钢筋混凝土框架-剪力墙结构抗连续倒塌性能研究

摘要

高层建筑结构连续倒塌事故屡有发生，不仅造成巨大生命和财产损失，对人们心理和社会秩序也造成巨大冲击，然而目前连续倒塌研究主要集中于简单规则的框架结构，针对高层结构倒塌研究较为匮乏。而框架-剪力墙作为高层建筑中常见的结构形式，其抗连续倒塌性能尚缺少可靠、实用的分析与评价方法。
　　基于此，采用 SAP2000软件建立框架-剪力墙结构数值分析模型，运用线性动力和非线性静力Pushdown分析方法对其连续倒塌动力响应和倒塌受力机制进行分析，并在此基础上提出了防止结构连续倒塌的相关措施及改造方案，主要研究内容如下：
　　（1）建立符合我国现行设计规范的框架-剪力墙结构有限元模型，采用线性动力分析方法研究结构在局部竖向承重构件失效后的结点竖向位移、加速度及相关构件动力响应，同时研究了失效构件位置和所在楼层不同时，结构连续倒塌的内在受力机制及倒塌的规律。结果表明，与失效构件相连结点的竖向位移和加速度越大，结构动力响应越剧烈，发生连续倒塌风险越大；不同楼层同一位置构件失效后，结构发生连续倒塌的风险随着失效构件所在楼层增高而增大。
　　（2）为了分析连续倒塌过程中复杂且难以检验的动力特性影响，以非线性静力 Pushdown分析方法作为线性动力分析的补充，对连续倒塌过程中结构倒塌受力机制、抗力变化、塑性铰发展顺序和空间位置及延性比进行研究。结果表明，不同楼层同一位置构件失效后剩余结构抗力和延性比随着失效构件所在楼层增高而降低，反之亦然；塑性铰的发主要局限于失效构件所在的整跨内，相邻跨梁端即使结构处于倒塌临界状态依旧处于弹性阶段。
　　（3）基于上述分析，提出了提高框架-剪力墙结构抗连续倒塌的策略和方法。通过改善建筑结构方案、保证构件的连续贯通、提高结构冗余度等措施保证结构抗连续倒塌性能，并提出屋面增加钢桁架改造方案。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容

第2章 结构抗连续倒塌基本理论

2.1 结构连续倒塌概念

2.2 国内外相关规范

2.3 抗连续倒塌设计方法

2.4 动力分析方法

2.5本章小结

第3章 框架-剪力墙结构连续倒塌动力响应分析

3.1 分析模型与计算参数

3.2 失效工况

3.3 分析方法

3.4 框架部分失效工况分析

3.5 剪力墙部分失效工况分析

3.6 本章小结

第4章 基于Pushdown法的连续倒塌受力机制分析

4.1 Pushdown分析理论

4.2 不同构件失效后结构倒塌机制分析

4.3 结构抗力分析

4.4 不同构件失效后结构延性分析

4.5 本章小结

第5章 防止结构连续倒塌措施及效果评价

5.1控制突发事件

5.2防止连续倒塌的建筑措施

5.3防止连续倒塌的结构措施

5.4框架-剪力墙结构连续倒塌的改造方案与效果评价

5.5本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢