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。     

彭山体育馆抗连续倒塌性能研究

彭山体育馆作为大型公共活动场所,甚至生命线工程,一旦发生连续倒塌事件,将会造成大量的人员伤亡。目前,结构抗连续倒塌的研究集中于框架结构体系,为研究彭山体育馆抗连续倒塌的影响因素及其破坏机理,提出适宜的措施以避免连续倒塌的发生。阐述结构抗连续倒塌的分析方法,明确关键柱部位,模拟关键柱失效后结构的动力效应,提出适宜的抗连续倒塌措施。结果表明:提高材料的失效应变或增设支撑均可以明显提高结构的抗连续倒塌性能,由于材料失效应变与诸多因素相关,为安全起见,可采用增设支撑法以提高结构抗连续倒塌性能。     

混凝土框架结构抗连续倒塌性能研究

混凝土框架结构在服役期间遭遇极端灾害作用时,会由于支撑构件失效而发生连续性倒塌。以某医院的门诊大楼为研究对象,采用ABAQUS,建立该混凝土框架结构的有限元模型,并开展其抗连续倒塌分析。通过对支撑柱失效时间、柱失效位置,以及倒塌过程中结构的位移响应和弯矩演变过程进行研究,发现底层中柱失效时,框架结构相邻两侧的梁可通过悬链线拉结作用抵抗结构倒塌。而结构顶层角柱失效时,由于周边约束较小,框架结构易发生连续倒塌。     

超长复杂隔震结构抗连续倒塌性能分析

以某医院的超长复杂隔震结构为工程背景,对超长复杂隔震结构进行了抗连续倒塌研究。运用非线性有限元软件建立考虑楼板作用的精细三维模型和未考虑楼板作用的简化三维模型,通过非线性动力拆除构件法对两种模型进行了分析,对比两种模型的抗倒塌能力。结果表明：该超长复杂隔震结构仅拆除1根柱时,结构未发生连续倒塌,且角柱对该隔震结构的连续倒塌影响较大|拆除2根柱时,未考虑楼板作用的简化三维模型发生了连续倒塌,而考虑楼板作用的精细三维模型未发生连续倒塌。因此,不考虑楼板作用的简化三维模型计算结果会偏于保守,进行结构抗连续倒塌时需考虑楼板的影响。     

钢框架—组合楼板体系抗连续倒塌性能研究

通过将一足尺两层2×2空间钢框架结构底层边跨中柱突然拉倒进行抗连续倒塌试验研究,采用了实体单元和壳单元相结合的建模方式,对试验框架进行了非线性动力有限元分析,试验结果和有限元分析结果表明:关键柱失效后,组合楼板可提供可靠拉结并形成新的荷载传递路径。     

RC框架结构抗连续倒塌分析

参考美国规范,运用拆除构件法,基于SAP2000通用有限元软件．对一按照我国现行规范设计的RC框架结构进行抗连续性倒塌分析,分析了移除失效柱后,剩余框架柱柱轴力的变化趋势,对比分析了柱失效位置对结构抗连续性倒塌性能的影响,并研究了层高对结构抗连续性倒塌性能的影响．得出在不考虑地震荷栽作用时：角柱失效对结构影响最大;柱失效后,剩余结构的内力重分配只集中在失效跨内,失效点上方柱基本失去支撑作用;层高对结构抗连续性倒塌性能影响较小,建议结构层高取值在3．6m～4．2m之间。     

基于ABAQUS某RC框架结构抗连续倒塌性能分析

为了研究RC框架结构的抗连续性倒塌性能,以12层框架结构为例,采用ABAQUS有限元分析软件建立整体纤维模型,通过4种失效模式下结构的加速度响应、位移响应及抗连续性倒塌承载力方面综合对比分析,探讨RC框架结构的整体抗连续性倒塌性能。结果表明：4种工况下RC框架结构的竖向位移影响范围均随楼层的增高而增大;结构高层部位加速度脉冲效应较大但影响持时较短,低层部位加速度响应脉冲效应较小但影响持时较长;不同失效工况下RC框架结构均经过稳定变形、失稳和倒塌3个阶段;影响RC框架结构抗连续性倒塌性能的主要因素为首层中柱失效工况,并在此基础上提出通过减小中部柱距、增加中柱截面尺寸、增加中柱赘余传力途径等措施来提高RC框架结构的整体抗连续性倒塌性能。     

超高层框架-核心筒结构抗连续倒塌性能分析

利用ETABS有限元软件对某232 m超高层建筑进行抗连续倒塌性能分析,采用非线性静力和非线性动力拆除构件对结构进行连续倒塌分析,并比较两种方法下拆除构件的弯矩值和位移值。分析结果表明,使用非线性静力分析时,拆除角柱的最大塑性转角θ=2.41°,短边中柱最大塑性转角θ=2.16°,长边中柱最大塑性转角θ=0.73°,都没有达到最大塑性转角的限值;使用非线性动力分析,拆除角柱的最大位移为58.322 mm,拆除短边中柱最大位移为51.254 mm,长边中柱最大位移为45.026 mm,均未达到构件破坏的最大位移值。     

山地典型掉层框架结构抗连续倒塌性能分析

山地结构的受力性能与普通结构有显著差别.基于LS-DYNA的截面纤维模型,通过与一榀4跨3层平面框架在移除中柱后的拟静力倒塌试验结果进行对比,验证了纤维模型的合理性.采用拆除构件法中的非线性动力法对普通框架结构和掉层层数、掉层跨数各不相同的掉层框架结构共6个算例进行了抗连续倒塌性能分析,研究普通框架结构与掉层框架结构抗...     

钢桁架结构体系的防连续倒塌性能分析

以实际项目为例,对某钢桁架结构体系采用拆除构件法和局部加强法进行了防连续倒塌性能分析(软件采用Midas GEN),结果表明此钢桁架结构体系的防连续倒塌性能较好,但对于钢桁架结构体系中的关键构件仍需在施工图阶段通过加大构件截面,使其应力比不大于1.0,总体来说此钢桁架结构体系的防连续倒塌设计能够满足规范要求。     

多层组合钢框架建筑的三维非线性动力连续性倒塌分析——参数研究

采用3维有限元模型进行多层组合钢框架建筑的连续性倒塌分析。当柱突然倒塌时,该模型可以反映多层建筑的整体3维性能。基于该模型,用于分析不同材料的结构性能的参数:结构钢的强度,混凝土的强度和钢筋网格尺寸。通过参数分析,给出延缓连续性倒塌的设计措施。     

空间网架结构的连续倒塌分析

在偶然荷载作用下,结构的局部构件可能发生初始破坏从而导致结构的连续性倒塌。文章基于有限元软件LSDYNA,采用变换荷载路径法对空间网架结构破坏后的倒塌进行了力学分析和仿真,并且分析讨论了结构的关键构件。模拟结果表明增大关键构件的截面及提高材料的失效应变,可显著提高空间网架结构的抗连续倒塌能力,将有可能避免结构倒塌。     

基础隔震结构连续性倒塌的非线性动力分析

基于备用荷载路径法,以基础隔震结构体系为研究对象,采用非线性动力分析方法分别对底层框架柱和隔震支座意外失效时剩余结构连续倒塌情况进行分析。同时,根据性能化设计评估方法 FEMA356中塑性铰力与位移关系曲线提出了反映受损结构抗倒塌性能的评价指标。研究表明,利用结构性能化指标可以较为准确地评判剩余结构的连续倒塌形态;且隔震支座失效对剩余结构造成的影响弱于底层框架柱失效所造成影响,但两种失效情况所引起剩余结构的响应趋势是一致的。     

大板结构连续倒坍问题的初步分析

在设计任何结构中,均需考虑防止由意外荷载引起的连续倒坍问题。此点在大板结构中尤为突出。大板结构的整体结构性能与接点必须考虑在结构有局部破坏情况下,能够维持平衡。亦即在当其中个别构件破损后,并容许较大变形的情况下,结构能产生新的传力路线,避免发生连续倒坍。本文根据近年在北京常用的小开间大板住宅的节点、圈梁及整体性能,在设计上进行有关防止连续倒坍问题的探讨。     

RC空间框架连续性倒塌数值分析

为研究楼板厚度和柱距对RC空间框架连续性倒塌性能的影响,基于现有试验建立数值模型并验证其正确性.随后考虑三种楼板厚度和柱距,共建立9个数值模型进行分析,得到了结构的应力分布情况、荷载-位移曲线,以及侧向位移和极限应变.结果表明,适当增加板厚或者减小失效柱与邻柱的间距可以增大结构承载力,使失效模式从悬链线机制转变为梁机制,有利于防止连续性倒塌.     

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。     

滨海图书馆整体结构抗连续倒塌分析

滨海图书馆位于天津滨海新区文化中心,为大跨度连体结构,采用组合钢框架-支撑体系。结构第5层和第6层采用贯通两层的54m跨度的钢桁架相连,该桁架下部无支撑,整体结构竖向构件较少,因此竖向构件承受荷载较大,竖向构件失效将对结构产生重要影响,可能发生整体结构连续倒塌。采用SAP2000有限元软件,以非线性动力拆除构件法为基本分析方法,对结构地下1层与地上1层共44根柱子进行拆除,以分析结构的抗连续倒塌性能。结果表明,分别拆除44根柱子均不会引起结构的连续倒塌,滨海图书馆整体结构抗连续倒塌性能良好。     

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。     

整体张拉式钢索膜结构抗连续倒塌分析

以整体张拉式钢索膜结构为对象,考虑材料非线性与几何非线性,建立了相应的有限元分析模型。通过敏感性分析确定了钢结构系统与索系统的关键构件。采用考虑初始状态的等效瞬时加载法对该钢索膜结构体系进行结构抗连续倒塌能力分析。结果表明:对于索系统,两侧的背索是维持结构整体性能的关键构件;由于存在备用荷载路径,中间部位的索失效后,整体结构变形较小;钢结构系统中由于下部支承结构冗余度较高,无论单根桁架柱、斜撑柱或1对斜撑柱失效后结构响应均变化不大;桁架梁的跨中下弦杆与桅杆失效后会引发结构响应较大变化,可确定其为关键构件;中间榀桁架梁跨中下弦杆与下悬索的失效不会导致结构发生连续倒塌;两侧索结构由于缺乏备用荷载路径,背索与桅杆失效会导致结构局部破坏。