钢筋混凝土异形柱框架结构抗连续倒塌试验研究及理论分析

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:zhangshihua11
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由于意外事件(煤气爆炸、炸弹袭击、车辆撞击等)导致结构局部破坏,并引发连锁反应致使破坏向结构的其它部分扩散,最终造成与结构的初始破坏不成比例的大范围坍塌,这种事件近年来频频发生,其对生命财产的危害不言而喻。国内外学者对如何防止结构因局部破坏而导致结构连续性倒塌已进行了较为深入的研究,且已取得一定的研究成果。异形柱框架结构体系因明显地扩大了建筑的有效使用面积,提高家居布置灵活性等优点,逐年来在多高层建筑中得到了广泛应用。但由于异形柱截面比矩形柱截面小且截面形状不规则,因此其抗震性能、抗连续倒塌性能也更加复杂。然而,国内外对此方面的研究较少,且多为软件模拟分析。本文设计并制作了一个1/3缩尺的两层3×2跨异形柱框架结构实体模型。并进行了如下两个阶段的试验:阶段一,对角柱进行突然卸载,以模拟角柱突然失效这一动态过程;阶段二,角柱失效后,在角柱竖向轴线的二层柱柱顶处,进行竖向加载,通过该两个阶段的试验对异形柱框架结构的抗连续倒塌性能进行研究。试验以期达到如下目的:了解结构在角柱失效后的倒塌全过程、结构的抗连续倒塌传力途径以及异形柱框架在倒塌破坏过程中的受力特性、破坏机理以及最终的破坏形态等。通过研究分析得出以下结论:角柱失效后,由梁板形成的悬挑受力机制共同抵抗由失效柱在失效前所承担的荷载并将其传递给周围的柱,且距离失效柱越近的构件越为关键,结构整体仍处于弹性变形阶段。框架的倒塌破坏全过程可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和破坏阶段四个阶段。异形柱框架结构在整体破坏过程中,破坏一般出现在梁端而不是梁柱节点处,且与失效柱直接相连的短跨梁远端截面为所有框架梁中的最危险截面,容易最先发生破坏,在进行抗连续性倒塌设计时需重点控制。由框架梁端塑性铰和楼板中的负弯矩塑性铰线构成的空间抗力机制为抵抗框架倒塌破坏的主要体系。
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