抗连续倒塌分析在实际工程结构设计中的应用
本文选题:钢筋混凝土 + 框架结构 ; 参考:《华侨大学》2013年硕士论文
【摘要】:对于人们赖以生活、工作、居住的建筑物来说,其结构的安全性是最重要的问题。从1968年至今国内外发生的重大连续倒塌事件,并导致重大损失。从此,连续倒塌成为研究热点。连续倒塌开始于或大或小的意外荷载造成结构的局部破坏,接着引发连锁反应并向其它部分扩散,最终造成大范围坍塌。结构的最终破坏状态与初始破坏完全不成比例。本文在以下几个方面对连续倒塌作了重点讨论: (1)基于混凝土、钢材的关系和平截面假设,根据混凝土、钢筋强度、钢筋面积和位置,截面尺寸,根据截面极限状态的N M的关系,建立矩形钢筋混凝土、圆形钢筋混凝土、钢管混凝土和型钢混凝土的塑性铰判别计算,计算中,考虑了塑性铰的弯矩-轴力的耦合情况。 (2)参与编写了竖向荷载、地震荷载和风荷载作用下的框架的非线性分析程序,非线性分析方法为增量法,通过地震反应谱求出地震荷载,倒三角形分布作用在结构上,自动生成荷载-位移曲线,能标识加载全程塑性铰的生成过程。 (3)当结构成为可动机构时,可以认为结构倒塌。不过,由于可动机构的刚度为零,难以计算。本文采用给定方向位移的刚度的降低到某一低值时,认为结构倒塌,停止计算。文中提出倒塌的定义:结构在某级荷载作用下的刚度与初始弹性刚度之比小于由人工输入给定的比例,认为结构失效或倒塌。这样,结构倒塌有了初步的认定标准。 (4)运用MATLAB图形仿真手段,,结构在荷载作用下的反应将被可视化展现出来。 (5)根据编写的SAFPH有限元分析程序可计算两种方向的倒塌,即地震、风等水平荷载引起的倒塌和人为事故等偶然竖向荷载引起的倒塌。
[Abstract]:The safety of structures is the most important problem for people to live, work and live in. From 1968 to now, the major successive collapses occurred at home and abroad, and caused great losses. Since then, continuous collapse has become a research hotspot. The continuous collapse begins with the local destruction of the structure caused by large or small unexpected loads, and then causes a chain reaction and diffusion to other parts, resulting in the collapse of a large area. The final failure state of the structure is completely out of proportion to the initial failure. In this paper, the continuous collapse is discussed in the following aspects: Based on the relationship between concrete and steel and the assumption of section, the rectangular reinforced concrete and circular reinforced concrete are established according to the relation of concrete, steel bar strength, steel bar area and position, section size, and the relation of N M of section limit state. The coupling of bending moment and axial force of plastic hinge is considered in the discriminant calculation of plastic hinge between concrete filled steel tube and steel reinforced concrete. The nonlinear analysis program of the frame under vertical load, earthquake load and wind load is compiled. The nonlinear analysis method is incremental method. The seismic load is obtained by seismic response spectrum, and the distribution of inverted triangle is applied to the structure. The load-displacement curve can be generated automatically to identify the forming process of plastic hinge in the whole loading process. When the structure becomes a movable mechanism, the structure can be considered collapsed. However, because the stiffness of the movable mechanism is zero, it is difficult to calculate. In this paper, when the stiffness of the displacement in a given direction is reduced to a certain low value, it is considered that the structure collapses and stops the calculation. In this paper, the definition of collapse is proposed: the ratio of stiffness to initial elastic stiffness of a structure under a certain stage of load is less than the ratio given by manual input, and the failure or collapse of the structure is considered. In this way, the collapse of the structure has a preliminary identification criteria. Using MATLAB graphic simulation, the response of structure under load will be visualized. 5) according to the SAFPH finite element analysis program, the collapse in two directions can be calculated, that is, the collapse caused by earthquake, wind and other horizontal loads, and the collapse caused by accidental vertical loads such as man-made accidents.
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU312.3;TU318
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本文编号:1969683
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