钢支撑在RC框架结构连续倒塌中的作用

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1、学校代码10530学号201013011653分类号TU375.4密级硕士学位论文钢支撑在RC框架结构连续倒塌中的作用学位申请人张亮指导教师郭小刚教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构设计理论研究二○一三年四月二十日EffectsofSteelBraceonRCFrameStructuralProgressiveCollapseCandidateZhangLiangSupervisorProfessorGuoXiaogangCollegeCollegeofCivilEngineeringandMechanicsProgramSt

2、ructuralEngineeringSpecializationDesignTheoryforConcreteStructureDegreeMasterUniversityXiangtanUniversitythDateApril20,2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：

3、年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I摘要建筑空间的整体可靠性始终是房屋结构设计的重要问题，并且在近几年里备受结构工程界的科研工作者和结构工程师们关注。现行的结构设计规范使多数结构工程师把大部分精力集中在如何使完整结构确保其在常规荷载

4、下的工作性能上，较少考虑非正常荷载的作用。在结构形式日益复杂化而偶然事件（煤气爆炸、汽车撞击或其他恐怖袭击等）出现几率呈上升趋势的今天，传统结构设计体系在对结构物遭受非正常荷载作用下抗倒塌能力的认识还不够清楚的缺陷逐渐暴露出来。此外，在加固改造工程中经常采用在框架柱间加支撑的方法以提高结构的侧向刚度使结构具有较好的抗震性能，过去的30多年中人们对于这种双重结构体系的抗震性能研究已相当多，然而关于如何通过合理的布置钢支撑来提高RC框架结构的抗连续倒塌能力的研究尚不多见。本文回顾了目前国内外关于钢筋混凝土框架结构防连续倒塌方面的最新科研成果，借鉴前辈学者对此

5、领域所采用的分析方法，探讨了带水平分布钢支撑的钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌性能。基于纤维截面模型法，在MSC.Marc上建立了能够考虑材料非线性和几何非线性的框架结构合理模型。通过与实验对比对本文所采用的数值建模方法进行了验证。基于备用荷载路径法，分析了不同立面形式的钢支撑布置于不同局部楼层的钢筋混凝土框架结构在不同位置底层柱突然删除后的动力响应及连续倒塌抗力机制。并对钢支撑布置于不同局部楼层的钢筋混凝土框架结构进行了大震下的弹塑性动力时程分析。其结果表明：1.本文所考虑的―Λ‖形、―V‖形和倒置的―Y‖形支撑，对RC框架结构的连续倒塌抗力均有提升，其

6、中钢支撑的端点是否与失效柱上端节点直接相连对连续倒塌抗力的提升影响较大，支撑在内框架上是否连续布置对倒塌抗力影响相对较小；2.结构的抗连续倒塌能力对支撑在结构的水平布置方向不敏感；3.对于不同的局部楼层用钢支撑进行加固，都能有效防止底层柱突然失效后引起的连续倒塌，但是随着所加固楼层的上移，这种抵抗能力会有所下降并且剩余柱段会转换受力方向成为受拉构件。故在工程上采用高位加固时，应适当考虑柱的抗拉性能；4.按照我国规范设计的框架结构，在除顶层外的局部楼层加设钢支撑后会导致与在之相邻的楼层形成薄弱层，但是这个薄弱层还不至于使II结构在大震作用下倒塌。本文认为在

7、钢筋混凝土框架结构二层设置钢支撑是防止连续倒塌的有力措施，同时能保证结构在大震作用下的安全性。关键词：连续倒塌；钢筋混凝土框架；动力非线性分析；备用荷载路径法IIIAbstractTheglobalstabilityofbuildingspacehasalwaysbeenoneofthemostessentialtopicsofbuildingstructuraldesign.Inrecentyears,anevengreaterattentionhasbeenpaidtothistopicbymanyresearchersandstructuralen

8、gineers.Thecurrentstructuraldesignspecif