框架结构倒塌动力因素的分析.pdf

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1、框架结构倒塌动力因素的分析Theanalysisoftheframestructurecollapsedpowerfactor司应石李星未晓丽(土木工程学院河西学院，甘肃兰州734000)摘要：以抗连续倒塌设计指南为标准，利用大型有限元软件ANSYS，采用拆除构件法对钢筋混凝土框架结构进行线性静力和动力分析。通过计算分析比较，得出动力分析对结构影响更大。随后对结构拆除后的动力因素影响进行分析。关键词：混凝土框架；连续倒塌；拆除构件法；Abstract：Withcontinuouscollapseresistancedesignguidelinesasthestandar

2、d，basedonthelargefiniteelementsoftwareANSYS，usingthemethodofdemolitionofartifactsofreinforcedconcreteflamestructureforhnearstaticanalysis．Throughcomparativeanalysis，Itisconcludedthatdynamicanalysisonthestructuralinfluenceisgreater．thestructureofaynanlicfactorswereanalyzedwhendismantlingc

3、olumn．Keywords：concreteflame；progressivecollapse；alternatepathmethod中图分类号：973+．31文献标识码：B文章编号：1003—8965(2016)04—0066—021引言结构的连续性倒塌引起了广泛关注，越来越多的研究者开始关注建筑物连续倒塌问题。国内方面，朱明程等⋯阐述了我国北方某地五层砖混办公楼发生连续倒塌的机理。郭文军等121研究发现结构的破坏原因是由于冲击使构件边界条件发生改变。胡晓斌等【3】提出倒塌设计应由概念设计及计算设计两部分构成。国外方面，Kaewkulchai等【4】结合损伤指标来预

4、测结构发生连续倒塌的破坏等级。Bldridget等【5’得出抗震设计的钢筋混凝土框架本身就有抗倒塌的部分能力。Cesare旧】等采用静力迭代的方法模拟出结构在发生连续倒塌过程中的非线性行为。2算例及分析流程2．1设计参数本文采用有限元软件ANSYS建立了6层钢筋混凝土框架结构”1。其中首层层高为3．6m，其余层高均为3．3m；柱子截面尺寸均为600mmX600mm；横梁截面尺寸为300mmX600mm，纵梁截面尺寸为250mm×500mm：现浇楼板厚度为100mm。房屋开间尺寸为6．000mm，进深尺寸为7200mm，走廊宽度为2400mm。材料方面，梁、板、柱混凝土强

5、度等级均采用C30，钢筋选用HRB335。荷载方面旧’考虑结构自身重量，楼面活荷载取为3．5kN／m，恒载取值为5kN／m：屋面恒载大小为8kN／m，活载取值为2．0kN／m，不考虑侧向荷载的组合。2．2构件拆除顺序本文在对构件进行拆除的前提下，采用先线性静力分析方法，后线性动力分析对框架结构的内力进行分析，构件拆除位置见图1所示。I111Cl05-2I12I10●●-39I^8^1‘6，I‘uI。II●III图1构件拆除位置图如图1所示，拆除的构件分别为柱C1、柱A1、柱A5和柱C5。3计算结果分析拆除其中的A5、C5柱后，与其相连的梁经过内力重分布后承受的内力如下。

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10、I。。_士图3拆除柱C5的内力分布图两种情况分析的结果都是，静力分析时，按国外倒塌标准不会发生倒塌破坏，动力分析时，与其相连的梁失去工作性能。主要是静力分析时作用大小、方向、位置不随时间变化或变化很缓慢的荷载，不致使结构产生显著的加速度，可略去惯性力的影响。而动力分析时作用迅速变化的荷载，将引起结构震动，使结构产生不可忽视的加速度，考虑了惯性力的影响。下面就惯性力的影响进行分析。可提取与拆除第一层柱C5相关的速度图。1)提取X方向与柱相连梁的速度图!H丽i#———i——弋r——百—1时胃一图4X方向与柱相连梁的速度图C一量

11、llD一晕10图中A、B、C、D分别为与C5相连的梁，在去掉C5之后，结构体系产生了变化，传力途径发生了变化，梁的刚度也发生了改变，内力进行了重行分配。从图可以看出，0．1S去掉柱后，相连梁的都产生了震动，有相应的速度。其中A、D线的波动大，是梁12、10在X方向形成链状承力构件，梁刚度有所改变，受压部分承受拉力，主要受力。B、C线的波动小，是梁9、11在Y方向承受较小力，次要受力。2)提取Y方向与柱相连梁的速度图；一图5Y方向与柱相连梁的速度图图为Y方向与去掉的柱相连的梁的速度时间曲线，从图中可以看出，0．1S去掉柱后，相连梁都产生了震