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偶然荷载作用下钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌分析与设计

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偶然荷载作用下钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌分析与设计

作者：张亮南昌航空大学

学位级别：硕士

建筑结构的安全问题越来越引起社会的重视,欧美等国对结构抗倒塌问题较早就开展了研究,并颁布了针对结构抗连续倒塌设计的相应规范。而目前国内规范虽有部分涉及,但仍缺乏专业的抗连续设计规范。为开展国内规范设计下的结构抗连续倒塌研... 详细信息

建筑结构的安全问题越来越引起社会的重视,欧美等国对结构抗倒塌问题较早就开展了研究,并颁布了针对结构抗连续倒塌设计的相应规范。而目前国内规范虽有部分涉及,但仍缺乏专业的抗连续设计规范。为开展国内规范设计下的结构抗连续倒塌研究,本文在总结国外抗连续倒塌规范的基础上,使用SAP2000工程软件,采用非线性动力拆除构件法对国内规范设计的结构做抗连续倒塌分析,并运用倒塌率指标对结构做出评价。本文比较研究中美两国荷载规范和结构设计体系的差异。提出适合的偶然荷载组合。并利用该荷载组合采用非线性静力替代路径法对结构重新进行抗倒塌设计,对比美国规范设计结果,得出修改后偶然荷载设计结果偏安全,适用于国内规范设计体系。主要研究结论如下:1、运用非线性动力替代路径法分析结构的抗倒塌性能,并引入倒塌率指标对结构进行评价。结构抗倒塌性能随楼层增加而降低,内柱冗余度较高倒塌率最低,长边中柱倒塌率最高。2、结构倒塌过程中,失效柱上部梁构件出现两种抗力机制,不同失效柱产生的抗力机制不同。3、对中美两国荷载规范体系的差异性做梳理,提出适合国内规范设计的偶然荷载组合,并运用该组合对结构进行抗倒塌设计,对比美国规范荷载组合有较高安全性。

关键词：连续倒塌偶然荷载替代路径法 SAP2000

偶然荷载作用下钢筋混凝土框架结构关键柱失效对结构防连续倒塌性能的影响

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偶然荷载作用下钢筋混凝土框架结构关键柱失效对结构防连续倒塌性...

作者：王海峰北京建筑大学

学位级别：硕士

由于火灾、撞击、爆炸等偶然荷载的作用导致了结构发生连续倒塌事故频发,造成了严重的经济损失和大量的人员伤亡,因而引起了国内外学者和工程界人士的普遍关注。因为偶然荷载具有作用位置不可估计、作用量值大、作用时间很短、作用特性... 详细信息

由于火灾、撞击、爆炸等偶然荷载的作用导致了结构发生连续倒塌事故频发,造成了严重的经济损失和大量的人员伤亡,因而引起了国内外学者和工程界人士的普遍关注。因为偶然荷载具有作用位置不可估计、作用量值大、作用时间很短、作用特性无法估计的特点,给结构在偶然荷载作用下防连续倒塌设计造成了很大的技术难题。目前国内外学者对此做了大量计算分析和实验研究。本文分别利用PMSAP线性静力、SAP2000非线性静力和SAP2000非线性动力三种分析方法研究了总层数分别为10层、8层和6层的3个钢筋混凝土框架结构模型中的边柱、角柱、中柱等不同位置的柱在偶然荷载作用下失效后,对结构防连续倒塌性能进行了研究。并对三种分析方法的结果进行了对比研究。利用PMSAP线性静力方法,分析了抗震设防烈度分别为6、7、8度,层高分别为3.5m和4m,板厚分别为120mm、150mm和180mm时,3个框架模型中不同位置的柱失效后,对框架梁的抗弯承载力变化率和失效节点竖向位移的影响。分析结果表明：抗震设防烈度的增加、层高的增加、板厚的增加对结构的防连续倒塌是有益的,而随着层数的增加,对结构的防连续倒塌不利。；底层柱失效对结构的防连续倒塌最不利,位于第6层及以上层的柱失效对结构的连续倒塌影响很小；同一楼层中角柱失效后对于结构的连续倒塌影响最显著,中柱的影响最小边跨中柱介于二者之间；柱失效后,对结构竖直方向的影响范围比水平方向的影响显著。利用SAP2000非线性静力方法分析了不同抗震设防烈度下3个框架模型中不同位置的柱失效后对结构最终塑性铰分布图、梁端弯矩-位移曲线、节点位移的影响。分析结果表明了与PMSAP法相同的结论。同时分析发现塑性铰在框架梁中的出现具有同时性,这主要是因为冗余度的影响,虽然底部构件配筋更多,但是上部结构本身受力比底层结构小,造成结构塑性铰的出现具有同时性,这说明按照中国规范设计的建筑在梁端出现破坏后,可能其余位置的梁端也存在破坏的情况。利用SAP2000非线性动力方法,引入时间因素,考虑结构的瞬时动力效应,分析了不同抗震设防烈度3个框架模型中不同位置的柱失效后对结构最终塑性铰分布图、梁端弯矩-位移曲线、节点位移的影响。分析结果表明了与PMSAP法和SAP2000非线性静力方法相同的结论。分析得到瞬时动力效应作用完成后结构的响应并没有停止,而是要持续一定的时间,在这段时间内,出现塑性铰的构件表现出如下特点：构件内弯矩几乎没有增加,转角的变化趋于定值,竖向位移不断增加,这说明结构的连续性倒塌发生的时间可能会在偶然荷载作用完成后。最后,对比三种分析方法的不同,给出在工程中推荐的分析方法。通过利用三种分析方法研究结构防连续倒塌能力发现,线性静力方法得到的结果最为保守,这主要是由于线性静力方法具有很多假设,计算简化较多,所用时间最短；非线性静力方法虽然较线性方法假定减少,计算过程也相对复杂,但是没有考虑动力效应的影响和作用时间；只有非线性动力方法充分考虑各种因素的影响,计算假定又少,得到的结果更加真实。综合考虑三种方法的优缺点,建议在工程分析过程中优先选用非线性静力方法,此方法既考虑材料的非线性,又不会占用太多时间去计算结果。

关键词：偶然荷载柱失效 PMSAP线性静力 SAP2000非线性静力 SAP2000非线性动力防连续倒塌

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偶然荷载结构抗连续倒塌的设计方法

福建建筑 2010年第11期149卷 45-47页

作者：杨玛莎厦门合道工程设计集团有限公司 361004

对于结构抗连续倒塌的设计研究,国外的设计规范中相继作了相关的抗倒塌要求规定,但是这些规范给出的只是概念性的要求,没有可操作可实施的设计方法,国内的设计规范此方面的研究还是空白。因此目前结构设计难以实现抗连续倒塌的性能设计... 详细信息

对于结构抗连续倒塌的设计研究,国外的设计规范中相继作了相关的抗倒塌要求规定,但是这些规范给出的只是概念性的要求,没有可操作可实施的设计方法,国内的设计规范此方面的研究还是空白。因此目前结构设计难以实现抗连续倒塌的性能设计。本文采用静力非线性有限元倒塌分析法,进行连续倒塌计算分析,提出与中国设计规范背景相适宜的、具有可操作性的抗连续倒塌设计方法。

关键词：框架抗连续倒塌静力非线性偶然荷载设计方法

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偶然荷载作用下单洞双线隧道响应分析

智能建筑与工程机械 2024年第9期6卷 1-4页

作者：杜亚南于朋臣吴玉凯中铁十四局集团大盾构工程有限公司江苏南京211800

为研究在偶然荷载作用下单洞双线盾构隧道整体力学性能,基于上海市机场联络线,选取了包括运营工况、顶部超载分别为90、180、360 kPa等4种工况下整体的力学性能,对各工况中偶然荷载作用下结构整体响应及设计计算进行了分析,并与基本荷... 详细信息

为研究在偶然荷载作用下单洞双线盾构隧道整体力学性能,基于上海市机场联络线,选取了包括运营工况、顶部超载分别为90、180、360 kPa等4种工况下整体的力学性能,对各工况中偶然荷载作用下结构整体响应及设计计算进行了分析,并与基本荷载组合、标准荷载组合进行了对比。结果表明:偶然荷载对管片内力及配筋影响较小,对中隔墙内力及配筋有所影响,对弧形件顶部截面内力及配筋影响最大,需重点关注该构件。偶然荷载作用下结构整体内力与配筋均明显高于基本荷载组合,但按照基本荷载组合配筋结构最大裂缝宽度均能满足要求。因此在结构设计中,要将偶然荷载组合作为结构整体受力的不利工况,并进行重点计算。

关键词：单洞双线盾构隧道预制内部结构偶然荷载爆炸荷载力学性能

偶然荷载工况作用下LNG储罐荷载的选取及组合

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特种结构 2010年第6期27卷 13-16页

作者：王琪杨建江天津大学建筑工程学院

偶然荷载工况作用下大型液化天然气储罐的结构分析是大型LNG储罐技术研发的重要组成部分,而目前偶然荷载工况的荷载取值无据可依。本文针对这一问题,参考了欧洲标准、美国规范以及建筑荷载规范中的相关规定,指出了偶然荷载工况作用下所... 详细信息

偶然荷载工况作用下大型液化天然气储罐的结构分析是大型LNG储罐技术研发的重要组成部分,而目前偶然荷载工况的荷载取值无据可依。本文针对这一问题,参考了欧洲标准、美国规范以及建筑荷载规范中的相关规定,指出了偶然荷载工况作用下所需考虑的荷载类型,并提出了具体可行的荷载组合公式,以服务于国内大型LNG储罐的开发和设计工作。

关键词：偶然荷载荷载组合 LNG储罐

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几种偶然荷载对管道应力的影响

山东化工 2019年第6期48卷 179-181页

作者：尹君东朱峰中石油华东设计院有限公司山东青岛266071

介绍了风载和安全阀排放反力荷载对管道产生作用的方式,以工程实例来说明这两种偶然荷载对管道应力的影响及解决方案。

关键词：偶然荷载风载安全阀起跳荷载

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某偶然荷载对建筑物的影响分析

安徽建筑 2020年第10期27卷 166-168页

作者：王兵孙飞龙胡海松安徽省水利科学研究院安徽合肥230000 安徽省建筑工程质量监督检测站安徽合肥230031

为了解某施工现场塔吊配重块掉落对现浇板及周边构件的影响,通过现场对受损区域的质量检测,并对受损区域和周边完好区域的质量进行对比,进一步分析该偶然荷载对建筑物的实际影响,为工程的下一步处理提供依据。文章通过该案例,对施工现... 详细信息

为了解某施工现场塔吊配重块掉落对现浇板及周边构件的影响,通过现场对受损区域的质量检测,并对受损区域和周边完好区域的质量进行对比,进一步分析该偶然荷载对建筑物的实际影响,为工程的下一步处理提供依据。文章通过该案例,对施工现场遇到类似情况提供一定的参考意义。

关键词：偶然荷载质量检测影响分析

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靠船墩基桩在偶然荷载作用下的有限元分析

中国水运（下半月） 2018年第7期18卷 120-121页

作者：孙飞张青亮中诚国际海洋工程勘察设计有限公司山东青岛266000

文章以宁波某码头为例,运用Robot有限元软件对撞击作用下靠船墩基桩桩身内力进行理论计算,得到相关理论数据,并做安全性评估。

关键词：靠船墩结构模型偶然荷载有限元安全性评估

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《建筑结构荷载规范》修订原则与要点

建筑结构学报 2011年第12期32卷 79-85页

作者：金新阳中国建筑科学研究院北京100013

在面对全球气候变化、全球反恐以及经济全球化的大背景下,国家标准《建筑结构荷载规范》的修订工作,首先是要积极应对风、雪、气温变化等灾害性天气对建筑结构安全构成的威胁,收集整理我国最新的风、雪和气温的极端气象数据,重新统计并... 详细信息

在面对全球气候变化、全球反恐以及经济全球化的大背景下,国家标准《建筑结构荷载规范》的修订工作,首先是要积极应对风、雪、气温变化等灾害性天气对建筑结构安全构成的威胁,收集整理我国最新的风、雪和气温的极端气象数据,重新统计并更新我国各城市基本雪压和风压值,填补建筑结构设计所需全国基本气温统计数据的空白;其次要增加温度作用、偶然荷载等内容,使规范的涵盖范围由直接作用扩充到间接作用,适应针对特殊建筑工程进行温度作用及爆炸撞击等突发事件设计的需求;最后要从风剖面、风压体型系数及风振响应计算等方面全方位统筹考虑风荷载的修订,补充和完善高层建筑横风向及扭转风振响应计算,在保持规范技术先进性的同时,表达方式尽可能与国际先进标准靠拢,以适应工程标准全球化的需求。

关键词：建筑结构荷载规范温度作用偶然荷载风荷载