基于替代路徑法的結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌能力研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌是由于偶然意外荷載等產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)局部破壞,并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞向其他部分發(fā)展,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)大范圍倒塌。由于初始破壞無法預(yù)測,本研究的目的不是如何控制或削弱初始破壞,而是在初始破壞發(fā)生的情況下,判斷結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌的可能性,以及提出結(jié)構(gòu)抵抗連續(xù)倒塌的措施。
　　本文以規(guī)則建筑和不規(guī)則建筑為結(jié)構(gòu)模型,采用替代路徑法對其抗連續(xù)倒塌能力進(jìn)行了評價,在此基礎(chǔ)上提出了多種抗連續(xù)倒塌措施,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、對于規(guī)則混凝

2、土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)中上層單柱失效比結(jié)構(gòu)底層相同位置單柱失效引發(fā)結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的風(fēng)險較高。底層(或中上部樓層)角柱或中上部樓層長邊邊柱失效都會引發(fā)結(jié)構(gòu)自上而下的連續(xù)倒塌,內(nèi)柱或短邊邊柱失效不會引發(fā)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。
　　2、按照DoD2010中動力放大系數(shù)進(jìn)行非線性靜力分析能較好的反映單柱失效瞬時結(jié)構(gòu)的響應(yīng),而無法反映塑性鉸的發(fā)展過程以及豎向位移的最終結(jié)果。
　　3、在豎向承重構(gòu)件失效情況下,X型拉結(jié)可以為結(jié)構(gòu)提供替代荷載傳遞路徑,有效

3、減小柱失效瞬時結(jié)構(gòu)的位移,抑制部分結(jié)構(gòu)變形的發(fā)展,提高結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力。DoD2010中樓板內(nèi)布置拉結(jié)有利于發(fā)揮樓板的薄膜效應(yīng),優(yōu)于DoD2005中沿著梁布置水平拉結(jié)。后兩種拉結(jié)方案對單柱失效瞬時節(jié)點(diǎn)豎向位移的影響不太顯著,但能有效地抑制結(jié)構(gòu)變形的進(jìn)一步發(fā)展,具有一定的抗連續(xù)倒塌能力,但效果不如X型拉結(jié)顯著。
　　4、對于L型不規(guī)則混凝土結(jié)構(gòu),首層外凸角處角柱失效比首層內(nèi)凹角處角柱失效更容易引發(fā)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌。在首層兩個外柱同

4、時失效情況下,梁、柱破壞,樓板發(fā)生坍塌,豎向位移呈加速增大的趨勢,結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌。首層內(nèi)凹角處雙柱失效后,相鄰樓板容易發(fā)生墜落,從而引發(fā)局部連續(xù)倒塌,但破壞程度不及兩個外柱失效工況。
　　5、對于L型不規(guī)則混凝土結(jié)構(gòu),在頂層增加鋼桁架可以提高結(jié)構(gòu)的整體性,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)在局部破壞后的荷載重分布能力,從而提高其抗連續(xù)倒塌性能。增加梁柱配筋可以提高構(gòu)件的強(qiáng)度,降低豎向承重構(gòu)件失效的風(fēng)險,同時降低結(jié)構(gòu)在單柱失效情況發(fā)生連續(xù)倒塌的風(fēng)險,但其效