现浇楼板对钢筋混凝土框架结构倒塌模式的影响

地震作用下钢筋混凝土框架结构通常呈现弱柱型破坏模式而倒塌。针对其破坏特征,将钢筋混凝土框架结构离散为“板-柱”和“梁-柱-节点”体系,结合块体间碰撞作用的冲量模型,基于离散单元法建立考虑构件间碰撞作用的钢筋混凝土框架结构空间倒塌反应计算机仿真系统,并通过2个框架结构模型的倒塌试验对其进行了验证。利用计算机仿真系统模拟分析了现浇楼板对钢筋混凝土框架结构倒塌模式的影响。结果表明：考虑块体间碰撞作用的框架结构倒塌仿真系统可以真实再现地震作用下框架结构的倒塌过程和废墟堆积情况;考虑楼板影响时,强柱型框架结构可能会出现弱柱型倒塌,局部倒塌型框架结构则可能不倒或呈弱柱型倒塌;框架结构抗震设计或评定中应充分考虑现浇楼板对框架抗震性能的影响。     

钢筋混凝土框架抗连续倒塌的仿真分析

为研究钢筋混凝土框架结构的连续倒塌受力机理,在角柱失效倒塌试验基础上,运用ABAQUS有限元软件对钢筋混凝土框架进行了连续倒塌仿真分析。考虑到角柱失效倒塌过程中地梁和对角区域的构件几乎没有破坏,建模中只在角柱区域建立了钢筋混凝土板;同时考虑到位移加载方式简单而且模型更易收敛,故仿真倒塌全程采用位移控制。通过仿真得到了结构的荷载 位移曲线、框架的位移曲线、钢筋和混凝土应力曲线、破坏形态等,并与试验结果进行对比。结果表明:仿真结果和试验结果基本一致;角柱失效时,框架经历了弹性阶段、塑性铰形成阶段和失效阶段;该仿真能够较好地模拟框架模型连续倒塌的过程,并且能揭示倒塌破坏过程的受力特点。     

钢筋混凝土框架结构房屋的抗连续性倒塌设计

历次地震中,钢筋混凝土框架结构房屋的倒塌造成了严重的人员伤亡。本文针对钢筋混凝土框架结构房屋进行了初步定性分析,以框架结构教学楼为例指出房屋中的关键构件与易损构件重合是导致使结构倒塌的重要原因,为钢筋混凝土框架结构结构的抗震和抗倒塌设计提供了一些建议。     

框架和剪力墙的抗震设计

框架和框架-剪力墙结构是多层和高层建筑最常用的结构体系。唐山地震中钢筋混凝土房屋遭受不同程度破坏,包括一些框架结构全部倒塌,从而对如何提高钢筋混凝土结构抗震性能提出课题。七十年代初期结合高层装配式框架结构的兴建,进行装配式框     

结构抗连续倒塌试验方法研究

结构抗连续倒塌试验是认识结构连续倒塌性能和特点的重要基础。分析和比较了平面框架和空间框架两类试验模型的特点,讨论了钢筋混凝土框架结构、钢框架结构和网架等大跨空间结构抗连续倒塌试验的初始失效构件模拟、加载方案、加载制度、构件失效准则和连续倒塌破坏准则。     

平面框架连续性倒塌的全过程模拟

基于杆端多弹簧的思想,运用离散单元法对钢筋混凝土框架结构搭建连续性倒塌分析模型,引入适用于任意加载路径的弹簧恢复力滞回模型,考虑了轴向弹簧与剪切弹簧的耦合效应,建立了合理的弹簧破坏准则,并对单元失效后的接触碰撞进行了有效的处理,在此基础上编制了平面框架结构连续性倒塌的计算机仿真程序。算例表明,本文开发的程序可以较为逼真地反映钢筋混凝土框架结构的倒塌破坏全过程。     

一个月内发生两起框架结构倒塌事故

一个月内发生两起框架结构倒塌事故今年６月连续发生两起多层钢筋混凝土框架结构房屋倒塌事故。其一：１９９４年６月４日早晨７时２０分左右，深圳市龙岗区龙岗镇一栋５层（局部６层）钢筋混凝土框架结构宿舍楼（底层是仓库）突然整体倒塌，造成１１人死亡，２６人受伤。...     

钢筋混凝土框架房屋震害预测方法

本文在分析总结钢筋混凝土框架结构弹塑性反应的特点和规律、抗震能力评定方法、以及框架房屋不同破坏状态的变形指标等问题的基础上,提出了钢筋混凝土框架房屋震害预测方法。并编制了计算机程序。     

RC平面及空间框架抗倒塌能力OpenSees对比分析

对已有平面及空间框架抗倒塌试验进行了OpenSees非线性静力抗倒塌数值模拟与验证。在此基础上设计了一个6层钢筋混凝土空间框架,进行一榀横向、一榀纵向平面框架和该空间框架非线性静力Pushdown分析,考察不同抽柱工况下平面与空间框架倒塌抗力关系。试验及数值模拟表明,空间框架倒塌抗力均高于平面框架。数值模拟还表明,空间框架结构抗力小于对应纵、横向平面框架结构抗力之和。     

钢筋混凝土平面框架连续性倒塌的仿真分析

采用基于离散单元开发的仿真程序CSPF1.0对一榀模拟底层中柱失效的连续倒塌试验框架进行了计算分析,所得到的中柱荷载-位移曲线与试验曲线吻合较好,说明了仿真程序用于大位移大变形下的钢筋混凝土框架结构分析的可靠性。在此基础上,进一步加大竖向荷载对试验中未获得的连续性倒塌全过程进行了模拟。仿真结果与已有试验现象相符且对最终的倒塌过程给出了合理的预期,从而表明CSPF1.0程序能够较好地用于包括单元不连续及接触碰撞在内的连续性倒塌全过程的模拟。     

Numerical simulation and analysis for collapse responses of RC frame structures under earthquake

In this paper, a discrete element model for collapse simulation of RC frame structure is constructed by discretizing the structure into a few elements and spring groups. This model introduces special hysteretic models of connected springs for arbitrary loading path and also takes into account reasonable failure criteria for springs considering coupling effect of shear and axial force. Based on the discrete element model, a computer program is developed to simulate the whole process of RC frame structures from initial state to collapse under earthquakes. Particularly, the contact-impact problem between discrete elements has been treated with effective measures. Then, the program is employed to study the collapse mechanism of a real building in Wenchuan earthquake-hit area; the result of which shows that the simulation program developed based on the new model can realistically simulate the seismic collapse process of RC frame structures.     

Numerical simulation and analysis for collapse responses of RC frame structures under earthquake

In this paper, a discrete element model for collapse simulation of RC frame structure is constructed by discretizing the structure into a few elements and spring groups. This model introduces special hysteretic models of connected springs for arbitrary loading path and also takes into account reasonable failure criteria for springs considering coupling effect of shear and axial force. Based on the discrete element model, a computer program is developed to simulate the whole process of RC frame structures from initial state to collapse under earthquakes. Particularly, the contact-impact problem between discrete elements has been treated with effective measures. Then, the program is employed to study the collapse mechanism of a real building in Wenchuan earthquake-hit area; the result of which shows that the simulation program developed based on the new model can realistically simulate the seismic collapse process of RC frame structures.     

框架结构不同倒塌模式的数值模拟与分析

基于离散单元法和杆端多弹簧模型的思想,引入适用于任意加载路径的弹簧恢复力模型,考虑混凝土轴向弹簧与截面剪切弹簧的耦合效应,建立了合理的弹簧破坏准则,并对单元失效后的碰撞问题进行了有效的处理,在此基础上开发了能够模拟强震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌全过程的计算机仿真程序CSPF 1.0。以汶川地震灾区一实际建筑为例,利用CSPF 1.0程序模拟了地震作用下该结构响应的全过程,得到了该结构可能产生的强梁弱柱型倒塌模式。另外在增大原结构的柱截面尺寸及配筋的基础上,程序进一步模拟了强柱弱梁型的倒塌模式。通过对仿真结果的论述和分析,说明了程序CSPF1.0的可靠性和离散单元法在钢筋混凝土框架结构倒塌分析中的可行性,并在一定程度上揭示了框架结构的破坏机理和倒塌机制。     

楼板对RC框架结构抗连续倒塌性能的影响

楼板作为框架结构的重要组成构件,在结构抗连续倒塌中有重要作用。采用有限元ABAQUS非线性拟静力分析法,模拟两层2×1跨框架结构长边中柱失效以后结构连续倒塌的反应,对比分析考虑与不考虑楼板作用时,RC框架结构连续倒塌的情形,研究楼板对RC框架结构连续倒塌的影响。结果表明:楼板可以显著改善结构的刚度,提高结构的整体性,并延缓梁的铰链出现,提高结构的抗连续倒塌性能。     

填充墙RC框架结构抗连续性倒塌性能数值模拟研究

为研究填充墙钢筋混凝土（RC）框架的抗连续性倒塌性能,对其进行了数值模拟研究。基于LS-DYNA软件,建立了填充墙RC框架的连续性倒塌分析的精细化有限元模型。模型中采用连续面盖帽模型模拟砖砌体,采用接触算法模拟砂浆。通过对4榀1/4缩尺的RC框架（两榀纯框架和两榀带填充墙框架）的Pushdown试验结果进行模拟分析,验证了有限元模型的精度,并分析了填充墙厚度和砌体强度对RC框架抗连续性倒塌性能的影响。分析结果表明：在所有失柱工况中,失去中柱的填充墙RC框架抗连续性倒塌的峰值荷载最大,填充墙对失去中柱的RC框架的提高作用有限;在移除角柱工况下,填充墙RC框架的抗连续性倒塌峰值荷载最小,填充墙对失去角柱的RC框架的提高作用显著。填充墙厚度比砌体强度对RC框架抗连续性倒塌峰值荷载的提升作用影响更为显著。     

Experimental and modeling study on the progressive collapse resistance of a reinforced concrete frame structure under a middle column removal scenario

A reinforced concrete (RC) frame structure is one of the widely used structural system. A localized damage caused by extreme events may lead to progressive collapse of entire structures. In this paper, progressive collapse test of three 1/3‐scaled reinforced concrete frame, including a single‐story without a slab, single‐story with a slab, and double‐story with slabs, are reported. Experimental results show that the progressive collapse process of RC frame consisted of five stages: an elastic stage, yield stage, beam mechanism stage, transient stage and catenary stage. The reinforced concrete slabs contribute to large progressive collapse resistance force compared with the specimen without slab. Furthermore, validation of the test results by using a refined solid finite element model was established. The effect of extensive parameters, including slab thickness, beam section height, seismic design intensity, and so forth, on the progressive collapse performance of RC frame structures was simulated as well. The simulation results indicated that the collapse resistance of RC structures was substantially improved with the increased of the slab thickness and seismic design intensity. Finally, a simplified model is proposed in accordance with experimental and numerical results to calculate the collapse resistance of RC frame structures.     

机械铰的量化准则及其在倒塌分析中的应用

为了评估建筑结构的抗倒塌能力,在机械铰理论的基础上,提出了机械铰的量化准则,进行了框架节点的数值模拟,并与节点的试验结果进行对比和验证,最后建立了基于机械铰的结构倒塌判定准则,并对某二层钢筋混凝土框架结构进行了倒塌分析。研究结果表明,相比于塑性铰的倒塌判定准则,基于机械铰的倒塌判定准则更接近于结构的真实倒塌极限,可以更真实地模拟结构的抗倒塌能力。     

钢支撑滞回模型及防倒塌加固效果分析

提出了一个基于18参数的钢支撑滞回模型,可准确模拟普通钢支撑的滞回行为.以一典型RC框架教学楼的钢支撑加固为例,通过推覆分析和基于动力增量分析(IDA)的倒塌易损性分析,研究了普通钢支撑加固的效果.