多高層鋼框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能分析.pdf

1、紐約世貿(mào)大樓的倒塌事故引起了全世界的廣泛關(guān)注，也警示著工程界學(xué)者和技術(shù)人員更深層次地思考結(jié)構(gòu)在偶然荷載下的安全問題。偶然荷載通常造成結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的直接破壞，并且可能誘發(fā)向整體結(jié)構(gòu)擴(kuò)大破壞范圍的后果，這種連續(xù)性倒塌破壞模式潛在的危險(xiǎn)和隱患是非常巨大的?？紤]到高層公共建筑的安全問題正同趨突出，本文即以高層鋼框架結(jié)構(gòu)體系為研究對(duì)象，從簡(jiǎn)單的概念力學(xué)提出了改善其抗連續(xù)倒塌性能的柱間支撐布置形式，對(duì)比分析了不同支撐布置對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能的影

2、響。 本文的分析研究首先是以結(jié)構(gòu)倒塌過程的數(shù)值模擬為基礎(chǔ)的，即據(jù)此建立結(jié)構(gòu)連續(xù)性破壞或倒塌的機(jī)理性認(rèn)識(shí)。倒塌過程數(shù)值模擬技術(shù)涉及結(jié)構(gòu)的大位移大轉(zhuǎn)動(dòng)、非連續(xù)變形和接觸碰撞等諸多的復(fù)雜力學(xué)行為，數(shù)值處理難度較大，本文考慮到相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)，選用著名的顯式動(dòng)力非線性程序LS—DYNA作為本文的數(shù)值模擬平臺(tái)。文章還就倒塌分析三維計(jì)算模型的建立、初始局部破壞假定、荷載取值及其組合、結(jié)構(gòu)阻尼的確定等相關(guān)問題作了探討。 研究表明：局部破

3、壞位置上部的水平分布柱間支撐能顯著減小結(jié)構(gòu)在局部破壞后的豎向位移，從而降低上層主、次梁和樓板由于撓度過大發(fā)生破壞并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌的風(fēng)險(xiǎn)。另外，水平分布柱間支撐能較大程度地減小臨近破壞位置柱子的軸力峰值，使各柱的軸力分配更趨于均勻化。但在某些工況下臨近局部破壞位置的底層柱軸力峰值仍可能達(dá)到局部破壞前軸力的近兩倍左右。研究還表明，水平支撐對(duì)所在跨內(nèi)柱子發(fā)生破壞時(shí)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響較大，但對(duì)其他跨內(nèi)柱子破壞時(shí)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響較小。對(duì)于未設(shè)水平柱