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钢筋混凝土框架结构连续倒塌数值分析
  • ISSN号:2095-1922
  • 期刊名称:《沈阳建筑大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU375.4[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:大连理工大学建设工程学部,辽宁大连116024
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51178082);国家自然科学基金创新研究群体项目(51421064)
中文摘要:

目的研究钢筋混凝土框架结构在地震作用下的连续性倒塌破坏机理,完善结构抗连续性倒塌的设计方法.方法采用建立的钢筋混凝土构件本构模型,对构件整体式建模,最终建立了8层空间框架结构模型.选取合适的构件破坏准则,对钢筋混凝土框架结构进行了地震作用下的连续性倒塌破坏全过程分析,分析了结构位移、弯矩等受力特性,探讨了构件破坏后的传力路径和结构连续倒塌破坏机理.结果框架结构中构件的破坏,一般始于框架梁的竖向大变形,完全倒塌的主要原因是总应变能的累积;结构首层是发生破坏的集中区域,当破坏范围自首层传至2层中跨后,结构将在短时间内完全倒塌;随着构件计算模型中捏缩效应系数的增大,框架结构整体破坏时间呈现先增大后减小的趋势;考虑计算模型中的峰值后强度退化段后,结构完全破坏的时间将会提前.结论“强柱弱梁”的受力机制有利于结构抵御连续倒塌;框架结构的首层是倒塌破坏的薄弱层;合理控制结构构件的剪跨比,可以提高结构整体的延性;若不考虑计算模型中的峰值后强度退化段,将会高估结构的抗连续倒塌能力.

英文摘要:

The main purpose of this paper is to research the collapse failure mechanism of rein- forced concrete frame and perfect the structure design method. A 8-storey 3-D frame model was developed in integral modeling method for further study on multi-story RC frame resistance to pro- gressive collapse under seismic adopting different calculation models. The failure criterion wasalso founded to obtain an overall collapse process of the frame under different conditions. The loading path and mechanism was analyzed and the time history of nodes was extracted. The results show that beams are proved to be the initiative failure parts of the frame while the main reason of col- lapse tend to be the accumulation of total strain energy. Damage centralized in first floor and it will not be long before the frame completely collapsing if damage is converted to upper floors. The ductility increased initially then reduced as the shear in the elements increased. The total time of frame collapse will be reduced if strength degradation is considered. The mechanism of strong col- umns and weak beams is beneficial to the resistance of the frame. The loading mechanism can be more reasonable with properly designed shear span ratio and controlling shear damage pattern. It is better to consider strength degradation to avoid over-estimating the resistance to progressive col- lapse of structure.

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期刊信息
  • 《沈阳建筑大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:辽宁省教育厅
  • 主办单位:沈阳建筑大学
  • 主编:吴玉厚
  • 地址:沈阳市浑南新区浑南东路9号
  • 邮编:110168
  • 邮箱:xuebao@sjzu.edu.cn
  • 电话:024-24692875
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-1922
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1578/TU
  • 邮发代号:8-44
  • 获奖情况:
  • 曾获得中国高校科技期刊一等奖、辽宁省一级期刊、...
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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