基于构件拆除法的RC框架结构动力反应和抗倒塌能力分析.pdf

第5卷第l期 震灾防御技术 、，01．5。No．1 for Dis私terPreVention M札．2010 20lO年3月 Technology Eanllquake 马高，李惠，欧进萍，2010．基于构件拆除法的Rc框架结构动力反应和抗倒塌能力分析．震灾防御技术，5(1)：62—72 基于构件拆除法的RC框架结构动力反应 和抗倒塌能力分析1 马 高1’李 惠1’欧进萍1，2’ 1)哈尔滨丁业大学土木丁程学院。哈尔滨150090 2)大连理工大学土木水利学院。大连116024 摘要 目前，地震及爆炸荷载下的结构连续倒塌问题已成为土木工程领域研究的热点。本文首先 简要介绍了国内外有关连续倒塌问题的研究现状和规范制定情况，然后基于q)erISees模拟平台， 对一钢筋混凝土框架结构进行了拆除柱构件的动力分析。计算结果表明：拆除边柱比拆除内柱对 结构的倒塌危险性要大，楼板对拆除构件后结构的动力反应有一定的减小作用。依据美国公共事 务管理局(GsA)的倒塌规范，采用静力非线性分析和竖向增量动力分析对结构抗连续倒塌能力 进行了研究。分析结果表明：楼板在一定程度上可提高结构抗连续倒塌能力；动力放大系数(DAF) 随结构进入塑性而逐渐增大；由静力非线性分析曲线得到的结构抗连续倒塌能力曲线与竖向增量 动力分析曲线吻合较好。 关键词：连续倒塌钢筋混凝土框架结构openSe鹤构件拆除竖向增量动力分析 引言 汶川大地震造成大量建筑破坏倒塌和重大人员伤亡，结构的连续倒塌分析和防治问 题再次引起学术界的重视。结构连续倒塌是指结构在极限荷载(如爆炸、碰撞、强震、 火灾等)作用下发生局部失效，由于结构内力重分布而导致结构部分或整体不成比例倒 爆炸而引发局部结构的竖向连续倒塌。1995年美国俄克拉荷马州AlfredP．Murrah大楼 遭恐怖袭击倒塌、2001年美国世贸中心倒塌等标志性事件，使结构连续倒塌问题再次受 到密切关注。 目前，国外已有设计规程对连续倒塌问题提出了分析方法和设计建议(National Building Code 1，2003；GSA ofCallada，1975：Eurocode2003，2003；DoD 连续倒塌问题的数值模拟方法包括：改进的隐式有限单元法、离散单元法、应用单元法和基 1基金项目国家973计划项目(编号：2007CB714205) [收稿日期]2009一12-23 [作者简介]马高，男，生于1985年．博士研究生。主要从事结构抗震研究。B咖il：m galDfi@126．锄 万方数据 1期 马高等：基于构件拆除法的Rc框架结构动力反应和抗倒塌能力分析 63 刘海卿等，2008)。 openSees(openSystem矗玎EanhquakeEngineering 国国家自然科学基金资助，加州大学伯克利分校为主开发的计算平台，主要用于钢筋混凝土 编程、开放源代码、高效率的非线性数值算法和丰富的材料、单元库等，已成为目前学术界 较流行的地震工程模拟平台。 本文首先对国内外研究现状做简要综述，然后基于0}penSees平台，研究了框架结构在拆 除柱构件后的动力反应，分析了拆除底层不同位置柱构件对结构反应的影响。同时，对现浇 楼板约束效应对结构抗倒塌能力的影响做了对比分析。最后，采用静力非线性、动力非线性 方法对结构的抗倒塌能力进行了分析。 1 国内外连续倒塌问题研究现状 1．1 国外抗连续倒塌规范及研究现状 关于连续倒塌问题的研究，国外始于1968年英国的Ro衄a