多高層鋼框架結構抗連續(xù)倒塌性能分析.pdf

1、紐約世貿大樓的倒塌事故引起了全世界的廣泛關注，也警示著工程界學者和技術人員更深層次地思考結構在偶然荷載下的安全問題。偶然荷載通常造成結構局部構件的直接破壞，并且可能誘發(fā)向整體結構擴大破壞范圍的后果，這種連續(xù)性倒塌破壞模式潛在的危險和隱患是非常巨大的?？紤]到高層公共建筑的安全問題正同趨突出，本文即以高層鋼框架結構體系為研究對象，從簡單的概念力學提出了改善其抗連續(xù)倒塌性能的柱間支撐布置形式，對比分析了不同支撐布置對框架結構抗連續(xù)倒塌性能的影

2、響。 本文的分析研究首先是以結構倒塌過程的數(shù)值模擬為基礎的，即據(jù)此建立結構連續(xù)性破壞或倒塌的機理性認識。倒塌過程數(shù)值模擬技術涉及結構的大位移大轉動、非連續(xù)變形和接觸碰撞等諸多的復雜力學行為，數(shù)值處理難度較大，本文考慮到相關的技術難點，選用著名的顯式動力非線性程序LS—DYNA作為本文的數(shù)值模擬平臺。文章還就倒塌分析三維計算模型的建立、初始局部破壞假定、荷載取值及其組合、結構阻尼的確定等相關問題作了探討。 研究表明：局部破

3、壞位置上部的水平分布柱間支撐能顯著減小結構在局部破壞后的豎向位移，從而降低上層主、次梁和樓板由于撓度過大發(fā)生破壞并導致結構連續(xù)性倒塌的風險。另外，水平分布柱間支撐能較大程度地減小臨近破壞位置柱子的軸力峰值，使各柱的軸力分配更趨于均勻化。但在某些工況下臨近局部破壞位置的底層柱軸力峰值仍可能達到局部破壞前軸力的近兩倍左右。研究還表明，水平支撐對所在跨內柱子發(fā)生破壞時的結構響應影響較大，但對其他跨內柱子破壞時的結構響應影響較小。對于未設水平柱