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。     

基于不同角部方案的RC结构抗连续倒塌设计

为了研究不同角部方案下的结构抗倒塌性能,提出了三种不同的钢筋混凝土框剪结构角部布置方案.应用SAP2000软件对偶然荷载作用下的抗连续倒塌性能进行了非线性分析.结果表明,在给定的有拉结情况比无拉结情况下角柱内力有所增大;在给定的荷载组合情况下,对角部竖向承重结构加以拉结(采用模型3的拉结方案),可在一定程度上增加结构抗连续倒塌性能,实现结构抗连续倒塌的目的.     

RC框剪结构考虑扭转的抗连续性倒塌的Pushover分析

近年来,随着倒塌事故的频繁发生,结构的抗连续倒塌问题已经成为严重影响公共安全的重要问题。本文参考DOD2009提供的流程,采用拆除构件法研究了两栋不同布置形式的15层RC框剪结构(分别考虑扭转作用和不考虑扭转作用),并基于有限元软件MIDAS/Gen对其进行了非线性静力分析,通过塑性铰的发展过程及拆柱前后内力对比来分析规则结构和不规则结构的抗连续倒塌性能。     

底部框剪封底砌块组合墙房屋抗震性能分析

目的评价底部框剪封底砌块组合墙房屋的抗震性能以及在七、八度区的应用可能性．方法采用分离化处理各抗侧单元的简化串并联动力分析模型，应用基于规范的振型分解反应谱法和以地震动记录作为输入的弹塑性动力时程分析方法，在统计的基础上分析结构的抗震性能．同时，按抗震可靠度理论对房屋的失效概率和可靠指标进行分析．结果结构在大震作用下无明显的薄弱楼层和变形集中问题，底层框剪和底两层框剪结构具有相近的抗震性能和可靠度，两类结构均具备良好的抗震性能和合适的抗震可靠指标．结论在七度区建造7层和八度区建造6层该类房屋是可行的．     

钢框架梁柱节点在结构连续倒塌中的性能分析

自英国Ronan Point公寓楼发生连续倒塌以来,各国学者开始对结构的连续倒塌进行研究,但新型抗震节点对结构抗连续倒塌性能的作用尚缺乏研究.利用非线性有限元方法,对3种型式的梁柱节点在结构的某一柱子失效后的性能进行了弹塑性分析.结果表明：在未考虑节点焊接缺陷的条件下,新型节点的延性较好,可以在结构发生局部破坏时不发生脆性破坏.     

基于Pushdown分析的RC框架抗连续倒塌承载力研究

目的 分析了典型钢筋混凝土框架的抗连续倒塌承载力规律,为抗连续倒塌设计和研究提供参考.方法 采用非线性静力Pushdown方法,对不同抗震设防烈度的非整体现浇板框架和整体现浇板框架的抗连续倒塌承载力进行了分析和对比.结果 层间不均匀内力是导致多层框架梁共同作用时相对承载力偏低的原因.梁机制和悬链线机制作用下框架结构的抗倒塌承载力分别由框架梁的抗弯承载力和抗拉承载力决定.结论 抗震设计增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力,而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力提高有限.楼板显著增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力,而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力的增强效果则取决于参与工作的楼板宽度.     

不规则RC框架结构抗连续倒塌性能分析

为研究不规则RC框架结构抗连续倒塌性能，采用ABAQUS显式模型，建立二层、三层、四层不规则形式不同的十一个平面子结构模型。通过拆除构件法，在十一个平面子结构模型拆除中柱及角柱后进行考虑动力放大系数的非线性静力Pushdown分析。结果表明：当建筑结构底层中柱破坏时，不规则建筑结构形式抗连续倒塌性能降低约30%,并且随着建筑物层数的增加，数值逐渐降低。建筑底层边柱破坏时，结构不规则程度对结构抗连续倒塌能力影响较大，最大降低约60%。可见：建筑结构在满足其功能与形式的要求的前提下，降低结构的不规则程度或加强裙楼顶部水平承重构件有利于提高结构竖向抗连续倒塌能力并防止剩余结构发生连续性倒塌。     

江南地区宋元时期传统木构铺作对结构整体抗连续倒塌性能的影响

为了研究江南地区宋元时期传统木构建筑的抗连续倒塌性能,选择典型实例,通过三维扫描测绘建立实例及对应无铺作大殿的有限元模型,并进行抽柱后结构的空间推覆分析,研究铺作在空间木构架连续倒塌时对结构传力路径及极限承载力的影响。结果表明:对于江南地区宋元传统木构建筑,当某根柱突然失效时,周围的梁、枋、槫、阑额等横向构件可以提供多个方向的拉结,防止结构进一步倒塌;铺作的存在对结构整体抗连续倒塌性能有明显提升,铺作之间的横向构件在倒塌时联合周围构件形成"组合桁架"共同受力,提供了有效传力路径和整体性拉结,使得局部柱失效后结构的极限承载力相对于无铺作结构提升约30%～50%;檐柱和角柱的失效更容易引起木构的连续性倒塌。     

混凝土框架结构设置粘滞阻尼器抗竖向连续倒塌性能分析

结构竖向连续倒塌过程中,由于构件突然失效退出工作,结构的几何构成发生突变,引起构件振动。运用SAP2000结构分析软件,以南昌某服务中心混凝土框架结构为研究对象,针对设置和未设置粘滞阻尼器2种工况,采用拆除构件法对其进行非线性动力分析,研究初始失效柱位置竖向位移时程曲线、梁端转角、结构塑性铰分布情况,对比分析设置和未设置粘滞阻尼器的框架结构的抗连续倒塌性能。结果表明:粘滞阻尼器可降低混凝土框架结构竖向连续倒塌的动力效应,有助于提高混凝土框架结构的抗竖向连续倒塌能力。     

多层强边柱冷成型钢结构体系抗震性能分析

多层强边柱冷成型钢结构能够促进低层冷成型钢结构向多层住宅结构体系的发展.为了分析多层强边柱冷成型钢住宅结构体系在地震作用下的动力特性,本文提出了该类结构的主要抗侧构件强边柱冷成型钢组合墙体可以考虑节点实际连接性能的简化计算模型,进而得到整体结构抗震计算模型;根据作者前期开展的墙体抗剪试验结果并结合国外规范,提出此类结构在地震作用下的侧向变形验算指标;对整体结构进行抗震性能研究.结果表明:考虑节点连接的等代拉压杆模型能够准确预测此类结构的实际受力特性;将1/300和1/75分别作为此类结构在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值是安全可靠的;在9度罕遇地震作用下,此类结构不会发生倒塌破坏;进行此类结构设计时,不宜采用两个方向刚度差异过大的抗剪墙体组合,同时应重点加强结构沿墙体开洞率较大方向的墙体抗剪强度;在特别高烈度地区进行此类结构设计时,应兼顾墙体抗剪强度和墙体边柱的竖向承载能力,避免结构因墙体边柱的压屈破坏而导致整体结构失效.     

混凝土框架结构设置粘滞阻尼器抗竖向连续倒塌性能分析

结构竖向连续倒塌过程中,由于构件突然失效退出工作,结构的几何构成发生突变,引起构件振动。运用SAP2000结构分析软件,以南昌某服务中心混凝土框架结构为研究对象,针对设置和未设置粘滞阻尼器2种工况,采用拆除构件法对其进行非线性动力分析,研究初始失效柱位置竖向位移时程曲线、梁端转角、结构塑性铰分布情况,对比分析设置和未设置粘滞阻尼器的框架结构的抗连续倒塌性能。结果表明:粘滞阻尼器可降低混凝土框架结构竖向连续倒塌的动力效应,有助于提高混凝土框架结构的抗竖向连续倒塌能力。 更多还原     

底盘刚度变化对大底盘层间隔震结构抗震性能影响分析

为考察下部底盘抗侧移刚度变化对大底盘RC框剪隔震结构抗震性能的影响,在有限元软件Perform-3D中建立3种底盘构件尺寸和材料强度不变,仅改变层高的大底盘RC框剪隔震结构弹塑性模型,进行罕遇地震作用下的地震响应、能量耗散和构件性能状态分析。结果表明:相比非隔震结构,隔震后上部塔楼的地震响应有显著的减小,而底盘的加速度相比非隔震结构反而放大;随着底盘抗侧移刚度的减小,上部塔楼的减震效果降低,下部底盘抗震性能的改善效果有所提高;隔震后上部塔楼的梁、柱和剪力墙构件的变形性能状态得到了很大的改善,尤其是连梁构件,而下部底盘结构的梁、柱构件的变形性能状态也有较好的改善。 更多还原     

不同柱失效对T型钢连接子结构抗倒塌性能影响

结构倒塌会引起严重的人员伤亡和巨大的财产损失,研究结构抗倒塌性能可为结构设计提供指导和参考依据。文章通过对不同柱失效梁柱子结构的有限元数值模拟,分析结构的破坏模式和抗力机制,研究跨度比对角柱失效工况下梁柱子结构抗倒塌性能的影响。结果表明：中柱失效前,其承担的荷载在失效后的小变形阶段将更多地通过与失效柱强轴方向相连的梁传递到边柱,而在失效后的大变形阶段强轴和弱轴方向传递荷载能力相差不大;边柱失效工况下,只在对称方向的梁内产生了悬链线机制;在角柱失效情形,子结构中的梁构件只经历了梁机制作用阶段。比较3种柱失效工况,其角柱失效最危险,其原因在于梁构件没有产生悬链线机制;在角柱失效工况下,随着跨度比的增加,梁柱子结构极限承载力逐渐减小。     

不同设防烈度下RC框架结构的抗侧向倒塌能力

地震作用下建筑结构的抗侧向倒塌能力是抗震性能评价的基础。选取4个结构整体性能参数作为结构抗侧向倒塌能力评价指标,分别为结构强屈比、超强系数、延性系数和延展系数。按中国现行规范设计了12个RC框架结构,考虑侧向力分布形式和设防烈度的影响,采用Pushover方法对结构进行计算,并根据能力曲线和结构整体性能参数对结构抗侧向倒塌能力进行评价。结果表明：结构整体性能参数能从强度储备和变形能力两个方面对结构抗侧向倒塌能力进行分析;随着设防烈度和结构高度的提高,侧向力分布形式对结构抗侧向倒塌能力的影响增大;设防烈度对结构强屈比和结构延展系数的影响较小,对结构超强系数和结构延性系数的影响较大;随着设防烈度的提高,结构超强系数减小,而结构延性系数增大。     

不同抗震设防标准下多层钢框架结构抗倒塌能力的研究

为了评估多层钢框架在不同抗震设防标准下的抗倒塌能力,按我国现行规范设计了5个多层钢框架结构,采用美国ATC委员会提出的CMR分析方法对钢框架结构倒塌储备能力进行分析,得出了钢框架算例的相应倒塌储备系数和倒塌概率曲线。分析了不同抗震设防标准多层钢框架IDA计算的结果,评价了不同抗震设防烈度多层钢框架的抗倒塌能力和抗倒塌安全储备,讨论了不同抗震设防标准多层钢框架的倒塌概率,并且提出了抗震设防标准的有关建议。     

带转换梁的高层建筑结构抗连续倒塌性能分析

对按我国现行规范设计的一栋带转换梁的高层建筑结构进行抗连续倒塌性能分析,结果表明：支承转换梁的角柱或边柱一旦失效,结构就会发生连续倒塌;支承转换梁的内柱失效时,由于梁的悬链线作用,结构未发生连续性破坏,但有多根梁进入了塑性状态,结构发生连续倒塌的可能性较大。针对上述3种情形,提出不同的应对措施,以提高结构抗连续倒塌能力。     

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。     

钢结构加层中支撑对结构抗震性能的影响

由于自重轻、抗震性能好等优点,钢结构直接在混凝土结构上加层正越来越多地应用到实际工程中.加层后形成的混合结构由于采用不同的结构形式,结构顶部刚度、质量发生突变.支撑作为主要抗侧力构件之一,将影响加层结构体系的整体抗震性能.结合算例,采用有限元分析程序对某框剪结构顶部加钢结构进行整体结构的抗震性能分析,并在此基础上讨论了不同的支撑形式、不同的支撑布置位置对整体结构体系抗震性能的影响.     

考虑温度效应的大底盘双塔结构地震反应分析

针对大底盘双塔结构温度应力问题,通过有限元软件SAP2000建模对考虑温度和地震作用下的某大底盘多塔结构进行了反应谱分析,定量地分析了温度作用对大底盘双塔高层结构的内力分布和抗震性能的影响。结果表明,温度效应虽对结构的抗震性能影响不大,但会造成局部构件应力集中,也会改变双塔底部结构构件的内力分布情况;落地剪力墙的抗剪能力会被削弱,致使底层框架柱承担更多的地震剪力,在抗震设计时应予以注意。     

钢筋混凝土抗震框架连续倒塌行为分析

以某抗震设防框架为研究对象,采用S A P2000有限元软件,依次拆除底层纵向边柱、横向边柱、角柱和内柱,研究抗震框架的倒塌破坏行为。以做功平衡原理建立了柱失效处梁配筋调整计算公式,并进行了配筋调整设计。结果表明：7度和8度抗震设防的框架结构仍会发生连续性倒塌,但是抗倒塌能力随着设防等级的提高而提高,抗震设计不能够完全替代抗倒塌设计;柱失效导致结构发生连续坍塌破坏的危险性由小到大依次为内柱、横向边柱、纵向边柱、角柱;梁铰机制在结构抗倒塌中的作用尤其重要,倒塌破坏时以梁的弯曲破坏为主,剪切破坏较少出现;线弹性静力分析计算的供需比最大值一般出现在失效柱上一层的相邻梁上,而非线性静力分析的最大破坏出现在与失效柱相连的梁上,但是二者对结构可能的失效位置判断基本一致。