局部爆炸作用下混凝土框架结构抗连续倒塌设计

采用替代路径法对按我国规范设计的钢筋混凝土框架结构进行局部爆炸作用下抗连续倒塌设计验算和再设计.竖向构件移除位置、荷载组合、构件失效准则以及结构破坏范围限值均参考美国<结构抗连续倒塌设计>(UFC4-023-03)中的规定,改进了其中的构件塑性铰模型,采用条分法得到了纯弯和压弯构件塑性铰的荷载-变形全过程,以合理描述构件受力性能.研究发现,常规设计难以保证结构在局部爆炸作用下不发生连续倒塌.随后进行了参数研究,以认识重要参数对结构抗连续倒塌性能的影响.结果表明,减少柱距后结构抗连续倒塌性能提高明显,而提高结构抗震设防烈度的方法效果不明显,增加结构层数则会削弱结构的抗连续倒塌能力.在此基础上给出了三个抗连续倒塌设计方案并进行了经济性比较.比较表明,同时提高结构的冗余度和构件的承载力具有较好的经济性.     

国外规范中抗倒塌设计方法与评价

我国结构设计规范中目前缺乏建筑抗连续倒塌设计方法,为此,简单介绍了国外几本规范(欧洲Eurocode1.7、英国British Standard、美国GSA 2003和DoD 2005)中抗连续倒塌设计思想和方法,对规范中的概念设计措施、拉结强度法、替代荷载传递路径法以及关键构件设计法进行了评述,指出这些方法存在的一些不足。最后,对在我国开展相关研究给出了建议。     

福州海峡国际会展中心抗连续倒塌分析

以福州海峡国际会展中心主体结构为工程背景,对其进行抗连续性倒塌分析。基于应变能的分析原理,采用拆除构件法对主体结构进行响应分析,确定对结构承载力影响最大的关键性构件。采用变换荷载路径法对移除关键构件的残余结构进行抗连续性倒塌分析。结果表明,移除关键构件后结构竖向挠度超过设计限值,结构失去正常使用功能,但构件应力比均未超限且移除的影响局限在其受力范围内,所以结构具有良好的抗连续性倒塌能力。     

结构抗连续倒塌设计方法的研究

由于爆炸、恐怖袭击等事件导致结构连续性倒塌事故频繁发生,建筑结构抗连续倒塌研究日益受到土木工程界的关注。本文介绍了连续倒塌的评价准则和荷载组合方式,并且对各国规范的设计方法进行总结。介绍了概念设计法、拉结构件法、拆除构件法和关键构件法的原理、特点及其适用范围,并对这几种设计方法进行比较,最后,提出了其他国家的设计方法应用于我国工程需要研究和注意的问题。     

基于备用荷载路径法的核心筒悬挂钢结构连续倒塌研究

为了研究核心筒悬挂钢结构在施工过程中的抗连续倒塌性能,采用备用荷载路径法,运用MIDAS Gen软件对浦东新区黄浦江沿岸E8单元E17-4商业办公楼项目进行了连续倒塌分析研究,从结构模型中移除选定的关键受力构件,模拟结构施工过程中构件因偶然荷载的瞬间失效,通过计算结构在构件拆除后剩余结构的内力和变形,研究悬挂钢结构的倒塌机制并对其进行连续倒塌风险评估.结果 表明:核心筒悬挂钢结构具有一定的抗连续倒塌能力,当失效1根关键构件时结构仍处于安全状态;当同时失效2根关键构件时结构接近倒塌风险,建议采取额外的设计加强措施.     

钢筋混凝土框架结构连续倒塌的竖向非线性动力分析

结构的连续倒塌分析（PCA）是结构抗连续倒塌能力定量评定和抗连续倒塌设计的基础,已成为当前国内外土木工程界的热点研究领域。本文基于备用荷载路径原理,采用考虑构件失效时长的竖向非线性动力分析方法,对钢筋混凝土平面框架结构进行了竖向连续倒塌分析,根据损伤结构的反应判断剩余结构能否抵抗连续倒塌,分析中考虑了将同一轴线不同楼层的框架柱逐根移除和将同一轴线所有楼层的框架柱同时移除这两种情况对结构倒塌失效模式的影响,探讨了失效时长对结构动力响应的影响,发现构件失效时长对剩余结构的响应有重大影响。研究表明,竖向非线性动力分析方法是结构抗连续倒塌设计与抗连续倒塌能力分析的一种有效方法。     

基于拆除构件法的建筑结构抗连续倒塌研究进展

连续倒塌一旦发生就会造成严重的人员伤亡和经济损失。因此,研究结构在遭受意外荷载时跨越局部破坏区域的抗连续倒塌性能具有重要意义。作为连续倒塌分析和抗连续倒塌设计的重要研究方法,拆除构件法既能较好地评价结构的抗连续倒塌性能,又能有效地提高结构的抗连续倒塌能力。为进一步提高拆除构件法的计算精度和效率,本文首先阐述了连续倒塌破坏机理和拆除构件法基本原理,在此基础上,重点分析了计算模型和计算方法对拆除构件法计算精度和效率的影响,最后指出了目前研究中存在的不足及今后研究中应加强的内容。     

单跨门式刚架抗连续性倒塌设计研究

单跨门式刚架在偶然荷载作用下局部构件(梁或柱)失效引起整体结构的连续性倒塌具有突发性、不可预测性等特点,并且所造成的破坏性强、危害性大、影响深远,在设计中应引起足够重视。以"备用荷载路径法"为指导,利用数值分析方法研究了结构倒塌,并以一典型物流类单跨门式刚架为例,采用通用有限元分析软件ANSYS对结构进行弹塑性静力分析,深入地认识结构的倒塌过程及荷载-位移变化特征。最后基于"二次传力路径法"的设计思想,通过增加冗余构件和增设备用传力路径,提出了门式刚架纵向加强抗倒塌解决方案,并通过方案比选,得到简单易行、合理有效、经济适用的最优方案。     

大跨度钢结构抗连续倒塌动力分析关键问题研究

对大跨度钢结构抗连续倒塌动力分析中的关键问题进行研究,运用等效荷载瞬时卸载法对结构进行抗连续倒塌的动力分析,并借鉴美国规范对等效荷载提出取值方法建议。分析表明,应用等效荷载瞬时卸载法分析结构抗连续倒塌的精度主要取决于加载的时程曲线。根据动力学知识推导出求解结构关键构件失效前等效荷载最小作用时间的计算式,并与实际工程算例进行比较,其结果吻合较好。同时通过有限元数值分析,提出等效荷载卸载的最长时间为构件失效后模型的第1阶竖向自振周期的1/10。通过实际工程算例介绍抗连续倒塌动力分析的承载力和变形判定准则,分析在关键构件失效瞬间结构的应力比和变形能否满足设计要求。结果表明,应用等效荷载瞬时卸载法模拟大跨度钢结构关键构件失效后的受力和变形情况可行,与静力法相互补充可对大跨度钢结构进行抗连续倒塌分析。     

钢框架结构抗连续倒塌设计方法研究进展

近年来,频繁发生的一系列建筑物连续倒塌事件,造成了重大的人员伤亡和巨大的经济损失,增强结构抗连续倒塌能力的分析研究具有重要意义.针对国内外钢框架结构的抗连续倒塌设计方法的研究进展进行了综述,分析了概念设计法、拉接强度设计法、拆除构件法以及关键构件法的特点和不足之处,并对拆除构件法的分析步骤及改进措施进行了分析,以期为钢框架抗连续倒塌的工程应用提供参考.