装配整体式框架抗连续倒塌分析与整体稳固性评估

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装配式混凝土结构具有工厂化生产、现场劳动强度低、施工周期短、对环境污染小等优点,广泛应用于建筑工程、桥梁工程和地下工程。目前关于装配式混凝土结构的研究大都关注其抗震性能,对装配式混凝土结构抗连续倒塌还有待进一步研究。本文采用非线性有限元方法对装配整体式钢筋混凝土框架结构进行了抗连续倒塌分析和整体稳固性评估。主要研究内容包括:(1)采用合适的单元类型和材料本构,在有限元软件SAP2000中建立了装配整体式混凝土框架结构的分析模型。对国内外进行的7个抗连续倒塌子结构及框架试验进行了分析,验证了模型参数取值的合理性及准确性。结合模型计算结果对压拱机制和悬链线机制的受力机理进行了详细分析。(2)通过与经典塑性铰理论承载力进行对比,分别定义了压拱机制承载力提高系数和悬链线机制承载力提高系数。在前面模型验证的基础上,分析了配筋率、跨高比、柱相对抗弯刚度、层数、跨数和抽柱位置、以及梁后浇叠合层厚度变化等参数对压拱机制和悬梁线机制承载力的影响。(3)采用PKPM软件设计了3个满足我国现行规范的装配整体式框架模型和1个现浇框架模型,设计时变化的主要参数为抗震设防烈度。通过满跨加载的非线性静力Pushdown分析,采用相对鲁棒性指标RRI(relative robustness index)评估结构的整体稳固性,分析了移除柱位置、抗震设防烈度以及不同加强措施对结构整体稳固性的影响。在此基础上,对装配整体式混凝土框架结构抗连续倒塌设计进行了建议,供实际工程参考。
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