不同抗震等级框架结构的抗连续倒塌能力研究

作     者：郭海峰 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯健;童兴

授予年度：2018年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：框架结构 连续倒塌 拆除杆件法 非线性静力分析方法 不同抗震等级 

摘      要：近年来,结构的抗连续倒塌性能和设计方法越来越受到重视,国外已开展了四十多年的研究,取得了很多成果,编制了多本抗连续倒塌设计规范。我国在该方面的研究起步较晚,但也取得了一定的成果,2014年出版了我国第一本抗连续倒塌规范——《建筑结构抗倒塌设计规范》CECS392:2014为结构抗连续倒塌设计提供了依据,另外,2015年新修订的《混凝土结构设计规范》和2010版《高层建筑混凝土结构技术规程》等也增加了关于结构抗连续倒塌的条文。本文针对不同框架结构类型和不同抗震等级框架结构,利用非线性有限元结构分析程序SAP2000,建立了多层空间框架结构模型,采用结构抗连续倒塌常用的拆除构件法,对其进行了竖向荷载作用下不同楼层柱失效后的连续倒塌性能分析,为实际工程结构的抗连续倒塌设计提供参考。所做的研究工作及结论如下:1.介绍国内外抗连续倒塌设计的规范方法,并对中、美抗连续倒塌规范主要内容进行比较。2.详细介绍了抗连续倒塌设计方法,并着重介绍替代路径法抗连续倒塌的设计流程,列出非线性静力分析流程图,并说明拆柱法在SAP2000中具体实现步骤。3.对安全等级为一级设防烈度8度区、安全等级为二级设防烈度8度区、7度半、7度和6度的内廊式、外廊式和等跨式多层框架采用YJK软件进行常规设计,在满足结构整体指标(如周期比、位移角及位移比等)和合理配筋率的情况下,根据我国第一本抗连续倒塌规范——《建筑结构抗倒塌设计规范》CECS392:2014,采用静力非线性方法分别对安全等级为一级设防烈度8度区、安全等级为二级设防烈度8度区、7度半、7度和6度的内廊式、外廊式和等跨式建筑进行抗倒塌能力研究,每种建筑分别考虑底层、中间楼层和顶层的角柱、短边中柱、长边中柱及中柱失效12种工况进行计算分析。4.对不同抗震等级框架结构的抗连续倒塌能力的计算结果进行分析比对,并列出梁柱的混凝土用量、用钢量、梁柱塑性铰状态图及失效柱处最大竖向位移量表,从而直观地看出不同抗震等级框架结构的抗倒塌能力。5.从计算结果可以看出,除了角柱处抗倒塌能力相对较弱外,安全等级为一级设防烈度为8度区和安全等级为二级设防烈度为8度区的内廊式、外廊式具有一定的抗倒塌能力。从分析结果来看,安全等级为二级设防烈度为6度和7度的框架结构抗倒塌能力相对最弱,得到基本没有抗倒塌能力的结论。