反向槽钢节点钢框架—组合楼板结构鲁棒性能研究
发布时间：2021-10-18 18:16
建筑结构遭受偶然荷载而发生初始破坏,失效构件承受的荷载向周边构件传递,内力重分布的过程中造成更多构件的破坏,最终引起结构整体倒塌或者与初始破坏不成比例的破坏,这就是结构连续性倒塌。21世纪初的“911”事件把结构抗连续性倒塌的研究推向高潮,包括梁柱节点研究、二维平面框架研究和三维整体结构的研究,随着钢结构的广泛应用,针对钢框架-组合楼板结构的研究越来越多。梁柱节点是联系水平承重构件与竖向承重构件的关键构件,而且其转动能力和变形后的轴向抗拉能力决定梁的悬链线效应的产生和发展,目前对传统焊接节点和栓接节点的研究较为成熟,还没有针对具有良好变形能力的反向槽钢节点鲁棒性能的研究。三维整体结构能反映实际结构的三维整体效应,能调动抗弯机制、悬链线效应、受压拱效应和受拉膜效应发挥作用,但目前对三维整体结构抗倒塌性能的研究还不够成熟,而且多为中柱失效工况下的研究,对边柱失效工况的研究很少,边柱失效工况的受力机理尚不明确。本文采用拆柱法对反向槽钢节点钢框架-组合楼板结构边柱失效工况下的鲁棒性能进行拟静力试验研究,采用组件法对反向槽钢节点进行试验研究,以解决一些有待研究的问题。主要研究过程和结论有以下几点...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RonanPoint公寓角部倒塌
Alfred P.Murrah 联邦大楼倒塌事件1995 年 4 月 19 日，一辆载着硝酸铵和燃油的汽车炸弹造成了美国 AflreMurrah 联邦政府办公大楼的倒塌，168 人死于这次事故，并且有 800 多人受伤办公大楼是一栋建于 1970 年的 9 层单向楼板钢筋混凝土结构，三层有一根跨度2.2m 的转换大梁。汽车炸弹直接导致结构底层一根支承转换大梁的柱子破坏，与根柱子相邻的两根柱子在爆炸冲击波作用下受剪破坏，底层三根结构柱的破坏得转换大梁的跨度从 12.2m 变成了 48.8m，转换大梁所受弯矩作用急剧增大，转大梁受弯破坏导致上部结构塌落并进一步引起周围结构的连锁倒塌破坏，最终成办公大楼北侧全部倒塌，倒塌面积接近全楼面积的 1/2，如图 1.2 所示[8]。(a)爆炸发生位置（b）整个东南角图 1.1 Ronan Point 公寓角部倒塌Fig 1.1 Collapse at a corner of Ronan Point apartment
2001年9月11日，恐怖分子劫持两架飞机先后撞击美国世界贸易中心双子塔，引起大楼内发生大火，受火后不久，两座塔楼相继发生连续性倒塌，如图 1.3 所示。这次事故中的遇难者人数高达 2998 人，直接经济损失高达 2000 亿美元。世贸大厦主体为全钢筒中筒结构，楼板为空腹桁架-混凝土组合楼板，在设计之初已经计算了偶然荷载的影响，飞机撞击的冲击作用只相当于五至六级地震力作用，结构本身是可以抵御的，导致结构整体倒塌的原因是飞机撞击引起的大火。美国标准和技术研究院（NIST）[9]采用数值模拟的方法，研究大楼倒塌的整个过程。飞机撞击后仅造成塔楼上部局部区域梁柱和楼板破坏，撞击引起的大火使得结构外围的钢桁架强度和刚度严重下降，无法提供原始设计时的支撑能力，上部结构塌落撞击下部结构，下部结构在巨大的冲击力作用下破坏，并再次向下冲击下层结构。如此循环，形成连锁反应，最终造成双子大厦的完全倒塌。世贸大厦倒塌事件把结构抗连续性倒塌的研究推向最高峰，很多国家陆续对结构连续性倒塌的破坏机理、提高结构整体性的措施、提高结构抗火性能的设计方法等方面给出了详细的说明。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组件法的超大承载力端板连接节点弯矩-转角曲线计算方法[J]. 陈学森,施刚,赵俊林,郁汉明,魏东. 工程力学. 2017(05)
[2]平面钢框架结构抗倒塌动力试验研究[J]. 谢甫哲,舒赣平. 建筑结构学报. 2016(12)
[3]框架结构典型梁柱节点的抗连续倒塌性能[J]. 陈俊岭,舒文雅,李金威. 同济大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]结构抗连续倒塌设计规范和方法比较[J]. 周健,崔家春,周健. 建筑结构. 2015(23)
[5]结构鲁棒性研究进展与趋势[J]. 李六连,李国强,陆勇,陈素文. 建筑钢结构进展. 2015(05)
[6]方钢管柱-H形梁栓焊混合连接节点抗连续性倒塌性能试验研究[J]. 王伟,李玲,陈以一. 建筑结构学报. 2014(04)
[7]组件法用于钢结构节点性能分析的研究进展[J]. 陈颖智,童乐为,陈以一. 建筑科学与工程学报. 2012(03)
[8]结构鲁棒性及其评价指标[J]. 吕大刚,宋鹏彦,崔双双,王闽雄. 建筑结构学报. 2011(11)
[9]钢框架端板连接半刚性节点受力性能分析[J]. 石永久,王萌,王元清,施刚. 工程力学. 2011(09)
[10]建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状[J]. 江晓峰,陈以一. 土木工程学报. 2008(06)
博士论文
[1]组合梁平面钢框架抗连续倒塌性能研究[D]. 高山.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于消能观点的结构鲁棒性分析与实现[D]. 方召欣.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]单层三维刚性钢框架结构连续性倒塌试验研究[D]. 杨成.哈尔滨工业大学 2017
[2]钢框架—组合楼板结构抗连续倒塌性能简化评估[D]. 蒋强福.重庆大学 2017
[3]钢框架组合楼板结构在中柱失效下抗连续倒塌三维整体效应研究[D]. 刘剑.重庆大学 2017
[4]钢框架子结构抗连续倒塌性能试验研究[D]. 马亚东.哈尔滨工业大学 2016
[5]钢筋混凝土框架结构倒塌过程中动力效应试验研究[D]. 蒋曲翀.湖南大学 2014
[6]水平荷载下框架空间作用试验研究与建模分析[D]. 任国亮.武汉大学 2004
本文编号：3443259
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
RonanPoint公寓角部倒塌
Alfred P.Murrah 联邦大楼倒塌事件1995 年 4 月 19 日，一辆载着硝酸铵和燃油的汽车炸弹造成了美国 AflreMurrah 联邦政府办公大楼的倒塌，168 人死于这次事故，并且有 800 多人受伤办公大楼是一栋建于 1970 年的 9 层单向楼板钢筋混凝土结构，三层有一根跨度2.2m 的转换大梁。汽车炸弹直接导致结构底层一根支承转换大梁的柱子破坏，与根柱子相邻的两根柱子在爆炸冲击波作用下受剪破坏，底层三根结构柱的破坏得转换大梁的跨度从 12.2m 变成了 48.8m，转换大梁所受弯矩作用急剧增大，转大梁受弯破坏导致上部结构塌落并进一步引起周围结构的连锁倒塌破坏，最终成办公大楼北侧全部倒塌，倒塌面积接近全楼面积的 1/2，如图 1.2 所示[8]。(a)爆炸发生位置（b）整个东南角图 1.1 Ronan Point 公寓角部倒塌Fig 1.1 Collapse at a corner of Ronan Point apartment
2001年9月11日，恐怖分子劫持两架飞机先后撞击美国世界贸易中心双子塔，引起大楼内发生大火，受火后不久，两座塔楼相继发生连续性倒塌，如图 1.3 所示。这次事故中的遇难者人数高达 2998 人，直接经济损失高达 2000 亿美元。世贸大厦主体为全钢筒中筒结构，楼板为空腹桁架-混凝土组合楼板，在设计之初已经计算了偶然荷载的影响，飞机撞击的冲击作用只相当于五至六级地震力作用，结构本身是可以抵御的，导致结构整体倒塌的原因是飞机撞击引起的大火。美国标准和技术研究院（NIST）[9]采用数值模拟的方法，研究大楼倒塌的整个过程。飞机撞击后仅造成塔楼上部局部区域梁柱和楼板破坏，撞击引起的大火使得结构外围的钢桁架强度和刚度严重下降，无法提供原始设计时的支撑能力，上部结构塌落撞击下部结构，下部结构在巨大的冲击力作用下破坏，并再次向下冲击下层结构。如此循环，形成连锁反应，最终造成双子大厦的完全倒塌。世贸大厦倒塌事件把结构抗连续性倒塌的研究推向最高峰，很多国家陆续对结构连续性倒塌的破坏机理、提高结构整体性的措施、提高结构抗火性能的设计方法等方面给出了详细的说明。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于组件法的超大承载力端板连接节点弯矩-转角曲线计算方法[J]. 陈学森,施刚,赵俊林,郁汉明,魏东. 工程力学. 2017(05)
[2]平面钢框架结构抗倒塌动力试验研究[J]. 谢甫哲,舒赣平. 建筑结构学报. 2016(12)
[3]框架结构典型梁柱节点的抗连续倒塌性能[J]. 陈俊岭,舒文雅,李金威. 同济大学学报(自然科学版). 2016(01)
[4]结构抗连续倒塌设计规范和方法比较[J]. 周健,崔家春,周健. 建筑结构. 2015(23)
[5]结构鲁棒性研究进展与趋势[J]. 李六连,李国强,陆勇,陈素文. 建筑钢结构进展. 2015(05)
[6]方钢管柱-H形梁栓焊混合连接节点抗连续性倒塌性能试验研究[J]. 王伟,李玲,陈以一. 建筑结构学报. 2014(04)
[7]组件法用于钢结构节点性能分析的研究进展[J]. 陈颖智,童乐为,陈以一. 建筑科学与工程学报. 2012(03)
[8]结构鲁棒性及其评价指标[J]. 吕大刚,宋鹏彦,崔双双,王闽雄. 建筑结构学报. 2011(11)
[9]钢框架端板连接半刚性节点受力性能分析[J]. 石永久,王萌,王元清,施刚. 工程力学. 2011(09)
[10]建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状[J]. 江晓峰,陈以一. 土木工程学报. 2008(06)
博士论文
[1]组合梁平面钢框架抗连续倒塌性能研究[D]. 高山.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于消能观点的结构鲁棒性分析与实现[D]. 方召欣.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]单层三维刚性钢框架结构连续性倒塌试验研究[D]. 杨成.哈尔滨工业大学 2017
[2]钢框架—组合楼板结构抗连续倒塌性能简化评估[D]. 蒋强福.重庆大学 2017
[3]钢框架组合楼板结构在中柱失效下抗连续倒塌三维整体效应研究[D]. 刘剑.重庆大学 2017
[4]钢框架子结构抗连续倒塌性能试验研究[D]. 马亚东.哈尔滨工业大学 2016
[5]钢筋混凝土框架结构倒塌过程中动力效应试验研究[D]. 蒋曲翀.湖南大学 2014
[6]水平荷载下框架空间作用试验研究与建模分析[D]. 任国亮.武汉大学 2004
本文编号：3443259
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