钢筋混凝土框架-核心筒结构抗连续倒塌有限元分析

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1968年,英国Ronan Point公寓发生一起严重的连续性破坏倒塌事件,从而将连续性倒塌问题带给了世界,这次破坏引起了世界相当大地关注,渐渐地,结构在偶然意外事件作用下的连续性倒塌问题成为了相当重要的公共安全问题。随着社会经济的发展,高层建筑已经越来越多,框架-核心筒结构因其良好的抗震性能,已经广泛被高层建筑结构所采用。目前,世界各国对框架-核心筒结构抗连续倒塌的研究还极少,对其抵抗偶然荷载作用下结构抗连续倒塌的性能还认识不足,为了研究框架-核心筒外围框架柱失效后结构的抗连续倒塌性能,需要对其开展研究。本文运用SAP2000有限元分析软件对一栋18层框架-核心筒结构进行了详细系统地分析,比较了结构外围框架不同位置柱失效后结构的抗连续倒塌性能,根据性能结果对结构进行调整,并对调整方案的经济性做了简要评价。通过以上对框架-核心筒的研究,得出的主要结论为:①不同的分析方法得出的结构抗连续倒塌性能结果不同,《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的弹性静力分析方法较为保守。②当外围框架梁跨度差别不大时,拆除角柱后剩余结构的抗连续倒塌能力较差,拆除边柱后剩余结构抗连续倒塌能力较好。③当框架柱失效后,外围框架梁的抗剪承载力会稍有不足,设计中应当对结构抗剪性能适当加强。内部核心筒的混凝土剪力墙未发生破坏。④外围框架梁在框架柱失效后抗连续倒塌能力较差,而框架柱与内部核心筒之间的框架梁抗连续倒塌能力较强,调整内部框架柱与核心筒之间的框架梁截面以及外围框架柱之间的梁截面对外围框架抗连续倒塌性能影响并不显著。⑤原结构在正常荷载设计下,不需调整仍较容易满足规范的附加侧向荷载要求。若完全按柱失效后结构不发生抗连续倒塌要求进行设计,调整梁截面与不调整梁截面的配筋量约为常规设计的3.1~3.3倍,经济性较差。
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