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近年来,随着国际恐怖主义势力的日益猖獗,针对一些重要公共建筑和高层建筑的恐怖袭击活动逐渐增多,以及日常生活中的偶然事故也时有发生,如燃气泄漏爆炸,碰撞等,尤其是2001年“9.11”事件后,如何防止结构在遭受偶然荷载作用后发生连续倒塌越来越受到世界各国研究人员的关注。国外很多国家对于结构连续倒塌问题的研究起步较早,也取得了一定的研究成果,一些国家已经对建筑物防止连续倒塌制定了相关规范。而我国的建筑规范至今对于结构的抗连续倒塌设计仍未出现相关具体条文。
文章主要介绍了当今针对钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌发展水平现状,研究了结构抗连续倒塌的机理和设计评估方法。在参考和借鉴美国GSA2003指南的基础上,对按照我国现行设计规范设计的钢筋混凝土框架结构进行了抗连续倒塌能力的评估,并且对结构采用备用荷载路径法进行了抗连续倒塌设计,主要研究内容如下:
(1)参考国外抗连续倒塌设计规范,结合我国现行建筑设计相关规范,提出RC框架结构抗连续倒塌能力的分析方法和评判标准。
(2)利用大型有限元软件SAP2000对基于我国现行设计规范设计的5层RC框架结构的抗连续倒塌能力进行分析和评判,分别采用静力线性分析、动力线性分析、静力非线性分析及动力非线性分析四种分析方法进行了研究,给出了详细的分析步骤,并且对结果进行了对比。
(3)选取基于我国现行设计规范下设计的典型框架结构,利用备用荷载路径法对不同设防烈度下的框架结构进行抗连续倒塌能力评估。结果表明设防烈度为八度的框架结构具有良好的抗连续倒塌能力,随着设防烈度的降低结构的抗连续倒塌能力减弱,低设防烈度地区建筑应保证梁底部钢筋的通长布置和支座处钢筋的配置以抵御结构连续倒塌的破坏。
(4)对框架结构进行基于GSA2003指南的要求下的抗连续倒塌设计后,发现其构件的配筋率比基于我国抗震规范要求下六度和七度设防条件下的结构的配筋率有较大提高,与八度设防要求下结构的配筋率相比,提高不是很大。