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RC框架结构地震倒塌判定准则分析

张松柏  
【摘要】:避免结构的倒塌是工程结构设计的重点之一,需建立比较合理的结构倒塌判定准则,来描述结构的倒塌,以方便学者更加深入的研究结构抗倒塌方法。国内外的框架结构倒塌判定准则很多,但在实际应用时如何选择倒塌判定准则没有定论,确定一个比较合理的结构倒塌判定准则选择方法迫不及待。 本文对已有钢筋混凝土框架结构倒塌判定准则进行综述和分析总结,并选择本文需要对比的几类倒塌判定准则。以钢筋混凝土平面框架结构拟静力倒塌试验为基础,用OpenSees有限元软件对该结构进行数值模拟,然后对比分析更能反映钢筋混凝土框架结构倒塌的判定准则。再利用OpenSees有限元软件建立一榀五层三跨平面框架数值分析模型,进行IDA(增量动力反应)分析,寻找IDA倒塌判定准则规定的倒塌点,再找出每条地震波在倒塌点处的地震动强度,并将此地震动强度下的地震波输入结构进行弹塑性时程分析,然后对比分析钢筋混凝土框架结构倒塌的准则。 通过分析研究,本文初步得出以下主要结论: ①本文选择对比的四种钢筋混凝土框架结构倒塌判定准则都能在一定程度上判断结构的塑性发展程度,但不是都能准确说明结构是否进入倒塌或者接近倒塌点; ②基于变形的倒塌判定准则(层间位移角限值1/50),有低估结构抗倒塌能力的风险;基于刚度的倒塌判定准则(顾祥林建议准则),有低估结构应有损伤的风险;基于最大位移和能量的倒塌判定准则(Park-Ang建议准则),能准确的估计结构的倒塌点,与实际情况较为相符;基于IDA的倒塌判定准则(ATC-63建议准则),有低估结构应有损伤的风险; ③本文选择的基于变形的倒塌判定准则和基于刚度的倒塌判定准则计算较为方便,但不太能真实反映结构的倒塌,在计算不需要太精确的情况下这两种准则可以作为选择目标;本文选择的基于IDA的倒塌判定准则计算最复杂,并且不能准确判定结构是否进入倒塌,根据实际情况考虑选用;本文选择的基于最大位移和能量的倒塌判定准则,计算较为复杂,但是能比较准确的判断结构是否倒塌,在计算要求较为精确的情况,此准则可以作为选择目标。


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