基于抗震設(shè)計(jì)和構(gòu)造改進(jìn)的鋼框架結(jié)構(gòu)抗倒塌性能研究.pdf

1、911事件后，建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌引起工程界研究人員的高度重視，迄今為止多國(guó)規(guī)范已經(jīng)引入了結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)，提出了各種設(shè)計(jì)方法和概念。梁柱節(jié)點(diǎn)作為連接框架結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件的關(guān)鍵部位，其在結(jié)構(gòu)倒塌中的響應(yīng)和性能受到更多的關(guān)注。鑒于地震作用與結(jié)構(gòu)倒塌的誘發(fā)荷載有諸多相似之處，將結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)運(yùn)用到抗倒塌設(shè)計(jì)中具有非常重要的工程價(jià)值，已有不少學(xué)者進(jìn)行過研究。本文重點(diǎn)研究基于抗震設(shè)計(jì)和過焊孔構(gòu)造改進(jìn)的鋼框架梁柱節(jié)點(diǎn)在結(jié)構(gòu)倒塌中的響應(yīng)，運(yùn)用湖南大學(xué)高

2、性能落錘試驗(yàn)機(jī)完成了6個(gè)鋼框架梁柱子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)倒塌模擬試驗(yàn)，并采用通用非線性有限元分析軟件ABAQUS建立起分析模型，深入考察節(jié)點(diǎn)的過焊孔構(gòu)造對(duì)于結(jié)構(gòu)抗倒塌性能的影響以及其用于結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)的可行性。本文的主要工作總結(jié)如下:
　　 (1)參考國(guó)內(nèi)抗震規(guī)范和美國(guó)FEMA350標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了兩類目前工程中常用的梁柱剛性節(jié)點(diǎn)（全焊節(jié)點(diǎn)和栓焊節(jié)點(diǎn)），并參考相關(guān)文獻(xiàn)與規(guī)范設(shè)計(jì)了3種過焊孔構(gòu)造，即標(biāo)準(zhǔn)過焊孔，擴(kuò)大型過焊孔和FEMA350標(biāo)準(zhǔn)過焊

3、孔。
　　 (2)采用簡(jiǎn)化的梁柱子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)各試件進(jìn)行柱頂?shù)呢Q向落錘沖擊試驗(yàn)以模擬結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)倒塌過程，重點(diǎn)考察節(jié)點(diǎn)形式、過焊孔構(gòu)造等參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)承載力、變形能力以及破壞模式的影響，通過對(duì)試件延性及耗能的測(cè)量評(píng)估其抗倒塌能力。
　　 (3)采用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)各種節(jié)點(diǎn)的落錘沖擊試驗(yàn)建立數(shù)值分析模型，并對(duì)模型進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化，與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比證明了有限元模型的準(zhǔn)確性，同時(shí)借助有限元分析建立了典型沖擊力-截面轉(zhuǎn)