钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能分析与研究

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结构连续倒塌是指结构在正常使用条件下由于突发事件发生局部破坏,这种破坏从初始破坏位置沿构件进行传递,最终导致整个结构倒塌或者造成与初始破坏部分不成比例的大范围倒塌。结构一旦发生连续倒塌,将造成重大的生命财产损失,因而如何尽量避免结构发生连续倒塌成为工程界日益关注的问题。目前,国外在结构抗倒塌方面的研究已经取得不少成果,并制定了相关规范。而我国在该方面研究起步较晚,开展的研究也相对较少。为了更好地提高我国建筑工程的安全性,针对连续倒塌现象还需要进行大量的试验和理论研究。基于此工程背景,本文主要进行了以下几方面的工作:(1)基于现有的防止建筑物发生连续性倒塌的有关设计规范,总结了结构抗连续倒塌的设计方法:偶然事件控制法、概念设计法、拉结强度法、拆除构件法和关键构件法。对以上几种分析方法进行了分析比较,得出拆除构件法能较真实地模拟结构的倒塌过程,从而能够较好地评价结构的抗连续倒塌性能。(2)对钢筋混凝土框架结构倒塌过程中梁的变形进行了实验与数值研究。为了更准确的研究结构的大变形与大转动,对基于FORTRAN90平台编制的钢筋混凝土结构的非线性有限元分析程序中的材料本构模型进行了改进。(3)基于钢筋混凝土有限元基本理论,建立了合理的分析钢筋混凝土框架结构的有限元模型。利用ABAQUS软件针对湖南大学框架倒塌试验进行了模型验证。(4)基于拆除构件法和验证过ABAQUS建模方法,对海南某9层办公楼的抗连续倒塌性能进行了分析。最后,根据研究过程中的结论和问题,讨论了今后值得进一步研究的方向。
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