结构连续倒塌分析研究现状及设计方法综述

对目前国内外结构连续倒塌分析与设计方法的研究现状进行了归纳和比较,指出连续性倒塌分析可分为倒塌风险评估和倒塌仿真两种类型,概述了当今结构抗连续性倒塌的设计方法,并探讨了结构连续倒塌分析的前沿研究,以指导结构设计工作。     

结构抗连续倒塌设计方法评述

首先对目前国外规范中的概念设计法、拉结法、替代荷载路径法和局部抗力设计法等结构抗连续倒塌设计方法进行了比较分析.然后从抗震设计、改进替代荷载路径法、结构鲁棒性以及能量守恒原理等角度,对目前抗倒塌设计方法的研究进展进行了评述,阐明其研究原理、研究现状、成果及优缺点.分析结果表明,敏感性分析方法用于结构抗倒塌设计具有相对优势,但应解决荷载效应组合、构件的重要性顺序以及关键构件和敏感构件的计算方法和分级判断标准等关键问题.     

多层钢框架抗连续性倒塌分析

自1968年英国Ronan Point公寓倒塌事件以来,国外已经对连续倒塌问题进行了四十多年的研究,并编制了相关设计规范;而我国规范目前尚未规定详细抗连续倒塌设计方法。参考美国公共事务管理局编制《联邦办公楼和大型现代建筑连续性倒塌分析和设计指南》（GSA2003）提供的设计方法和流程,利用ABAQUS有限元软件,采用拆除构件法,对一榀钢框架进行了连续倒塌分析,得出此框架满足抗连续倒塌相应要求以及相应的受力特性和位移特点。     

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。     

某中学行政楼大跨度连体结构设计

某中学行政楼为双塔大跨度连体结构,双塔采用框架—剪力墙结构,连体部分采用钢桁架。文中介绍了连体结构设计特点、计算分析和设计准则及采取的相关措施。分析了连接体部分设计特点,连接体楼板在温度、地震作用下应力情况和舒适度情况,以及连体的施工顺序对楼板的受力影响,根据分析结果对连接体楼板采取加强措施。对连接体桁架采取抗震性能设计和抗连续倒塌设计,保证结构的关键构件的安全度。对今后的连体结构设计提供了一定的借鉴意义。     

从汶川地震震害谈建筑结构抗连续倒塌设计方法

在5·12汶川特大地震中,许多建筑物发生了连续倒塌。本文结合该次地震造成的建筑物连续倒塌震害,介绍分析了建筑结构连续倒塌的定义、原因以及抗连续倒塌主要设计方法,并对我国抗连续倒塌设计研究提出建议,为我国深入研究和尽快完善建筑结构抗连续倒塌设计提供参考。     

ABAQUS在结构连续倒塌数值模拟中的应用

以某超限高层结构为例,基于ABAQUS/Explicit方法对结构在地震作用下连续倒塌的数值模拟方法进行了研究,开发了适用于模拟倒塌分析中纤维梁单元的混凝土和钢筋/钢材材料子程序。基于混凝土损伤模型实现模拟墙板壳单元的刚度退化,通过截面点"生死"模拟纤维梁单元失效,并同时考虑倒塌过程中单元的碰撞接触。通过不同幅值的强震记录对结构进行了连续倒塌模拟,从纤维梁单元应力-应变时程曲线、结构整体响应和倒塌过程等方面对结构倒塌性能进行了分析和评估,验证了模拟方法的合理性,为结构进一步的性能设计提供了依据,并为相关研究提供参考和思路。     

钢筋混凝土建筑抗倒塌设计研究

在近年来建筑产业的发展过程中,建筑倒塌问题愈发严重,受到了社会大众广泛的关注。基于此,文章针对钢筋混凝土建筑抗倒塌设计工作展开了详细地分析和研究。     

针对建筑物爆炸袭击的防控方法研究

针对建筑结构的爆炸恐怖袭击已成为人们必须面对的重要课题.由于袭击的不确定性,无法通过常规的设计方法对这种袭击进行抵御.本文通过理论分析与系统总结,认为通过采取对不同建筑采取分类设防、必要的保护措施、抗爆设计和抵抗连续倒塌设计等设计措施,可以阻止或减轻这种袭击造成的危害.     

钢框架结构连续倒塌若干问题探析

简述了钢框架连续倒塌的一般分析方法,并对如何选择关键构件进行了论述,分析了内力重分布情况,探讨了钢支撑和梁柱节点对连续倒塌分析的影响,为今后研究钢结构抗连续倒塌问题提供了参考依据。     

恐怖爆炸下建筑物连续性倒塌研究进展

爆炸袭击是当前恐怖活动中最经常也是危害最大的一种方式,是造成建筑物连续性倒塌的最主要原因。近年来,随着恐怖活动的日益猖獗,建筑物连续性倒塌越来越受到工程界的关注,并已成为一个研究热点。回顾了建筑物连续性倒塌研究的历史,明确了建筑物连续性倒塌的定义、原因及其分析目的与流程。归纳分析了目前连续倒塌分析的几种方法:备用荷载路径法、局部抵抗特殊荷载法、构造设计法以及连续性倒塌仿真,详细阐述了备用荷载路径法。提出了对今后研究方向和难点的思考。     

钢筋混凝土结构抗倒塌规范理解

对国外主要的抗连续倒塌设计规范中相应的抗连续倒塌设计条文进行了总结和比较,并提出我国在研究结构抗连续倒塌能力方面需要解决的问题,从而为我国编制相关规范提供参考.     

火灾下大空间网架结构的抗倒塌分析方法

基于性能化防火设计方法和结构连续性倒塌设计方法,提出性能化抗倒塌分析方法,并通过开发相应的有限元程序模块(FireStru)连接具体的火场模拟结果,实现结构火灾反应计算过程。其中采用的非线性静力分析方法可以进行结构在局部构件破坏后的抗倒塌分析,并判断结构是否倒塌、是否局部倒塌或是否整体倒塌。最后,通过一具体的体育场馆结构进行验证,从而为其在火灾下的结构安全提供科学依据。     

钢筋混凝土框架结构抗震与抗连续倒塌的比较

从钢筋混凝土结构受力机制和倒塌破坏准则两方面,对抗震与抗连续倒塌的区别进行了分析与比较,结果表明：抗倒塌不同于抗震,结构抗震设计的有益作用并不能取代抗倒塌设计。     

基坑环梁支撑结构的连续破坏模拟及冗余度研究

传统的基坑水平支护设计理论是基于构件进行强度设计,没有考虑大面积复杂基坑支护系统的连续破坏问题,对基坑支护体系冗余度的评价方法及冗余度指标等也缺乏针对性研究。以环梁形式的水平支撑体系为典型,设置了不同的环梁支撑平面布置方案,利用离散元软件PFC,通过FISH语言二次开发定义了钢筋混凝土杆件的破坏准则,实现了局部构件破坏时水平支撑结构体系的连续破坏模拟以及整体破坏荷载确定。在此基础上,进一步提出了一种考虑水平支撑设计荷载的冗余度评价指标,并对有、无角撑支撑体系的冗余度进行了定量分析对比,同时表明此指标可以更为直观地体现水平支撑体系在局部破坏的情况下是否能够继续承担设计荷载而不至于发生连续破坏直至整体破坏,具有更明确的理论与实用意义。针对环梁水平支撑体系的研究还表明,对于要求变形和受力尽量均匀的环梁支撑体系来说,在满足刚度均匀的前提条件下合理增加传力路径来提高冗余度尤为重要,否则,不合理地增加传力路径可能反而造成环梁支撑体系的受力和变形更为不利。建议对重要、复杂的基坑水平支撑体系进行冗余度分析及优化,并在施工过程中对关键构件进行重点监测与保护。     

基于GSA指南的RC框架抗连续倒塌的线性静力分析

结构连续倒塌分析是结构抗连续倒塌能力评定和抗连续倒塌设计的基础,已成为当前土木工程界国内外的热点研究领域.结构连续倒塌的分析方法有线性静力分析、非线性静力分析、线性动力分析和非线性动力分析4种.基于设计效率和实用性,本文采用GSA指南的静力线性分析方法,对按我国规范设计的5层钢筋混凝土结构进行连续倒塌分析,选取不同位置拆除承重构件并计算剩余结构破坏情况的性能指标DCR值,最后,根据DCR值考察其抗连续倒塌能力.     

Progressive collapse behavior of rotor‐type diagrid buildings

In this study, the progressive collapse‐resisting capacities of axi‐symmetric or rotor‐type diagrid structural system buildings were evaluated based on arbitrary column removal scenario. For analysis models, 33‐story buildings with cylindrical, convex, concave and gourd shapes were designed, and their nonlinear static and dynamic analysis results were compared. The effect of design variables such as the number of total stories, slope of diagrids and the location of removed members was also investigated. According to the analysis results, the rotor‐type diagrid structures showed sufficient progressive collapse‐resisting capacity regardless of the differences in shapes when a couple of diagrids were removed from the first story. The design parameter such as building height and the slope of the diagrids did not affect the results significantly as long as they were designed to meet the current design code. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

结构抗连续性倒塌设计简介

在简要分析国内外结构物连续性倒塌案例的基础上,介绍了我国相关设计规范中关于结构抗连续性倒塌的设计原则,设计方法,并总结了结构抗连续性倒塌设计的指导思想,以避免结构发生整体性倒塌。     

Proposal of a probabilistic assessment of structural collapse concomitantly subject to earthquake and gas explosion

In recent decades, many public buildings, located in seismic-prone residential areas, had to grapple with abnormal loads against which the structures were unguarded. In this piece of research, an ordinary three dimensional reinforced concrete building is selected as case study. The building is located in an earthquake-prone region; however, it is designed according to seismic building codes. Yet, it is not shielded against abnormal loads, such as blasts. It is assumed that the building suffers a blast load, due to mechanical/thermal installation failure during or after intense seismic oscillations. These two critical incidents are regarded codependent and compatible. So the researchers developed scenarios and tried to assess different probabilities for each scenario and carried out an analysis to ensure if progressive collapse had set in or not. In the first step, two analysis models were used for each scenario; a non-linear dynamic time history analysis and a blast local dynamic analysis. In the second step, having the structural destructions of the first step in view, a pushdown analysis was carried out to determine the severity of progressive collapse and assess building robustness. Finally, the annual probability of structural collapse under simultaneous earthquake and blast loads was estimated and offered.     

结构抗连续倒塌设计分析方法探讨

结构发生连续倒塌将会导致严重的生命和财产损失,造成重大的社会影响,因而日益受到工程设计人员的关注。欧美等国已相继制定了连续倒塌相关的设计规范并提出了相应的设计分析方法,但还不够完善。对现有的结构连续倒塌相关的规范设计及分析方法进行总结和归纳,并指出其中存在的一些问题。提出了在进行多重荷载路径法分析时应通过结构自重的施工模拟来考虑结构初始态的重大影响,以及运用结构动力学理论推导出结构在不同构件失效时间下的动力响应,建议在进行多重荷载动力分析时应考虑不同构件失效时间的影响。最后对动力弹塑性时程分析方法在结构抗连续倒塌设计分析中的应用进行了初步的探讨,阐述了动力弹塑性时程分析的基本方法及其优点和缺点。