地震作用下鋼筋混凝土框架結構的連續(xù)倒塌可靠度分析.pdf

1、自從1968年英國RonanPoint公寓倒塌事故發(fā)生以來,特別是2001年美國“9-11”恐怖襲擊事件造成世貿(mào)大樓倒塌以后,建筑結構的連續(xù)倒塌問題越來越受到全世界土木工程界的重視。目前,國內(nèi)外對于連續(xù)倒塌問題的研究主要關注爆炸、沖擊等偶然荷載,而對地震作用下建筑結構的連續(xù)倒塌問題則研究不多。此外,在結構可靠度理論的研究領域,對于結構的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)研究得較多,而對于“第三種”極限狀態(tài)一一連續(xù)倒塌極限狀態(tài),目前的研究

2、則幾乎是空白。本文基于OpenSees分析平臺,對按照我國現(xiàn)行規(guī)范設計的兩個鋼筋混凝土框架結構(分別為平面框架和空間框架)的連續(xù)倒塌極限狀態(tài)進行分析,從全概率的角度對結構的連續(xù)倒塌極限狀態(tài)可靠度進行研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)按照我國現(xiàn)行抗震設計規(guī)范,設計了兩座鋼筋混凝土框架結構(分別為平面框架和空間框架),并采用OpenSees進行非線性有限元建模。對平面框架結構進行了非線性靜力Pushover分析,對平面和空間框架結構

3、進行了基于備用荷載路徑法的非線性靜力Pushdown分析和非線性動力拆除構件分析。通過拆除框架柱上端節(jié)點位移的變化、Pushdown分析所能達到的最大荷載系數(shù)以及框架柱在失效前后相鄰梁柱的內(nèi)力變化情況,來定性地判斷由于局部構件的失效而給結構整體帶來的反應,識別關鍵構件。對平面模型和空間模型的分析結果進行了定量的比較。
　　(2)在備用荷載路徑方法中,如何識別待拆除的關鍵構件是一個非常重要的問題,本文提出了一種基于結構構件可靠度分析

4、識別結構關鍵構件的方法。分別采用有限元可靠度方法(FERM)和基于拉丁超立方體抽樣的隨機Pushover方法(RPOA),對兩個模型中的結構構件進行了地震作用下的構件可靠度分析。通過比較構件可靠度的分析結果,識別得到了地震作用下結構最可能發(fā)生失效的構件(本文稱之為“最可能失效構件”)。
　　(3)對于拆除構件的損傷結構,采用隨機Pushdown方法進行了整體可靠度分析。對于不考慮偶然荷載原因的拆除構件設定情況,對荷載系數(shù)進行了統(tǒng)計