異形柱框架結(jié)構(gòu)抗倒塌能力試驗研究和理論分析.pdf

1、異形柱框架結(jié)構(gòu)體系因能顯著擴大建筑的有效使用面積，提高家具布置的靈活性等優(yōu)點，近年來在多高層建筑中得到了廣泛應用。與矩形柱截面相比，異形柱截面形狀不規(guī)則，受力性能更加復雜，異形柱框架的抗倒塌性能與矩形柱框架也必然具有一定的相似與差異。本文通過試驗研究和理論分析對鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能進行研究，為異形柱結(jié)構(gòu)的抗倒塌設(shè)計提供參考。
　　通過異形柱框架結(jié)構(gòu)倒塌試驗研究了空間鋼筋混凝土異形柱框架結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力、倒塌破壞機理

2、和最終的破壞形態(tài)。動力倒塌試驗結(jié)果表明：根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計的異形柱框架結(jié)構(gòu)具有較強的抗倒塌能力，柱突然失效時結(jié)構(gòu)的動力響應對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著，結(jié)構(gòu)不會發(fā)生倒塌。靜力加載試驗表明，異形柱框架結(jié)構(gòu)最終會因頂層梁柱節(jié)點破壞而發(fā)生倒塌，梁柱節(jié)點屬于異形柱框架結(jié)構(gòu)抵抗連續(xù)倒塌的薄弱部位，需對其作進一步的加強。同時，縱向框架梁以及現(xiàn)澆樓板的空間拉結(jié)作用能夠有效提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力，延緩和抑制結(jié)構(gòu)的倒塌，在結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計中應考慮樓板的貢獻。
　

3、　有限元分析結(jié)果表明，異形柱框架結(jié)構(gòu)撤柱瞬間的動力響應與構(gòu)件的失效時間相關(guān)，對關(guān)鍵構(gòu)件采取適當?shù)谋Ｗo措施，延緩失效時間，可以減弱結(jié)構(gòu)局部破壞引起的動力響應，進而降低建筑物發(fā)生倒塌的風險。研究還表明，異形柱框架結(jié)構(gòu)抵抗倒塌的過程中主要依靠梁機制和壓力拱作用機制來提供倒塌抗力，框架梁的配筋是影響結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的主要因素，結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力隨著框架梁配筋的增加而增大，框架設(shè)計時抗震設(shè)防烈度的提高能夠顯著增強異形柱框架結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
　

4、　異形柱框架和矩形柱框架抗倒塌能力的對比分析結(jié)果表明：小變形階段，在框架梁截面和配筋完全相同的情況下，兩者的抗倒塌能力非常接近相差不大；大變形階段，異形柱框架由于梁柱節(jié)點先于框架梁發(fā)生破壞，使得結(jié)構(gòu)懸鏈線作用不能充分發(fā)揮，無法提高結(jié)構(gòu)整體的抗連續(xù)倒塌承載力。無法充分利用懸鏈線作用承載力是異形柱框架結(jié)構(gòu)與矩形柱框架結(jié)構(gòu)抵抗連續(xù)倒塌時最主要的差異。
　　本文提出的基于材料的損傷模型能夠較為準確的評價異形柱框架結(jié)構(gòu)倒塌過程中混凝土、鋼筋