钢筋混凝土结构倒塌数值模拟及试验研究

摘要

采用基于显式动力学的有限单元法,通过拆除构件方法,分别对平面框架结构、空间高层框架结构以及框-筒结构的倒塌机制进行数值模拟研究,得到3种结构体系的倒塌机制:平面框架静力作用下倒塌过程中伴随水平构件由"拱机制"到"悬链线机制"的转变;高层空间框架结构倒塌机制与平面框架相似,但由于楼板的作用,倒塌形式、范围与平面框架存在差异;框-筒结构静力作用下的倒塌与空间框架结构相似,而动力加载下,水平构件基本不会形成悬链线机制.此外,分别进行框-筒结构在静力及动力作用下的大比例试验研究,并与数值模拟结果对比,验证模拟方法的准确性及可靠性,并结合数值模拟结果,分析构件的倒塌破坏顺序,验证了框-筒结构倒塌机制.同时,还对采用的线框、整体式、分离式3类数值模型的倒塌模拟的适用性进行了分析。