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(lái)，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(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞甚至整體連續(xù)性倒塌，對(duì)人民的生命財(cái)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(duì)于組合結(jié)構(gòu)特別是組合樓板在連續(xù)倒塌過(guò)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(duì)結(jié)構(gòu)有很好的雙向拉結(jié)作用，通過(guò)大變形下的拉力薄膜效應(yīng)使得板在發(fā)生較大撓度時(shí)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(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌性能的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要從理論分析和數(shù)值模擬兩個(gè)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(jī)理，以及對(duì)結(jié)構(gòu)抗倒塌性能的影響，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）介紹了組合樓板的基本構(gòu)成和工作機(jī)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(diǎn)和破壞機(jī)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(jī)理以及工程應(yīng)用，

3、基于正交異性板塊有限元理論，通過(guò)擬板法提出連倒塌工況下組合樓板正交各向異性計(jì)算分析方法和實(shí)用簡(jiǎn)化計(jì)算模型。
　?。?）采用拆除構(gòu)件法對(duì)一鋼框架組合結(jié)構(gòu)工程實(shí)例進(jìn)行拆柱分析，建立了拆除角柱、長(zhǎng)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(jī)制，分析組合樓板對(duì)失效點(diǎn)位移、剩余結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，評(píng)估剩余結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌性能。
　?。?）通過(guò)對(duì)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(jì)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(dòng)力抗力需求之間的關(guān)系，利用抗倒塌能力曲線評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗倒塌動(dòng)力性能，采取有限元軟件SAP2000建模分析，驗(yàn)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(diǎn)簡(jiǎn)化荷載時(shí)程函數(shù)對(duì)倒塌工況下的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力理論分析，研究柱失效時(shí)間對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響；通過(guò)有限元軟件建立