撞击作用下rc框架结构的抗连续性倒塌分析方法研究

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1、撞击作用下RC框架结构的抗连续性倒塌分析方法研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：谭明子指导教师：刘立平教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二O一五年五月StudyonProgressiveCollapseResistanceofRCFrameStructureunderimpactloadAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegree

2、ofEngineeringByTanMingziSupervisedbyProf.LiuLipingSpecialty:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversityChongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要当今世界，随着城市建设的快速发展和城市交通体系的日益完善，车辆撞击建筑物的情况时有发生。特别是近年日益复杂的国际关系和种族矛盾，使得恐怖袭击活动也日益猖獗，这都增加了建筑物遭受撞击而发生连续性倒塌的概率

3、，撞击荷载作用致使建筑结构发生的连续倒塌事故也日渐对公共安全造成了严重的威胁。而目前的建筑结构连续倒塌分析方法一般不针对具体的灾害类型，针对灾害荷载类型的抗连续倒塌分析方法，由于灾害荷载具有很强的不确定性，显著提升了此类方法的难度和复杂程度，目前还没有设计规范对此做出具体规定。且现有的针对具体灾害类型的抗连续倒塌研究主要集中于爆炸、火灾方面，撞击荷载作用下的抗连续性倒塌研究几乎空白。因此，开展撞击荷载作用下建筑结构抗连续倒塌分析方法方面的研究有着深刻的意义。本文以RC框架为研究对象，主要的研究内容

4、及相应研究成果如下：（1）总结了现有分析建筑结构在撞击荷载作用下的抗连续性倒塌方法（即拆除构件法和直接模拟法），并通过ANSYS/LS-DYNA对具体算例进行数值分析，对这两种方法进行了比较与讨论。结果表明：由于拆除构件法未考虑柱失效过程中对临近区域产生的初始速度、加速度、初始损伤，它高估了RC框架结构在撞击荷载作用下的抗连续倒塌能力；直接模拟法结果虽更准确，但撞击荷载取值具有极高的不确定性且过程复杂、计算耗时，对使用此方法者的技术要求较高，不适合工程应用及推广。（2）从构件层次，研究了RC柱在撞

5、击荷载作用下的动力响应和破坏模式。通过参数分析表明：柱截面尺寸、撞击体的质量与速度能够显著影响撞击作用下RC柱的动力响应和破坏程度；柱截面尺寸、柱高、纵筋配筋率对撞击作用下RC柱的破坏模式产生了较大影响，随着这几个参数值的增加，破坏模式由柱头处的直剪破坏逐渐过度为柱身的斜剪破坏。（3）研究了撞击荷载作用下RC框架结构柱失效的条件准则、柱失效时间、柱失效时刻的动力响应。为简化分析，以显著影响撞击荷载作用下柱动力响应的因素为参量，偏安全的考虑其他影响因素，进行统计分析得到了：①不同条件下，导致柱失效的

6、最小撞击速度规律曲线；②柱失效时间规律曲线；③失效时刻柱非零初始速度（竖向）规律曲线。此外，在这些规律曲线的基础上，对曲线进行了拟合，得到了导致柱失效的最小撞击速度计算公式和柱失效时刻的非零初始速度（竖向）计算公式。（4）针对传统的拆除构件法的不足，对其进行改进，提出了一种考虑撞击荷I重庆大学硕士学位论文载作用下结构构件非零初始条件的钢筋混凝土框架抗连续性倒塌分析方法。开展了包括临界撞击荷载作用取值的研究与数值模拟，结构构件非零初始条件的确定等方面工作。并运用ANSYS/LSDYNA对某一具体框架

7、采用不同方法进行了数值分析，通过对比改进拆除构件法、传统拆除构件法、直接模拟法的数值模拟结果来验证改进拆除构件法的准确性及可靠性。结果表明：改进的拆除构件法考虑了构件的非零初始条件，该方法的分析结果比拆除构件法更准确、可靠；且与直接模拟法相比较，此新方法可靠准确的同时还更加的方便、实用。关键词：钢筋混凝土框架结构，抗连续性倒塌，撞击荷载，动力响应，非零初始条件II英文摘要ABSTRACTIntoday’sworld,withtherapiddevelopmentofurbanconstructio

8、nandurbantrafficsystem，theaccidentofvehicleshitbuildingshappennowandthen.Especially,transnationalconnectionsandracialtensionsbecameincreasinglycomplexandintense.Sothat,inrecentyears,agrowingnumberofterroristattackshappened.Theybothincreasethep