撑杆失效对张弦结构抗连续倒塌性能的影响

根据张弦结构的受力特点,假定张弦结构为两端受有集中力的弹性连续梁进行分析,得到撑杆失效后上弦截面内力的最大值,给出防止张弦结构发生上弦局部破坏和撑杆连续破坏的充分条件.分别以张弦桁架和张弦梁结构为研究对象,分析撑杆失效对张弦结构抗连续倒塌性能的影响.研究结果表明:撑杆失效后索的应力变化很小,但撑杆失效导致相邻撑杆的内力增加均远大于原撑杆内力的50％,这一方面是因为相邻撑杆承担荷载增加,另一方面是由于动力放大效应,最终导致相邻撑杆的内力增加较多;上弦刚度越小,上弦对撑杆的依赖性越大,由于动力放大效应,撑杆失效的影响越明显.     

下弦与撑杆改进构型张弦梁结构抗连续倒塌动力试验研究

为研究下弦与撑杆改进构型张弦梁结构在连续倒塌过程中的动力响应与失效机理,参考国内某工程张弦梁结构,设计了一个改进构型的张弦梁结构模型。采用基于电磁控制的局部初始失效装置模拟跨中下弦杆失效,对该模型开展了抗连续倒塌动力试验研究。基于ANSYS/LS-DYNA程序对该类结构建立抗连续倒塌有限元模型,并通过试验和有限元联合分析明确了该类结构的备用传力路径、关键构件以及竖向位移动力放大系数的变化规律等。结果表明：改进构型张弦梁结构任一段下弦失效后,失效区域形成的空腹桁架为结构提供了备用传力路径,提高了结构抗连续倒塌性能;下撑杆作为下弦失效后的第二道防线,是剩余结构的关键构件,其失效将引发结构连续倒塌;当剩余结构受力处于弹性阶段时,竖向位移动力放大系数在1.2左右,随着结构进入塑性的程度增大,竖向位移动力放大系数逐渐增大,当荷载达到3.0倍设计工况时,动力放大系数接近2.0。     

防连续倒塌设计在张弦结构中的应用

介绍张弦结构防连续倒塌设计,主要分析结构在正常使用和局部失效两种状态下的受力性能.结合克拉玛依市科技博物馆大跨度空间张弦结构,进行正常设计情况下受力分析,在此基础上分析任一榀拉索失效后,结构防连续倒塌状态下的受力性能.结果表明,正常设计情况下结构安全可靠,且具有一定的安全储备.拉索失效区域的次梁内力超过塑性极限承载力,...     

考虑火灾全过程的空间双向张弦梁结构倒塌分析

火灾下张弦梁结构的倒塌分析不同于爆炸、撞击等偶然荷载下的结构倒塌分析,火灾作用时间长且影响范围广,因此火灾下张弦梁结构的倒塌分析中不能单纯关注局部关键构件的破坏.基于此,提出了兼顾火灾全过程及结构整体响应的全过程分析法.在此基础上,采用有限元分析软件ANSYS建立某双向张弦梁整体传热模型及外荷载和温度荷载共同作用的受力...     

钢筋混凝土单向梁板子结构抗连续倒塌试验研究

梁和板组成的楼盖系统是框架结构的主要抗连续倒塌构件。为了分析各类结构参数对钢筋混凝土楼盖系统抗连续倒塌性能的影响,该文首先根据《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010设计制作了8个钢筋混凝土单向梁板子结构缩尺试件,这些试件具有不同的截面尺寸和配筋率。然后通过竖向加载试验研究这些试件在中柱破坏后的材料变形/损伤和抗连续倒塌承载力。试验结果表明：带楼板的子结构试件的承载能力明显高于相同截面的梁试件的承载能力;试件在梁机制阶段的承载能力主要由截面尺寸和钢筋面积所决定,而悬链线机制阶段的承载能力主要由截面中连续钢筋面积所决定;楼板的宽度、厚度和板内配筋以及梁高对梁机制下的承载力有较大的提高,其中板宽在大于一定值后影响变得不显著;只有楼板宽度和楼板配筋率对悬链线机制下的承载力有显著影响;梁内抗震配筋对缩尺试件在两个阶段的抗连续倒塌承载力影响都不大。     

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。     

建筑结构抗倒塌分析方法

建筑结构的倒塌可分为两种模式:建筑物侧向增量倒塌与竖向连续倒塌.本文论述了建筑物结构失效模式的如何辨识以及侧向倒塌能力点确定准则的相关研究进展.介绍了现有的连续倒塌研究方法,尤其是基于备用荷载路径的竖向非线性动力分析方法.为建筑结构整体抗震可靠度研究以及结构抗震性能评定与设计提供参考.     

结构抗连续倒塌设计

安全性是结构设计中的第一原则,对于安全等级要求较高的建筑还应进行抗连续倒塌设计,即结构某部位在偶然荷载作用下发生局部破坏时,结构能保证结构的整体稳定性。本文首先阐述了结构连续性倒塌的概念,分析了结构抗连续性倒塌设计的主要方法,提出了提高结构抗连续倒塌能力的措施,最后结合案例进行了探讨,希望给类似项目提供点参考。     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

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。     

顶部增设桁架对RC框架梁的连续倒塌性能影响

个别结构构件的失效对社会造成损失,而构件的连续失效会引起结构整体倒塌带来的更大甚至巨大的损失.因此,加强现有工程结构的抗连续倒塌能力势在必行.本文提出了一种在现有结构的顶部增设空间桁架能有效提高原结构的抗连续倒塌性能的方法.以GSA2003为基准,采用SAP2000有限元软件对增设桁架前后两种结构的抗连续倒塌性能进行了分析,得出该方法是一种能够加固并改善现有结构抗连续倒塌能力的有效方法.     

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。     

新广州站索拱结构屋盖体系连续倒塌分析

以新广州站索拱结构屋盖体系为对象,对大跨度空间结构的连续倒塌分析方法进行了研究。利用基于概念判断的敏感性分析方法分析了单榀索拱结构的重要构件。对整体结构的重要构件及其几何位置分布、整体结构中空间作用的分布情况进行了讨论。采用变换荷载路径法（AP法）对该屋盖结构的抗连续倒塌性能进行了评估,并对比了AP法中线性动力计算和静力计算的结果。分析结果表明：静力计算结果偏于保守,而对于含有预应力拉索的结构体系,应考虑构件意外失效前整体结构的初始状态。新广州站屋盖结构体系具有较好的抗连续倒塌性能,该工程采用的新型空间索拱结构及巨型桁架是提高该结构体系抗连续倒塌能力的有效措施。索拱中采用的双索设置增加了正常使用情况下换索的可行性。图8表3参15     

张弦梁结构刚度的研究与分析

对张弦梁结构施加均匀增大的外部荷载，得到了四个位移记录点的位移随荷载变化情况，通过分析不同点位移—荷载的关系得到了结构刚度变化的情况，指出结构刚度在外荷载作用下变化，导致分析结构在地震作用下响应时，不能采用振型分解反应谱法，只能采用时程分析法。     

重载张弦梁结构设计关键技术研究

对重载张弦梁结构中混凝土板的组合作用、结构承载力、撑杆抗滑、水平地震作用传递方式以及结构平面外摆动等问题进行研究。通过有限元分析、理论推导和对相关工程实践的总结得出：混凝土板的组合作用可以减小重载张弦梁结构上弦构件的内力、增大结构承载力、提高结构的弯曲刚度;建议在撑杆底端分段设置抗滑索,避免撑杆底端向跨中滑移;利用连续混凝土板的受剪作用可将重载张弦梁所产生的水平地震作用传递给剪力墙等抗侧力构件;重载张弦梁结构没有发生整体或局部面外摆动的可能。据此提出结构中各主要构件的内力计算式,可用以初步确定重载张弦梁各主要构件的截面规格。     

大跨张弦梁结构施工控制与数值模拟

对某高速铁路张弦梁结构雨篷的施工方案进行了详细的阐述,并利用有限元软件Midas对张弦梁的施工安装过程进行了数值模拟,验算了吊装施工过程中吊点位置的正确性和施工荷载对张弦梁结构的影响,验证了分级张拉的施工方案,预估了张拉的应力值,可对施工进行精确控制与指导。     

双层弦张弦梁结构的抗火性能分析

利用ANSYS有限元分析软件建立了双层弦张弦梁的有限元模型,通过改变材料参数和施加温度荷载的方式来考虑温度对结构的影响,并考虑几何非线性与材料非线性,模拟了全温度下结构的反应特征,为张弦梁结构的抗火设计提供了参考依据。