基于樓板薄膜效應(yīng)的鋼框架-組合樓板體系抗連續(xù)倒塌研究.pdf

1、近年來，恐怖襲擊或生產(chǎn)生活中的意外事故所引發(fā)的各種突發(fā)性爆炸事件，會引起建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞甚至整體連續(xù)性倒塌，對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成極大的威脅，因此亟待研究建筑結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能。但是，當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌研究主要集中在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)與純鋼框架結(jié)構(gòu)上，對于組合結(jié)構(gòu)特別是組合樓板在連續(xù)倒塌過程中受力特性的研究還不完善。連續(xù)倒塌工況下組合樓板作為平面構(gòu)件對結(jié)構(gòu)有很好的雙向拉結(jié)作用，通過大變形下的拉力薄膜效應(yīng)使得板在發(fā)生較大撓度時仍能保持

2、穩(wěn)定，能夠維持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。因此，研究組合樓板對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能的影響具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文主要從理論分析和數(shù)值模擬兩個方面研究連續(xù)倒塌工況下組合樓板薄膜效應(yīng)發(fā)展破壞機理，以及對結(jié)構(gòu)抗倒塌性能的影響，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）介紹了組合樓板的基本構(gòu)成和工作機理，分析了在承載能力極限狀態(tài)條件下組合樓板受力特點和破壞機理，在此基礎(chǔ)上分析連續(xù)倒塌工況下組合樓板薄膜效應(yīng)的發(fā)展機理以及工程應(yīng)用，

3、基于正交異性板塊有限元理論，通過擬板法提出連倒塌工況下組合樓板正交各向異性計算分析方法和實用簡化計算模型。
　?。?）采用拆除構(gòu)件法對一鋼框架組合結(jié)構(gòu)工程實例進(jìn)行拆柱分析，建立了拆除角柱、長邊中柱、短邊中柱和內(nèi)柱的四種工況下的分析模型，研究組合樓板、梁的受力機制，分析組合樓板對失效點位移、剩余結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，評估剩余結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌性能。
　?。?）通過對連續(xù)倒塌工況下直接影響區(qū)域梁板聯(lián)合抗力體系的受力和變形模式分析，建立考

4、慮樓板薄膜效應(yīng)的抗力模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力抗力計算與分析，獲得結(jié)構(gòu)的非線性靜力抗力需求；在此基礎(chǔ)上根據(jù)變形體力學(xué)能量守恒原理，推導(dǎo)梁板聯(lián)合破壞體系的靜-動力抗力需求之間的關(guān)系，利用抗倒塌能力曲線評估結(jié)構(gòu)的抗倒塌動力性能，采取有限元軟件SAP2000建模分析，驗證分析方法的適用性和有效性。
　?。?）根據(jù)爆炸荷載作用的特點簡化荷載時程函數(shù)對倒塌工況下的結(jié)構(gòu)簡化力學(xué)模型進(jìn)行動力理論分析，研究柱失效時間對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響；通過有限元軟件建立