RC框架结构抗连续倒塌和抗震设计统一方法

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建筑结构在使用过程中可能会遭受到燃气爆炸、恐怖袭击、火灾、飓风等偶然事件的作用,结构的完整性可能会遭受破坏;若剩余结构构件不具备足够的鲁棒性,则结构可能发生连续倒塌。国内外的连续倒塌事故造成的后果触目惊心,如英国罗南角公寓连续倒塌、美国世贸双子塔连续倒塌以及江西丰城发电厂施工平台连续倒塌。为研究钢筋混凝土(RC)框架结构的连续倒塌机制,国内外学者进行了大量试验及数值模拟,探讨梁、楼板等结构构件以及填充墙等非结构构件对结构抗连续倒塌性能的影响。避免结构发生连续倒塌最有效的方法是对结构进行抗连续倒塌设计。本文以RC框架结构的抗连续倒塌设计方法为研究对象,研究内容包含以下3方面:(1)RC框架结构连续倒塌试验收集、分析。共收集49个双跨梁的连续倒塌试验,分析了这些试件承载力特征、变形特征与梁跨高比的关系并给出连续倒塌条件下双跨梁的极限变形能力的简易判别方法。对拆除不同位置柱的梁-板子结构的能力曲线、破坏特征进行分析,得到梁-板子结构抗连续倒塌性能的基本特征。对RC填充墙平面框架连续倒塌试验的统计分析发现含有填充墙的平面框架在线弹性阶段刚度、强度较高;填充墙改变了框架梁的失效模式,却不影响试件的极限变形能力。(2)RC框架结构连续倒塌抗力计算方法。定义双跨梁在拱效应阶段的峰值承载力为其抗连续倒塌承载力;对计算梁拱效应阶段峰值承载力的计算方法进行改进,使之能便捷地用于计算双跨梁抗连续倒塌承载力。定义不同去柱条件下梁-板子结构连续倒塌抗力的取值方法,并提出计算拆除边柱、中柱后子结构连续倒塌抗力的简化线性模型。给出RC框架结构中填充墙的简化撑杆模型,利用简化撑杆模型计算含有全高填充墙、开洞填充墙的RC平面框架峰值承载力。(3)RC框架结构抗连续倒塌性能算例分析。采用本文提出的简化线性模型计算某试验结构的抗连续倒塌性能,验证计算方法的准确性。采用数值方法分析某6层RC框架结构在拆除不同位置柱后的抗连续倒塌性能,与本文计算模型计算得到的结果进行对比分析,进一步验证了本文计算模型的正确性。
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