考虑梁板柱空间协同作用及楼板参数变化影响的R.C.框架抗连续倒塌性能仿真分析

摘要

在考虑梁板柱空间协同作用及楼板参数变化对 R.C框架结构抗连续倒塌性能影响的研究中，引入了基于实体退化虚拟层合单元理论的非线性有限元方法；由此方法对单层 R.C板柱结构的抗倒塌试验进行了全过程仿真分析，得到的结果与试验结果基本一致，验证了该方法对描述 R.C板柱结构倒塌过程的合理性及适用性。
　　接着对考虑楼板整体作用和不考虑楼板整体作用的单层框架结构，以及基于正交试验法思想设计的九个模型（三参数、三水平）中最柔和最刚楼板的两个模型，通过拆除构件法进行非线性静力分析，综合对比分析结果；并对在拆除不同区域柱九个正交模型的极限承载力对比分析。整个分析得到楼板对结构抗倒塌性能影响很大，这种影响体现在对结构或构件水平、竖向位移的影响，对结构倒塌机制以及替代传力路径的影响；楼板刚度越大，与失效柱相连构件的扭转越不明显；但楼板如果过于刚，会抑制梁铰的出现，虽然增强了结构整体性，但对结构延性不利；研究还发现在楼板较刚时，梁板整体机制的主导由“梁主导”向“板主导”发生改变，在拆除中柱时，倒塌区域板形成一块大的双向板，梁起类似加劲肋作用；当楼板配筋率在一定合理范围内，楼板板厚对结构极限承载力的影响最敏感，板底配筋率次之，板顶配筋率影响的敏感度最低。
　　然后基于单层模型建立了考虑楼板整体作用的四层框架模型。通过拆除构件法，发现楼板刚度的提高使拆除角柱的极限承载力提高的更显著，其次是拆除边柱，最后是拆除中柱情况。拆除中柱情况下，各层破坏机制出现的时间从底层到顶层有延迟，在拆除角柱时，出现这种延迟的过程很短。最后综合单层与多层 R.C框架结构的抗连续倒塌性能，对抗连续倒塌结构设计提出一些优化建议。

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 课题背景

1.3 国内外规范对“抗连续性倒塌”的相关规定

1.4 国内外研究现状与不足

1.5 本文研究内容

第2章 虚拟层合理论的空间实体退化单元

2.1 引言

2.2 空间等参数单元

2.3 空间实体退化等参元

2.4 虚拟层合理论下的空间实体退化单元

2.5 本章小结

第3章 某板柱结构抗倒塌试验有限元仿真验证

3.1 引言

3.2 试验概况

3.3 有限元模型

3.4 有限元分析结果与试验结果比较

3.5 本章小结

第4章 考虑楼板参数变化影响的单层R.C.框架结构抗倒塌性能分析

4.1 引言

4.2 基于正交试验思想的模型参数设计

4.3 框架结构分析模型的建立

4.4 考虑楼板影响下拆除边柱结构抗倒塌性能分析

4.5 考虑楼板影响下拆除中柱结构抗倒塌性能分析

4.6 考虑楼板影响下拆除角柱结构抗倒塌性能分析

4.7 本章小结

第5章 楼板整体作用的空间多层R.C.框架结构抗连续倒塌性能分析

5.1 空间多层分析模型的建立

5.2 空间多层框架结构抗力分析

5.3 空间多层框架结构破坏过程对比分析

5.4 框架结构抗连续倒塌设计建议

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 不足与展望

致谢

参考文献