地震作用下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌可靠度分析.pdf

1、自從1968年英國(guó)RonanPoint公寓倒塌事故發(fā)生以來,特別是2001年美國(guó)“9-11”恐怖襲擊事件造成世貿(mào)大樓倒塌以后,建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌問題越來越受到全世界土木工程界的重視。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于連續(xù)倒塌問題的研究主要關(guān)注爆炸、沖擊等偶然荷載,而對(duì)地震作用下建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌問題則研究不多。此外,在結(jié)構(gòu)可靠度理論的研究領(lǐng)域,對(duì)于結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)研究得較多,而對(duì)于“第三種”極限狀態(tài)一一連續(xù)倒塌極限狀態(tài),目前的研究

2、則幾乎是空白。本文基于OpenSees分析平臺(tái),對(duì)按照我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)的兩個(gè)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)(分別為平面框架和空間框架)的連續(xù)倒塌極限狀態(tài)進(jìn)行分析,從全概率的角度對(duì)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌極限狀態(tài)可靠度進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)按照我國(guó)現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)計(jì)了兩座鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)(分別為平面框架和空間框架),并采用OpenSees進(jìn)行非線性有限元建模。對(duì)平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了非線性靜力Pushover分析,對(duì)平面和空間框架結(jié)構(gòu)

3、進(jìn)行了基于備用荷載路徑法的非線性靜力Pushdown分析和非線性動(dòng)力拆除構(gòu)件分析。通過拆除框架柱上端節(jié)點(diǎn)位移的變化、Pushdown分析所能達(dá)到的最大荷載系數(shù)以及框架柱在失效前后相鄰梁柱的內(nèi)力變化情況,來定性地判斷由于局部構(gòu)件的失效而給結(jié)構(gòu)整體帶來的反應(yīng),識(shí)別關(guān)鍵構(gòu)件。對(duì)平面模型和空間模型的分析結(jié)果進(jìn)行了定量的比較。
　　(2)在備用荷載路徑方法中,如何識(shí)別待拆除的關(guān)鍵構(gòu)件是一個(gè)非常重要的問題,本文提出了一種基于結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度分析

4、識(shí)別結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件的方法。分別采用有限元可靠度方法(FERM)和基于拉丁超立方體抽樣的隨機(jī)Pushover方法(RPOA),對(duì)兩個(gè)模型中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了地震作用下的構(gòu)件可靠度分析。通過比較構(gòu)件可靠度的分析結(jié)果,識(shí)別得到了地震作用下結(jié)構(gòu)最可能發(fā)生失效的構(gòu)件(本文稱之為“最可能失效構(gòu)件”)。
　　(3)對(duì)于拆除構(gòu)件的損傷結(jié)構(gòu),采用隨機(jī)Pushdown方法進(jìn)行了整體可靠度分析。對(duì)于不考慮偶然荷載原因的拆除構(gòu)件設(shè)定情況,對(duì)荷載系數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)