考虑节点影响的钢框架结构连续倒塌分析

发布时间：2018-02-16 01:38

  本文关键词： 钢框架 连续倒塌 节点轴力-弯矩耦合效应 Pushdown分析 破坏模式 抗倒塌机制　出处：《建筑结构学报》2015年12期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：针对目前钢框架结构抗连续倒塌分析中通常忽略节点轴力-弯矩耦合效应,并假设节点不发生破坏的问题,提出一种考虑节点轴力-弯矩耦合效应和楼板作用的钢框架连续倒塌分析模型,通过对已有试验的模拟验证了该模型的准确性;采用所提出的模型和基于能量的Pushdown方法对2个10层钢框架结构进行结构抗倒塌能力、破坏模式和抗倒塌机制分析。结果表明:不考虑节点轴力-弯矩耦合效应将高估钢框架结构的抗倒塌能力;钢框架结构典型破坏模式为钢柱屈曲引发的水平向倒塌及铰接节点断裂失效引发的竖向倒塌;当失效柱与梁刚性连接时,结构发生水平向倒塌破坏,破坏前竖向变形较小,主要的抗倒塌机制是梁端的轴力、弯矩及各层不均匀发展轴力产生的空腹桁架效应;而失效柱与梁铰接时,结构发生竖向倒塌破坏,破坏前结构发生较为明显的竖向变形,节点失效前后结构主要抗倒塌机制分别为悬链线机制和楼板薄膜力机制。
[Abstract]:In the analysis of continuous collapse of steel frame structures, the coupling effect of axial force and bending moment of joints is usually ignored, and the failure of joints is assumed. A continuous collapse analysis model of steel frame considering the coupling effect of axial force and bending moment of joints and the action of floor slab is proposed. The accuracy of the model is verified by the simulation of existing tests. The proposed model and the energy-based Pushdown method are used to carry out the collapse resistance of two 10-story steel frame structures. Failure mode and anti-collapse mechanism are analyzed. The results show that the anti-collapse ability of steel frame structure is overestimated without considering the coupling effect of axial force and bending moment. The typical failure mode of steel frame structure is horizontal collapse caused by buckling of steel column and vertical collapse caused by fracture failure of hinged joints. The main anti-collapse mechanism is the hollow truss effect caused by the axial force at the end of the beam, the moment of bending and the uneven development of the axial force of each layer, while when the failure column is hinged with the beam, the structure collapses vertically, and the structure before the failure occurs obvious vertical deformation. The main collapse resistance mechanisms of joints before and after failure are catenary mechanism and floor membrane force mechanism respectively.
【作者单位】： 天津大学建筑工程学院;滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学);
【基金】：“十二五”国家科技支撑计划(2012BAJ07B05) 天津市应用基础与前沿技术研究计划重点项目(13JCZDJC35200)
【分类号】：TU391

【参考文献】

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【共引文献】

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