核电厂常规岛主厂房SRC结构体系抗连续倒塌性能研究

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结构的抗连续倒塌能力是指在意外荷载影响下,结构中局部构件发生破坏,此后剩余结构能够自行调整内力重新达到稳定,而不会引发破坏向周围进一步扩散造成大范围倒塌的能力。这一问题的出现通常会造成巨大的经济损失,甚至可能威胁到人民生命安全,需要得到足够的重视,因此对大型核电厂进行抗连续倒塌性能分析具有重要的现实意义。相对传统钢结构和钢筋混凝土结构而言,型钢混凝土(SRC)结构体系可以充分发挥两者的优势,从而得到较快发展。本文基于SAP2000分析平台建立核电厂主厂房型钢混凝土组合结构模型,采用拆除构件法进行研究,主要包括以下几方面内容:(1)介绍国内外建筑结构抗连续倒塌研究现状,比较相关设计规范及准则。从中选取较为合理的抗连续倒塌研究方法及判定准则,为本文研究工作做好准备;(2)分别以平面框架和空间整体框架为分析模型,选取几种典型工况,采用非线性动力方法进行分析,研究结构的抗连续倒塌能力及其内力重分布规律,采用非线性静力分析方法确定动力放大系数取值;(3)以两种单柱失效工况为例进行非线性静力分析,初步研究结构在抵抗连续倒塌过程中的抗力机理;(4)加强局部关键受力构件,分析修改后的模型并与原模型结果对比,由此提出降低结构连续倒塌风险的合理建议。结果表明,柱失效后结构中不平衡内力主要由与其相邻构件分担。单根柱失效对剩余结构影响较小,不会引发结构连续性倒塌;相邻两根柱同时失效后,结构破坏较为严重,存在发生连续倒塌的风险。各工况分析结果均表明纵向框架梁最先屈服,故按其不同变形程度可以将此类结构抵抗破坏过程分为三阶段。对A轴、E轴构件进行设计加强可以有效减小剩余结构发生连续倒塌的风险。
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