RC空间框架结构竖向倒塌机制试验研究与分析

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyulong456
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
结构工程在服役过程中可能遭遇如煤气爆炸、恐怖袭击、火灾、撞击等作用,这些偶然荷载具有持续时间短、破坏程度大的特点,一旦发生,将可能导致结构连续倒塌,引起严重的人员伤亡和财产损失。开展结构连续倒塌性能的研究具有重大的学术、经济和社会意义。结构竖向倒塌作为结构连续倒塌的基本形式,正在成为土木工程学科的研究热点;选择广泛应用的钢筋混凝土框架结构作为研究对象,具有显著的普适性、时代性和必要性。本文采用试验研究、理论分析和数值计算相结合的研究方法,对有关钢筋混凝土空间框架结构竖向倒塌机制的5个关键性问题进行了研究,包括研发适于试验需要的微机控制液压加载试验装置、揭示RC框架结构竖向倒塌灾变机理和现浇板抗连续倒塌作用、提出未失效柱最大侧向变形和失效柱临界塌落位移的理论求解方法、揭示现浇RC梁板对因灾失效柱的约束作用、揭示现浇RC梁板对塌落影响区未失效柱侧向变形的影响规律。取得的研究成果主要有:1.开发了微机控制液压加载试验装置,解决了RC空间框架结构竖向倒塌机制试验研究设备难题;以实际工程为背景,依据相似试验理论,设计并制作了用于试验研究的结构试验模型;以数值计算为基础,综合考虑试验研究目的,提出了试验加载制度和检测方案。2.探明了RC空间框架结构竖向倒塌全过程由外推阶段(拱作用阶段)、内收阶段(悬链线作用阶段)和倒塌阶段(叠蛋糕式倒塌)三个阶段组成;提出了单参数倒塌损伤指数D,为实现定量准确快速评价结构倒塌损毁状态提供了技术途径,为确定受损结构的计算模型提供了可靠依据;定量评价了现浇板对梁铰形成机制的影响,具体因现浇板对梁约束情况而异;提出了塌落区和塌落影响区的概念,探明了倒塌细节,积累了数值模型确认所需的数据;揭示了现浇板对提高结构抗连续倒塌性能的机理,外推阶段现浇板显著提高因灾失效柱所受的约束作用,内收阶段现浇板发挥悬链线作用,悬链线作用的大小取决于塌落区范围。3.提出了未失效柱最大侧向变形的理论求解方法,并运用试验结果进行了验证;还提出了失效柱临界塌落位移的理论计算模型,提出了简化计算方法,运用多个试验成果验证了精度;基于试验和理论成果,提出了挠跨比评估法应用于损毁结构的快速评估,确定临界挠跨比为0.2时对应的失效位移作为临界塌落位移;还提出了一些提高结构抗连续倒塌性能的措施。4.理论分析了因灾失效柱所受的梁板约束作用,分别从基于力和位移、基于能量的角度进行了定性、定量分析;基于力和位移的约束作用分析,针对单一工况定量刻画了力(失效柱所受的约束作用)-位移(竖向位移)关系,针对不同工况定性比较了约束作用的大小;基于能量的约束作用分析,以抗塌落能的提出为前提,实现了不同工况间的定量比较;研究的因素中现浇板对约束作用的影响最为显著。5.揭示了现浇RC梁板对塌落影响区未失效柱侧向变形量和变形形状的影响规律:现浇板有无及位置对未失效柱的侧向变形形状和变形量均存在显著影响;在结构对称方向塌落伊始均存在外推阶段,结构非对称方向直接进入内收阶段;塌落影响区主要影响区域为距离失效柱两跨范围以内;周边构件能显著减小未失效柱的侧向变形量,结构非对称位置未失效柱的侧向变形量减少更显著;二维平面框架与三维空间框架相比,未失效柱的侧向变形形状有较大差异;材料强度对塌落区未失效柱的侧向变形形状和变形量无显著影响。本文的创新之处在于:1.揭示了RC框架结构竖向倒塌灾变机制和现浇板提高结构抗连续倒塌性能的机理,提出了单参数结构损伤指数模型,定量评价了现浇板对塑性铰的影响;2.提出了未失效柱最大侧向变形、失效柱临界塌落位移的理论求解方法,还提出了挠跨比评估法快速评价结构损毁状态的方法;3.揭示了现浇RC梁板对因灾失效柱的约束作用、现浇RC梁板对塌落影响区未失效柱侧向变形的影响规律,提出了抗塌落能的概念。
其他文献
白酒品评是白酒生产及其市场监管、真伪鉴别的重要手段。生产品评人员应对白酒品评、勾兑偿品技术、检测技术等基础理论和实践知识进行了解掌握,为生产、产品开发、酒体设计
随着大数据时代的到来,现实需求和未来趋势使教育领域成为大数据应用的重要领域。我国高职教育迅猛发展的同时进入上升瓶颈期,急需采用新的教学方式加以破解。高职院校中大数
"1+X"证书制度是职业教育人才培养新模式。高职院校应在完成学历证书教育的同时认清"1+X"证书制度所带来的机遇和挑战并积极开展"1+X"证书制试点工作。通过制定高质量、高标
随着中央对职业教育定位的转变,职业教育在国民教育中的地位不断提高,政府不断强调行业指导在促进职业教育产教融合中的作用。但在现实中,职业教育产教融合环节仍普遍存在学
<正>“长弓”(Longbow)阿帕奇历时7O个月的工程和制造研制计划业已完成了85%的工作,有待1995年11月举行国防采办委员会会议,以批准811架飞机的生产,其中有227架装有西屋公司
疫情期间在线教育成为“停课不停学”战略推进的有力支持。在“互联网+”的大环境依托下,高职专业实施推进以线上直播教学、网络课程资源、学生自主学习三位一体的教育教学模
现代中医临床诊疗研究开始重视从以往的研究和治疗经验得到论证和指导,期刊文献更新快,文献数量大,论文内容具有较高的学术价值、比较注意新的趋势和发展等优点,因此,对中医