency; ④ Conduct the failure prediction and damage mechanism analysis of T-rib stiffened low yield point steel plate shear wall structure system; ⑤ Put forward a performance-based seismic design method of T-rib stiffened low yield point steel plate shear wall structure system considering damage control mechanism, which provides an important theoretical basis for engineering practice and design specification.

基于高层和超高层建筑的迅速发展以及强烈地震频发的灾难现状,发展高效、高抗震性能的新型钢结构体系及其设计方法十分迫切。提出的“高性能材料与高性能结构相结合,承重构件与耗能元件相结合”的T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构为此提供了优质解决方案。本课题在第一阶段青年基金成果(材料、构件层次)基础上,本阶段重点研究该创新结构体系的损伤控制及性能设计方法(体系层次):①拟完成不同加劲构造及连接形式的T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构体系试验;②提出内嵌钢板-边缘框架螺栓连接计算方法及滞回性能修正模型,实现震后可恢复功能;③提出适用于不同加劲构造及连接形式的钢板剪力墙统一等效恢复力模型,开发计算程序(URFP),发展兼顾计算精度和效率的体系抗震分析手段;④开展该结构体系的破坏预测及损伤机理研究;⑤建立T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构体系基于损伤控制的性能设计方法,为工程应用及相关规程修编提供重要理论依据。

项目摘要

基于高层和超高层建筑的迅速发展对高性能钢结构体系的迫切需求以及强烈地震频发的灾难现状,将“高性能材料与高性能结构相结合,承重构件与耗能元件相结合”,提出一种高效、高抗震性能解决方案-T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构体系。本研究提出了加劲钢板剪力墙及低屈服点钢板剪力墙结构体系受力全过程数值预测方法,并采用试验进行充分验证;针对不同加劲构造及连接形式的T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构,全面开展了受力性能、滞回特征、承载力退化、损伤行为、破坏模式等研究工作,为T型肋加劲低屈服点钢板剪力墙结构设计提供重要依据;提出了适用于不同构造、不同参数的钢板剪力墙结构统一等效恢复力理论模型,并利用有限元软件开发计算程序,提高数值计算效率并兼顾计算精度,为结构体系的抗震分析提供有力工具;结合静力、动力弹塑性分析方法,开展了低屈服点钢板剪力墙结构体系协同工作机理研究,通过易损性分析结果评判不同参数对结构体系抗震性能的影响,充分证明低屈服点钢板剪力墙是具有多道抗震防线的结构体系,并提出了低屈服点钢板剪力墙结构体系抗震设计方法及建议;开展了带低屈服点钢盖板连接组件的钢框架节点拟静力试验,为研发新型装配式低屈服点钢板剪力墙结构体系提供必要依据。本项目的研究成果为提高钢板剪力墙整体结构体系计算分析的精度和效率提供优质解决方案,为低屈服点钢板剪力墙结构体系的工程推广应用提供科学依据,同时也为中国工程建设标准化协会标准《低屈服点钢应用技术规程》中低屈服点钢板剪力墙章节提供重要理论支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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