钢管混凝土混合结构体系抗连续倒塌性能分析

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liwl11
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目前,高层超高层建筑越来越成为一个国家和地区经济实力的象征,成为众多城市的标志性建筑。由于钢管混凝土框架核心筒混合结构体系的优良性能,使其成为超高层建筑的主要结构形式之一。本文对钢管混凝土框架核心筒混合结构体系进行了抗连续倒塌性能研究,主要做了以下几方面工作:  (1)本为基于ABAQUS有限元软件,利用可对结构体系非线性静力分析、非线性动力分析和抗倒塌分析的材料程序iFiberLUT对已有倒塌试验做了模拟算例验证。模拟结果吻合较好,说明该材料库可以较好的满足抗连续倒塌分析,而且采用梁单元及壳单元方法建模可以大大节省运算成本。  (2)采用Midas/Building软件分别试设计了符合现行业设计规范的9层钢管混凝土柱钢梁框架结构和33层钢管混凝土框架核心筒混合结构体系以进行后续相应的倒塌分析。为验证这两栋建筑模型的设计参数是否满足要求,对其进行了模态分析,同时与 ABAQUS的模态分析结果进行了对比,验证了分析结果的可靠性。并且分别对这两个建筑结构体系进行了抗连续倒塌分析。失效构件的选择及结构是否发生连续倒塌均是基于对GSA2003导则的规定,抗连续倒塌分析分别采用非线性静力分析(Pushdown法)和非线性动力分析(Alternate Path法),墙体和柱子失效均采用ABAQUS中的Model Change命令实现。  (3)对9层钢管混凝土钢梁框架结构分别进行四种典型工况下的非线性静力分析和非线性动力分析。对两种方法的分析结果进行对比,并在相同参数的情况下,结合GSA2003以非线性静力分析结果为量尺,判别该结构动力过程所处的阶段,以此来更精确地判定结构是否会发生倒塌破坏。  (4)基于前文分析经验及两种方法各自的优点,对33层钢管混凝土框架核心筒混合结构体系先采用非线性动力分析方法找出体系的薄弱层,再对薄弱层进行非线性静力分析研究其抗连续倒塌极限能力。研究结果表明,核心筒的存在可以大大提高混合结构体系的整体抗倒塌性能,并且经过分析得知“先动后静,动静结合”是一种值得推荐的建筑结构抗连续倒塌研究方法,二者可以较好的互补各方法的缺点,对结构抗连续倒塌能力分析的更加全面。此外,结构在各关键构件失效后,力的传递遵循就近原则。
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