填充墙钢框架结构抗连续倒塌性能分析

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:king20051400
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结构的安全设计是结构分析设计的最基本任务,现今中东问题持续、难民问题升级,恐怖袭击频繁发生,造成了多次大规模结构的连续倒塌事件,导致社会经济方面惨重的损失,因此在防止建筑物在偶然荷载或是地震作用下发生倒塌方面提出了更高的要求。近年来,装配式钢结构住宅由于其轻质高强、节能环保、安全舒适、工业化程度较高等优点成为推动住宅产业化发展的理想结构形式,势必会取代现今建筑主体的钢筋混凝土结构成为未来建筑的主流结构。研究表明填充墙体的存在限制了钢框架梁柱结构的变形,有效提高结构承载力和刚度,从而改善结构变形受力性能。但在我国钢结构建筑的整体设计时,并没有将墙体考虑进设计中,研究设计方面也缺乏就填充墙体钢框架在连续倒塌工况下的分析。本文针对填充墙组合梁平面钢框架的连续倒塌性能进行了详尽的理论分析及有限元分析,并在此基础上提出了一种简化的填充墙对角等效斜压杆模型,进而进行结构整体分析,具体包括以下四部分内容:(1)在组合梁平面钢框架已有研究的基础上,提出了填充墙组合梁平面钢框架的承载力设计方法,并分析了子结构模型在连续倒塌不同受力阶段的工作机理。(2)基于ABAQUS有限元分析平台分别针对组合梁平面钢框架连续倒塌试验、砌体填充墙钢框架试验、内嵌墙板钢框架试验、多层多跨空间钢框架连续倒塌试验进行了建模及验证。验证了材料本构关系、选取单元类型、接触关系模型及相关参数确定的正确性及适用性。并建立填充墙组合梁平面钢框架模型,进行理论分析和有限元建模分析,验证理论分析的正确性。(3)基于已有理论提出了连续倒塌工况下填充墙组合梁平面钢框架的填充墙对角等效斜压杆模型,并针对砌体填充墙和内嵌墙板填充墙两种常用填充墙形式,提出了相应的等效斜压杆的有效宽度计算公式,并进行了影响参数分析。(4)基于拆除构件法结合动力时程分析,分别对不带填充墙的钢框架和带填充墙的等效斜压杆钢框架进行了连续倒塌分析,从失效点的竖向位移、结构构件的内力变化和结构的抗连续倒塌能力等方面研究了填充墙对钢框架结构的影响。
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