鋼管混凝土柱-鋼梁平面框架在沖擊荷載下的連續(xù)倒塌分析.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在各種加載條件下表現(xiàn)出眾多的優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛地應(yīng)用于各多高層及超高層建筑中。但是在服役期間，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)不僅承受正常的設(shè)計(jì)荷載，而且還可能承受意外的沖擊偶然荷載。因此，開(kāi)展鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在沖擊荷載下的連續(xù)倒塌分析方法的研究，具有深遠(yuǎn)的意義。
　　另外，材料的力學(xué)性能作為結(jié)構(gòu)分析研究的基礎(chǔ)。在進(jìn)行有限元模型分析時(shí)，材料的參數(shù)取值將與模型計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性直接性關(guān)聯(lián)。由于材料的斷裂應(yīng)變又與其應(yīng)力狀態(tài)相關(guān)，因此在材料的失效

2、模型中引入了三軸應(yīng)力度參量。Q345結(jié)構(gòu)鋼被廣泛應(yīng)用于中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑，在本文作為典型的低合金鋼進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在鋼結(jié)構(gòu)中，通常連接時(shí)使用焊接形式，并且該構(gòu)造過(guò)程可能將顯著地改變材料的性質(zhì)。因此，在試驗(yàn)中也研究了對(duì)接焊縫的熱影響區(qū)（HAZ）材料的性能。
　　基于重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“組合框架結(jié)構(gòu)的落層沖擊多米諾倒塌機(jī)理研究”（項(xiàng)目號(hào):cstc2015jcyjBX0024），主要開(kāi)展了兩方面的研究：
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3、QUS采用多尺度建模方式建立了五層三跨的鋼管混凝土組合平面框架。通過(guò)單一變量控制法和正交試驗(yàn)方法分析，主要以失效柱頂部節(jié)點(diǎn)豎向位移、失效柱相鄰柱的軸力為分析指標(biāo)，對(duì)此進(jìn)行了采用直接模擬法（DS法）的抗連續(xù)倒塌分析，同時(shí)與拆除構(gòu)件法（AP法）進(jìn)行了比較。AP法簡(jiǎn)化考慮結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件破壞的過(guò)程；DS法針對(duì)具體的沖擊荷載工況進(jìn)行分析。結(jié)果表明AP法不能準(zhǔn)確地反映鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)在沖擊荷載下的抗連續(xù)倒塌性能。此外，通過(guò)參數(shù)分析為沖擊荷載作用下鋼

4、管混凝土結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)提供了建議。
　?、诓捎糜蓪?duì)接焊接Q345鋼板里抽取的母材和HAZ材料制作而成的缺口圓棒試件，考慮不同三軸應(yīng)力度進(jìn)行了一系列靜態(tài)試驗(yàn)。同時(shí)所有試驗(yàn)均通過(guò)數(shù)字圖像相關(guān)法（DIC）技術(shù)獲得全程的應(yīng)力分布。最后得到了Q345鋼材及HAZ材料的J-C本構(gòu)模型及J-C斷裂準(zhǔn)則模型中各個(gè)參數(shù)，為Q345焊接結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值分析提供材料基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)：
　　①首次通過(guò)直接模擬法進(jìn)行了組合平面