空間鋼框架結構抗連續(xù)倒塌能力研究分析
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【摘要】:中國的經(jīng)濟發(fā)展迅速,建筑行業(yè)同經(jīng)濟一同發(fā)生著日新月異的變化,為了滿足當下的需求,建筑結構的形式也越來越多樣化。鋼結構在當下獲得越來越多的結構工程師的認可。結構設計要考慮的最重要也是第一位的問題就是結構的安全問題,結構在偶然荷載的作用下會在結構的局部產(chǎn)生破壞,導致局部承載力不足,從而擴散到結構的相鄰部分繼續(xù)發(fā)生破壞,直到結構的主體承載力喪失,由此發(fā)生的連鎖反應造成的結構大規(guī)模坍塌,稱為連續(xù)倒塌。建筑物的連續(xù)倒塌會造成非常嚴重的生命及財產(chǎn)損失,引起巨大的社會影響,后果非常嚴重。然而,我國的結構規(guī)范對結構連續(xù)倒塌的設計要求還很模糊,所以,對鋼結構的連續(xù)倒塌的分析研究是具有一定的社會意義的。本文的研究工作主要在以下幾個方面:第一章主要論說了對結構進行抗連續(xù)倒塌能力的意義,列舉了海內(nèi)外較典型的建筑發(fā)生連續(xù)倒塌的事例,由此詳細介紹了前人所作出的研究分析以及制定的相應規(guī)范規(guī)程,并且提出了本文所計劃的相關研究內(nèi)容。第二章對結構抗連續(xù)倒塌能力進行了定義,詳細介紹了結構抗連續(xù)倒塌的設計準則,根據(jù)英美國家對結構發(fā)生連續(xù)倒塌事件的研究分析定制了相關的設計準則,提出了根據(jù)結構倒塌的機理所做出的設計規(guī)范,以及抗結構連續(xù)倒塌的概念設計方法和結構發(fā)生局部倒塌所允許的范圍。分析結構抗連續(xù)倒塌的各種概念設計方法,根據(jù)對規(guī)范的理解做出了相對詳細的介紹;最后對結構抗連續(xù)倒塌的備用荷載路徑法的四種分析手段做出了說明,對下文分析做好了理論奠基。第三章通過鋼框架結構模型及衍伸工況模型,通過對比分析內(nèi)力重分布情況,研究結構內(nèi)力變化的規(guī)律。對結構進行非線性靜力分析,判斷出結構中不同位置構件破壞對構件所造成的不同程度的影響。根據(jù)非線性靜力分析的結果,提出改善結構冗余度的設計方案,選取影響相對較大的工況研究分析,推斷出應在結構設計中采取多種方法并行的方式,保證結構的承載力要求。第四章對鋼結構原模型和各工況進行非線性動力時程分析,分析各工況的出鉸順序及時間,對比得出對荷載作用受影響相對最大的工況。通過對比不同工況內(nèi)力時程曲線,分析結構在構件失效后的荷載承擔情況和內(nèi)力轉移情況,研究對結構抗連續(xù)倒塌能力的影響分析。分析結構原模型和各工況的位移響應和加速度響應,對比位移情況和層間位移角的大小,推斷出非線性動力時程分析中受到影響相對最大的工況,在此工況中采取改善措施。第五章主要對本文研究內(nèi)容進行總結,提出本文研究內(nèi)容的不足之處,對本文未來的研究工作開展方向提出一定的展望。
【關鍵詞】:連續(xù)倒塌 鋼框架結構 偶然荷載 Pushdown分析 非線性動力時程分析
【學位授予單位】:山東建筑大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TU391;TU312.3
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-17
- 1.1 結構抗連續(xù)倒塌的研究意義10
- 1.2 典型連續(xù)倒塌事故實例10-13
- 1.3 結構抗連續(xù)倒塌設計的研究現(xiàn)狀13-15
- 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
- 第二章 結構抗連續(xù)倒塌設計的基本流程17-29
- 2.1 結構抗連續(xù)倒塌定義17-18
- 2.2 連續(xù)倒塌的分類18-19
- 2.3 結構抗連續(xù)倒塌設計準則19-22
- 2.4 結構抗連續(xù)倒塌設計的方法22-25
- 2.5 結構抗連續(xù)倒塌設計的結構性能檢查方法25-27
- 2.6 本章小結27-29
- 第三章 鋼框架結構抗連續(xù)倒塌能力實例分析29-48
- 3.1 鋼框架結構模型29-30
- 3.2 材料30
- 3.3 鋼框架結構靜力分析30-39
- 3.4 鋼框架結構非線性靜力分析(Pushdown分析)39-46
- 3.5 本章小結46-48
- 第四章 鋼框架結構抗連續(xù)倒塌能力動力時程分析48-66
- 4.1 引發(fā)結構發(fā)生連續(xù)倒塌的荷載介紹48-49
- 4.2 選取荷載模型49-50
- 4.3 鋼框架結構動力時程分析50-55
- 4.4 結構彈塑性動力時程分析55-60
- 4.5 抗連續(xù)倒塌設計研究60-65
- 4.6 本章小結65-66
- 第五章 結論與展望66-68
- 5.1 結論66-67
- 5.2 展望67-68
- 參考文獻68-71
- 后記71-72
- 攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況72
【參考文獻】
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