鋼框架結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌動力響應(yīng)分析.pdf

1、隨著中國土木工程行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)體系得到了更加廣泛的應(yīng)用。目前工程界對鋼結(jié)構(gòu)建筑在常規(guī)載荷作用下的設(shè)計已經(jīng)比較完善，而對于各種偶然載荷（如火災(zāi)、汽車撞擊及爆炸等）作用引起的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌行為還存在許多值得探討的內(nèi)容。眾所周知，結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌通常會造成較為嚴重的后果，對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成重大威脅，故對鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的分析和研究具有顯著的社會意義。
　　 對鋼結(jié)構(gòu)進行連續(xù)倒塌分析時，現(xiàn)在應(yīng)用較為廣泛的兩種分析方法是拆除構(gòu)件

2、法和直接施加偶然載荷法。第一種方法不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的具體原因，簡化了結(jié)構(gòu)的分析過程;第二種方法針對不同類型的偶然荷載分別進行分析。本文利用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA，基于這兩種分析方法，對平面和空間鋼框架結(jié)構(gòu)進行非線性動力分析，主要進行了一下幾個方面的研究:
　　 (1)基于拆除構(gòu)件法，分析了平面鋼框架結(jié)構(gòu)中柱失效時間、失效位置及材料的應(yīng)變率對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響，同時對底層邊柱失效時，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布和動力響應(yīng)的影響

3、區(qū)域進行分析，得出:構(gòu)件的拆除時間不應(yīng)大于剩余結(jié)構(gòu)豎向振動周期的1/10;底層邊柱失效引起的結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)較大;應(yīng)考慮材料的應(yīng)變率對結(jié)構(gòu)的影響。底層邊柱時，靠近失效柱的各軸柱軸力、各梁彎矩、各梁軸力變化較為顯著，遠離失效柱的各構(gòu)件內(nèi)力受影響較小。
　　 (2)同樣利用拆除構(gòu)件法對某空間鋼框架結(jié)構(gòu)進行連續(xù)倒塌動力分析，由于底層角柱失效和短邊中柱失效引起的動力響應(yīng)較大，所以對底層角柱和短邊中柱失效時，剩余結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化和動力響應(yīng)的影響

4、區(qū)域進行研究。
　　 (3)利用直接施加爆炸載荷法，引入失效準(zhǔn)則，將該空間鋼框架結(jié)構(gòu)底層角柱消除，分析柱失效前后剩余各構(gòu)件的內(nèi)力變化情況和動力響應(yīng)的影響區(qū)域。
　　 (4)對比利用兩種方法分析結(jié)構(gòu)底層角柱失效時，結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)、內(nèi)力重分布和動力響應(yīng)的影響區(qū)域有何異同。通過比較得出:撤柱前后，結(jié)構(gòu)中內(nèi)力的變化趨勢基本一致，但拆除構(gòu)件法的模擬結(jié)果偏小。所以，如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效是由于爆炸載荷作用引起的，應(yīng)利用對結(jié)構(gòu)直接施加爆炸載