RC框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌中壓拱作用和懸索作用研究.pdf

1、當(dāng)結(jié)構(gòu)在使用期限內(nèi)遭遇爆炸、撞擊或火災(zāi)等突發(fā)事件時(shí)，結(jié)構(gòu)局部范圍內(nèi)的破壞使得相鄰構(gòu)件的失效，這種因發(fā)生連鎖反應(yīng)而持續(xù)下去的失效過(guò)程，最后導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌，或者造成與初始破壞原因不成比例的局部倒塌，工程界稱之為結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。當(dāng)鋼筋混凝土(RC)框架結(jié)構(gòu)在使用期限內(nèi)遭遇突發(fā)事件時(shí)，此失效構(gòu)件可能是結(jié)構(gòu)的承重柱。當(dāng)失效柱為內(nèi)柱時(shí)，失效柱上方與其相連的兩根梁將形成雙跨梁，此雙跨梁的承載能力便決定了剩余結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。考慮到連續(xù)倒塌問(wèn)題本身是

2、從重大工程事件中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出來(lái)的，并且連續(xù)倒塌過(guò)程中很多特有的問(wèn)題也是從倒塌事件的事故調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)并引起工程界的相關(guān)重視和后續(xù)的深入研究。鑒于連續(xù)倒塌問(wèn)題的以上研究特點(diǎn)，一方面，對(duì)近100年全球各地發(fā)生的重大的連續(xù)倒塌的事例進(jìn)行總結(jié)分析，另一方面，詳細(xì)說(shuō)明了重大事件對(duì)世界各國(guó)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌規(guī)范的影響。
　　本文在廣泛參閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了以下幾方面的研究:
　　(1)考慮到板的拉壓薄膜效應(yīng)和梁的壓拱效應(yīng)和懸索效

3、應(yīng)受力機(jī)制的相似性，基于Abaqus軟件，采用Riks（弧長(zhǎng)法）算法，模擬了淺拱的受力機(jī)制，對(duì)力-位移曲線中的snap-through現(xiàn)象進(jìn)行了解釋和說(shuō)明，對(duì)特定的模型參數(shù)和建模方法進(jìn)行研究。
　　(2)結(jié)構(gòu)倒塌過(guò)程中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件會(huì)依次經(jīng)歷彈性階段，彈塑性階段，以及塑性極限階段。在模擬試驗(yàn)的建模過(guò)程中，幾何模型以及材料彈塑性本構(gòu)的復(fù)雜性大大影響了riks算法的收斂性。對(duì)比文獻(xiàn)[1][2][3]中所作的試驗(yàn)，采用顯式擬靜力算法綜合研究

4、雙跨梁在抗連續(xù)倒塌中的壓拱效應(yīng)和懸索效應(yīng)的影響。對(duì)比多組平行試驗(yàn)結(jié)果和Abaqus分析結(jié)果，分析雙跨梁在跨中受集中力作用下的豎向荷載以及軸向約束力-位移全曲線特征，以及在不同參數(shù)時(shí)全曲線的變化情況，討論了梁底部和頂部鋼筋配筋率、跨高比、以及軸向約束對(duì)于壓拱效應(yīng)和懸索效應(yīng)作用的影響。
　　(3)對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌研究需要進(jìn)一步開展的工作進(jìn)行探討和展望，在進(jìn)行抗連續(xù)倒塌非線性分析時(shí)，采用合適的結(jié)構(gòu)模型和材料模型，特別是模型模擬抗連續(xù)