基于拆除构件法的空间钢框架结构倒塌过程研究

发布时间：2023-03-11 08:13

　　随着社会的快速发展,人们对建筑结构的需求越来越多样化,钢结构以其优良的力学性能受到广泛应用。近年来,钢结构遭受意外荷载时发生连续倒塌的事故层出不穷,造成了极其严重的后果。因此,对钢结构的倒塌问题研究具有非常重要的工程价值和意义。由于造成结构倒塌的偶然荷载多种多样,难以定量研究。本文结合国外抗倒塌设计规范介绍的备用荷载路径法,忽略引起结构倒塌的原因,假定关键构件的失效位置,将OpenSees有限元软件与拆除构件法相结合,通过拆除局部承重柱的方式,对空间钢框架结构进行抽柱后的非线性静力Pushdown分析和非线性动力分析,研究不同结构参数对结构倒塌响应的影响。论文的主要工作及结论如下:(1)建立不同尺寸的空间钢框架结构模型,分别拆除不同位置承重柱,从抗倒塌极限承载能力、结构刚度和变形等方面,分析不同结构参数,如失效柱的位置、层高、层数、跨度等对结构抗倒塌性能的影响。结果表明失效柱的位置、结构的跨度和层数对结构的抗倒塌性能影响较大,层高的影Ⅱ响较小,可以忽略。(2)拆除空间钢框架结构的首层内柱、边柱和角柱,通过受损跨加载法进行非线性静力Pushdown分析,研究剩余结构的塑性铰发展过程,结果...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 典型的连续倒塌事故
    1.3 连续倒塌的定义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国外抗连续倒塌设计相关规范
        1.4.2 相关学者研究成果
    1.5 本文主要研究内容
第二章 结构抗连续倒塌研究方法及准则
    2.1 抗连续倒塌设计方法
        2.1.1 概念设计法
        2.1.2 拉结构件法
        2.1.3 关键构件法
        2.1.4 拆除构件法
    2.2 倒塌失效判定准则
        2.2.1 强度准则
        2.2.2 变形准则
        2.2.3 机构准则
        2.2.4 面积准则
        2.2.5 失效准则的选取
    2.3 倒塌分析的荷载组合
    2.4 本章小结
第三章 基于OpenSees的有限元模型
    3.1 OpenSees简介
    3.2 材料本构模型
    3.3 截面模型和单元模型
        3.3.1 截面模型
        3.3.2 基于柔度法的梁柱单元理论
    3.4 模型参数
        3.4.1 结构模型信息
        3.4.2 结构分析荷载
        3.4.3 结构质量矩阵
        3.4.4 结构阻尼矩阵
    3.5 本章小结
第四章 空间钢框架结构倒塌响应分析
    4.1 概述
    4.2 分析条件设置
        4.2.1 分析参数
        4.2.2 拆除构件方法
        4.2.3 地震动数据
        4.2.4 分析工况
    4.3 Pushdown分析和非线性动力分析结果研究
        4.3.1 失效柱位置对结构的影响
        4.3.2 楼层层数对结构的影响
        4.3.3 楼层层高对结构的影响
        4.3.4 跨度对结构的影响
        4.3.5 不同楼层柱失效对结构的影响
    4.4 不同位置柱失效的塑性铰发展过程
        4.4.1 工况一(拆除首层A1角柱)塑性铰发展过程
        4.4.2 工况二(拆除首层C3内柱)塑性铰发展过程
        4.4.3 工况三(拆除首层E1边柱)塑性铰发展过程
    4.5 本章小结
第五章 多维地震作用对钢框架结构抗倒塌性能影响
    5.1 分析模型及工况
        5.1.1 模型信息
        5.1.2 分析工况设置
    5.2 内柱失效后结构抗倒塌响应分析
        5.2.1 结构变形性能分析
        5.2.2 内柱失效后受损跨结构内力变化分析
    5.3 角柱失效后结构抗倒塌响应分析
        5.3.1 结构变形性能分析
        5.3.2 角柱失效后受损跨结构内力变化分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3759516