【摘 要】
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在其设计使用年限内,建筑物主要承担永久荷载与可变荷载作用。虽然偶然荷载出现概率低、持时短,但其量值往往很大,比如爆炸、撞击、地震等。因此,部分建筑构件在偶然荷载的直接作用下可能会失效破坏;当与之相连的构件不能够承担不平衡荷载时,会引发构件的连锁性破坏,继而导致建筑结构的连续性倒塌。 建筑结构的连续倒塌是一个涉及碰撞、接触的非线性动力过程。通过动力时程分析可以得出研究框架柱失效后其余构件的内力变化
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在其设计使用年限内,建筑物主要承担永久荷载与可变荷载作用。虽然偶然荷载出现概率低、持时短,但其量值往往很大,比如爆炸、撞击、地震等。因此,部分建筑构件在偶然荷载的直接作用下可能会失效破坏;当与之相连的构件不能够承担不平衡荷载时,会引发构件的连锁性破坏,继而导致建筑结构的连续性倒塌。
建筑结构的连续倒塌是一个涉及碰撞、接触的非线性动力过程。通过动力时程分析可以得出研究框架柱失效后其余构件的内力变化情况,进而得出受损结构的动力响应及不平衡荷载重分布规律;在上述规律基础上可以引入动力放大系数进行非线性静力分析,达到简化动力时程分析的目的。因此,本文主要研究工作如下:
(1)介绍了中美抗连续倒塌规范的最新研究成果,并对规范中的异同进行了归纳与对比;根据中国抗连续倒塌设计规范CECS392中建议的设计流程,以塑性铰发展程度作为构件失效指标,采用SAP2000对我国某地区的钢框架结构办公楼进行了抗连续倒塌能力评估。
(2)采用备用路径法,通过引入波动系数γ1、参与系数γ2分别研究了框架柱失效后其余构件的内力波动剧烈程度以及参与荷载重分配能力;在此基础上,对角柱失效、长边中柱失效、短边中柱失效工况下的不平衡荷载重分布规律以及塑性铰发展规律进行了研究,为建筑结构抗连续倒塌设计提供依据。
(3)给出基于位移等效原理下的动力放大系数DIF的数值解计算公式;研究了框架柱失效位置、框架柱失效时间、建筑层数、不同楼层框架柱失效、结构负载程度对动力放大系数DIF取值的影响;对于竖向不规则建筑,研究了动力放大系数DIF与塔楼、裙楼层数比值的关系,探讨了动力放大系数的取值范围。
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