论文部分内容阅读
本文以按我国规范设计的一栋平面布置规则的多层钢筋混凝土框架结构为算例,运用改进的线性动力拆除构件法和非线性静力pushover法对其连续性倒塌受力机制及连续性倒塌抗力机制进行了研究,并在此基础上介绍了结构防连续性倒塌的控制设计法,主要研究工作和成果如下：(1)多层钢筋混凝土框架结构关键构件的确定。关键构件的选取是结构防连续性倒塌机制分析和防连续倒塌设计的首要步骤。基于结构极限承载能力的概念,将构件拆除前后整体结构的极限承载能力的变化率定义为构件敏感性系数,提出了构件敏感性系数的计算方法。本文分别以平面框架和空间框架作为算例模型,将敏感性分析方法这一理论应用于算例中,验证了敏感性分析方法在平面框架和空间框架结构中的适用性,并通过计算得到了代表性构件的敏感性系数,为后续分析做好铺垫。(2)针对按我国规范设计的多层钢筋混凝土框架结构,运用线性动力拆除构件法对其防连续性倒塌受力机制进行了研究。以往的结构防连续性倒塌动力分析时通常将结构的初始状态视为零应力,零位移状态,未考虑结构在未拆除构件前的静力平衡状态,显然这和实际情况是不符的。本文分析时,将结构的初始静力平衡状态考虑在内,改进了动力分析方法的加载方案,使得结果更加符合实际情况。通过改进后的线性动力拆除构件法,得到了结构在典型部位拆除后的动力响应以及稳态响应,通过同一层和不同楼层之间的对比,总结了结构防连续倒塌的内在受力机制及连续性倒塌的规律,为研究防连续性倒塌设计方法提供依据。(3)采用非线性静力增量Pushover法,研究了按我国规范设计的典型RC框架结构的防连续倒塌抗力分布规律。基于结构关键构件的失效风险评估和关键构件的敏感性系数,提出了绝对倒塌概率的指标。同时,基于非线性静力增量法分析得到的局部区域竖向承载力全抗力曲线,提出了构件失效局部承载力储备的指标。前者从整体结构的角度评价结构发生连续性倒塌的可能性,后者从结构局部的的角度评价结构发生连续性倒塌的可能性。建议采用两个指标来综合评价结构的防连续性倒塌性能,给出了具体的评价方法,并对文中算例进行了评价。计算结果表明,角柱失效后结构易发生连续性倒塌,其次是边柱和中柱。这和线性动力分析时得到的结论吻合,为进一步研究防连续性倒塌设计方法提供依据。(4)提出了结构连续性倒塌控制设计方法,并给出了该方法的具体流程。该方法包括轴压比评估法、简单评估法、详细评估法三个阶段,每一种方法的内容都是基于本文前几章的分析成果,通过循序渐进的方式对结构防连续倒塌设计提出了具体要求。