考慮樓板作用的鋼框架連續(xù)倒塌研究.pdf

1、1968年英國Ronan Point公寓因煤氣爆炸導致結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌，首次引起國內(nèi)外學者對結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌問題的關(guān)注，并迄今開展了四十多年的相關(guān)研究。鋼框架的抗連續(xù)倒塌性能研究已經(jīng)較為完善，但是分析中往往不能正確考慮樓板的貢獻，主要原因是較難分析樓板空間組合梁效應(yīng)以及受拉薄膜效應(yīng)，且實體樓板模型計算成本過高。本文基于ABAQUS/Explicit模塊數(shù)值分析了樓板對空間及平面鋼框架抗連續(xù)倒塌性能的影響，提出了帶樓板平面鋼框架的梁單元簡化模

2、型，研究內(nèi)容如下:
　　在ABAQUS/Standard模塊中以實體單元模擬樓板進行帶樓板鋼框架節(jié)點的有限元分析，并與已有的試驗數(shù)據(jù)進行對比，其結(jié)果作為ABAQUS/Explicit模塊中以分層殼模擬樓板進行有限元分析的對比基礎(chǔ)。論證了在ABAQUS/Explicit模塊中以分層殼模型模擬鋼筋混凝土樓板準確性及優(yōu)越性，為本文后續(xù)以此次方法進行帶樓板鋼框架抗連續(xù)倒塌分析奠定基礎(chǔ)。
　　在已有的空間鋼框架試驗基礎(chǔ)上，考慮樓板貢獻

3、進行有限元擬靜力加載及倒塌分析。分析了樓板在鋼框架大變形下受拉薄膜效應(yīng)的開展及其對框架豎向承載能力的貢獻，探討影響這一效應(yīng)的主要因素。
　　通過模擬抽柱后結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，考察了不同樓板參數(shù)及不同抽柱位置情況下樓板對空間鋼框架抗連續(xù)倒塌性能影響，揭示了樓板對失效柱位置的拉結(jié)作用隨著失效點位置周圍樓板完整程度的提高而增大。
　　分別考慮了鋼材與混凝土材料應(yīng)變率效應(yīng)對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能的影響，強調(diào)了在分析由于汽車撞擊、爆炸等原因引

4、起的連續(xù)倒塌時，應(yīng)采用相應(yīng)的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的材料本構(gòu)的重要性。
　　選取了合適的節(jié)點機械模型、樓板模型以及樓板與鋼梁鋼柱之間連接關(guān)系將帶樓板的平面鋼框架模型以梁單元模型簡化，提高了運算效率，為多高層鋼結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌分析提供了一種較為精確且節(jié)約計算成本的方法。同時論證了平面鋼框架抗連續(xù)倒塌分析中樓板有效寬度的選取對結(jié)果影響不大，一般取《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50017-2003)中規(guī)定的be即可。
　　本文以分層殼模型在鋼框架