【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)以其良好的受力性能使得在工業(yè)和民用建筑領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但由爆炸、火災(zāi)、碰撞等意外事故引起的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌則給社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的影響,而鋼框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)(連接)對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的影響非常大。因此,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)連接進(jìn)行抗連續(xù)倒塌性能的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。以通用三柱兩跨平面鋼框架子結(jié)構(gòu)框架為研究對(duì)象,應(yīng)用有限元軟件ABAQUS模擬了不同類型的箱型節(jié)點(diǎn)連接在中柱失效情況下的連續(xù)倒塌過(guò)程,分析了失效柱承載力和豎向位移關(guān)系曲線的特征以及梁截面應(yīng)力的發(fā)展過(guò)程;研究了不同削弱或加強(qiáng)參數(shù)以及樓板對(duì)子結(jié)構(gòu)框架的抗連續(xù)倒塌性能的影響。主要結(jié)論如下:(1)失效柱承載力-豎向位移曲線都經(jīng)歷了四個(gè)階段:梁機(jī)制階段、塑性發(fā)展階段、混合機(jī)制階段和懸鏈線機(jī)制階段。(2)除懸臂梁段標(biāo)準(zhǔn)型連接與標(biāo)準(zhǔn)型連接,沒能形成懸鏈線機(jī)制外,其余弱軸連接的懸鏈線機(jī)制均得到了充分的發(fā)揮,表現(xiàn)出良好的抗連續(xù)倒塌性能。(3)樓板對(duì)子結(jié)構(gòu)框架的抗連續(xù)倒塌性能的影響比較明顯,相對(duì)于無(wú)樓板的純鋼節(jié)點(diǎn),組合節(jié)點(diǎn)的初始剛度和塑性承載力都有比較大的提高,板中縱向鋼筋的拉結(jié)作用能夠延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)懸鏈線階段的長(zhǎng)度,使懸鏈線機(jī)制得到更為充分的發(fā)揮。提高節(jié)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度。同時(shí),樓板的存在使得梁中和軸上移,增加了梁下翼緣拉斷破壞的風(fēng)險(xiǎn)。(4)RBS削弱型剛性節(jié)點(diǎn)和頂?shù)捉卿摪雱傂怨?jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力較大,懸鏈線效應(yīng)能充分發(fā)揮,但它們的承載力較小。(5)端板厚度對(duì)長(zhǎng)端板連接節(jié)點(diǎn)抗倒塌性能的影響較大,當(dāng)端板厚度過(guò)大,節(jié)點(diǎn)的剛度較大,節(jié)點(diǎn)的承載力取決于螺栓的抗拉強(qiáng)度,由于高強(qiáng)螺栓塑性變形能力較差,因此會(huì)限制節(jié)點(diǎn)懸鏈線機(jī)制的發(fā)揮;當(dāng)端板厚度較小,端板處會(huì)提前發(fā)生局部破壞,導(dǎo)致懸鏈線機(jī)制不能發(fā)揮作用。建議端板厚度與蒙皮板厚度。(6)頂?shù)捉卿摷訌?qiáng)式連接節(jié)點(diǎn)的破壞始于角鋼內(nèi)圓角或螺栓的受拉破壞,頂?shù)捉卿摵吐菟ǖ乃苄詰?yīng)變能力對(duì)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)能力具有較大的影響。
【圖文】：

圖 1(a) 英國(guó) Ronan Point 公寓連續(xù)倒塌 圖 1(b) 美國(guó) Alfred P. Murrah 聯(lián)邦大樓倒塌圖 1(c) 世貿(mào)大樓倒塌2005 年，日本鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)出版了《高冗余度鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)指南》[33,34]。2001 年，，我國(guó)在《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153[35]中規(guī)定：允許主要承重構(gòu)件在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然荷載作用下發(fā)生局部破壞，但其余結(jié)構(gòu)應(yīng)具備在一定時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度�，F(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》[36]（GB50011-2010）提出了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的設(shè)計(jì)目標(biāo)，但沒有給出具體的設(shè)計(jì)流程和判斷標(biāo)準(zhǔn)�，F(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[37]（GB50010-2010）增加了防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則和 6 項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，列舉了局部加

圖 1(c) 世貿(mào)大樓倒塌結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)出版了《高冗余度鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)控《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153[偶然荷載作用下發(fā)生局部破壞，但其余結(jié)構(gòu)度�，F(xiàn)行《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》[36]（GB5001，但沒有給出具體的設(shè)計(jì)流程和判斷標(biāo)準(zhǔn)。2010）增加了防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)原則和 6 項(xiàng)設(shè)構(gòu)件法等三種方法，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非常規(guī)但沒有給出具體的設(shè)計(jì)方法�，F(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)安全等級(jí)為一級(jí)的高層建筑給出了相應(yīng)的規(guī)布了第一版《建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)規(guī)范》[39] ≤
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU391

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2620004