检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：江晓峰同济大学土木工程学院

学位级别：博士

纽约世贸大楼在“9.11”事件中的倒塌事故不仅惊起了全世界的广泛关注，也警示着工程界学者和技术人员更深层次地思考结构在突发事件下的安全问题。突发事件是非预期性的偶然事件，通常造成结构局部构件的直接破坏，并且可能诱发向整体... 详细信息

纽约世贸大楼在“9.11”事件中的倒塌事故不仅惊起了全世界的广泛关注，也警示着工程界学者和技术人员更深层次地思考结构在突发事件下的安全问题。突发事件是非预期性的偶然事件，通常造成结构局部构件的直接破坏，并且可能诱发向整体结构扩大破坏范围的后果。这种连续性的倒塌破坏模式暴露了结构对于抵抗初始局部破坏和连续性破坏的薄弱性，其潜在的危险和隐患是巨大的。考虑到大型公共建筑的安全问题正日趋突出，本文即从具有平面受力特征的大跨桁梁结构体系出发，探讨这类结构的连续性破坏机理、抗倒塌能力和有效的设计方法。\n 本文选取了大跨钢屋架体系和张弦结构两类典型的桁梁体系进行研究，其中张弦结构是指张弦梁或张弦桁架等现代预应力钢结构。抗倒塌研究时，一方面参照典型的实际工程，采用数值模拟技术考察结构的连续性破坏机理问题；另一方面，根据简化的数学模型分析，提出大跨钢屋架体系的结构安全性能评价方法和张弦结构的抗倒塌设计方法。此外，还针对桁梁结构体系的平面受力特点，研究了檩条等平面外辅助构件的抗倒塌作用和相应的设计方法。\n 本文的分析研究首先是以结构倒塌过程的数值模拟为基础的，即据此建立结构连续性破坏或倒塌的机理性认识。倒塌过程数值模拟技术涉及结构的大位移大转动、非连续变形和接触碰撞等诸多的复杂力学行为，数值处理难度大，本文探讨了相关的技术难点，并选用著名的显式动力非线性程序LS-DYNA作为本文的数值模拟平台。考虑到该程序的局限，本文自编制了前处理子程序，改进了原梁单元的计算精度，同时就初始局部破坏假定、荷载取值及其组合和倒塌破坏判定依据等相关问题作了探讨。\n 大跨钢屋架体系的连续性倒塌分析主要考察屋架上、下弦杆和腹杆的初始破坏情况，研究指出：跨中弦杆和跨端斜腹杆的初始破坏对结构内力重分布影响是敏感的，而跨端弦杆对提高连续性破坏抵抗能力则是关键的；结构内力重分布过程的动力效应表现为以初始平衡位置为起点、以新的稳定平衡(如果存在)为中心的振动形式。为便于评价钢屋架体系的抗倒塌性能，本文提出了基于线性静力分析的结构安全性能评价方法。该方法结合现行钢结构设计规范，以识别敏感构件和关键构件为其核心内容，建立了危险性评估、初始分析、敏感性分析和安全评价的四阶段评价流程，并通过工程算例探讨了其适用性。该方法不仅具有概念清晰、操作简单等特点，也可为结构设计或加固方案提供可靠的依据。\n 张弦结构的连续性倒塌分析主要考察不同位置钢索的初始破断以及撑杆与钢索连接节点的失效情况，研究表明：钢索是张弦结构构成其刚度和承载力的重要环节，钢索的初始破断极易造成结构的整体性垮塌；而在多处撑杆退出工作的情况下，结构也能再次形成有效的张弦体系，并且其振动冲击影响是有限的；钢索超张拉预应力或者结构倾斜放置对张弦结构的连续性倒塌性能影响是可以忽略的。考虑到钢索破断的致命性(也即敏感性)，本文提出了基于托架或者钢梁(或钢桁架)的抗倒塌设计方法。托架抗倒塌设计要求相邻的多榀张弦结构发挥协调作用，由托架为初始破坏结构提供可靠的侧向约束支承，以保证钢梁或钢桁架能够再次形成有效的拱受力机制。钢梁(或钢桁架)抗倒塌设计则是通过提高其截面刚度特别是跨中区域的抗弯承载力，来保证结构不致因过大的弯曲变形或跨中塑性铰而发生整体塌落。\n 本文还分析了桁梁结构体系平面外辅助构件(如檩条、屋面支撑等)对结构的抗倒塌影响，但没有考虑连接构造的实际受力性能。研究表明：当檩条端部构造接近于铰接特性时，由于桁梁结构体系的平面外薄弱性，由檩条和屋面支撑建立的传力路径难以发挥有效的悬挂机制，即不能起到可靠的抗连续倒塌作用；而当檩条端部为刚接或设有屋架下弦隅撑时，檩条可因弯曲变形而耗能，并借由相邻的平面体系直接向下部结构传递屋面荷载。本文还通过简化的数学模型分析，以檩条端部刚性连接为条件，建立了基于檩条的抗倒塌设计方法。\n 本文的研究工作是今后桁梁结构体系倒塌控制与抗倒塌设计研究的一个起点，其中建立的分析方法和设计原则具有一定的现实依据，但作为工程应用仍需展开更为深入的研究。

关键词：大跨桁梁结构内力重分布敏感构件抗倒塌设计

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结构工程抗倒塌设计研究综述

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建筑科学与工程学报 2012年第1期29卷 27-37页

作者：黄华刘伯权吴涛叶艳霞长安大学建筑工程学院陕西西安710061 长安大学公路学院陕西西安710064

分析了地震、爆炸、冲击等造成结构倒塌的原因,指出了倒塌结构在设计、施工等方面存在的问题;归纳了现行规范在抗倒塌设计方面的相关内容,特别指出了中国规范在这方面的不足;总结了现有的破坏准则和抗倒塌设计方法,指出了其中的不足;最... 详细信息

分析了地震、爆炸、冲击等造成结构倒塌的原因,指出了倒塌结构在设计、施工等方面存在的问题;归纳了现行规范在抗倒塌设计方面的相关内容,特别指出了中国规范在这方面的不足;总结了现有的破坏准则和抗倒塌设计方法,指出了其中的不足;最后从破坏准则、设计方法、规范修订等多个方面对今后的研究工作做了展望。

关键词：结构工程抗倒塌设计破坏准则抗震设计地震作用

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高层钢框架结构强震损伤评估与抗倒塌设计

高层钢框架结构强震损伤评估与抗倒塌设计

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作者：杨冬玲北京交通大学

学位级别：硕士

地震损伤是破坏结构使用功能和导致结构倒塌的主要原因。量化地震损伤性能,通过损伤分析的方法来评估结构抗震能力和进行抗震设计是未来结构地震分析的发展方向之一。将结构的性能目标量化为损伤指标,这样便能非常直观的对结构的抗震性... 详细信息

地震损伤是破坏结构使用功能和导致结构倒塌的主要原因。量化地震损伤性能,通过损伤分析的方法来评估结构抗震能力和进行抗震设计是未来结构地震分析的发展方向之一。将结构的性能目标量化为损伤指标,这样便能非常直观的对结构的抗震性能作出评估。本文分别以单参数和双参数损伤模型对地震作用下结构和构件的性能进行了损伤评估,并进行了强震作用下钢框架结构抗倒塌设计。主要内容包括： (1)在大量查阅国内外文献的基础上,对现有的单参数损伤模型和双参数损伤模型的优缺点、适用范围及倒塌分析方法进行了详细的阐述； (2)从单参数损伤模型的角度对一个8层钢框架支撑结构进行了强震倒塌性能评估,通过对倒塌过程的真实呈现研究了不同构件的损伤发展过程及失效机制： (3)建立了材料弹塑性损伤本构模型,并对***进行了二次开发,考虑损伤累积效应对结构强度和刚度的影响,对8层钢框架支撑结构进行了非线性分析,并对引入损伤模型前后结构和构件的损伤指标进行了对比； (4)针对单参数损伤模型的不足,在现有的双参数模型的基础上提出基于等效塑性应变和累积比能的损伤模型,对一9层benchmark模型结构进行了不同地震作用下的损伤分析,本文提出的损伤模型能够连续化的计算结构损伤指标,描述结构的整个倒塌破坏过程； (5)采用拉结强度法进行了强震作用下钢框架结构的抗倒塌设计,利用本文提出的双参数模型对设计前后的结构和构件的损伤进行评估,验证了设计方法的有效性。

关键词：钢框架结构倒塌机制强震作用损伤评估损伤模型抗倒塌设计

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预应力空间结构连续倒塌分析与抗倒塌设计

预应力空间结构连续倒塌分析与抗倒塌设计

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作者：陆凯北京工业大学

学位级别：硕士

预应力大跨度空间结构一旦发生连续倒塌，往往造成后果严重的人员和财产损失，而恰恰这类结构冗余度低，一旦有局部构件破坏，将很有可能发生大变形甚至连续倒塌。索承网壳和索穹顶由于诸多优点近几年被广泛运用到大型体育场所及公共建... 详细信息

预应力大跨度空间结构一旦发生连续倒塌，往往造成后果严重的人员和财产损失，而恰恰这类结构冗余度低，一旦有局部构件破坏，将很有可能发生大变形甚至连续倒塌。索承网壳和索穹顶由于诸多优点近几年被广泛运用到大型体育场所及公共建筑中。因此，对于它们有关这方面的研究是目前空间结构抗连续倒塌的热点。　　本文采用大型通用有限元ABAQUS，分别建立索承网壳和索穹顶结构模型，基于构件拆除法，对它们进行连续倒塌分析，揭示这两种预应力空间结构连续倒塌的机理，并在分析结果的基础上提出抗连续倒塌方法——分舱法，并研究分舱法的有效性。主要研究内容及成果如下:　　(1)研究索承网壳考虑了结构杆件的屈曲　　索承网壳的上层结构是一般的网壳，进而在发生连续倒塌过程中，杆件很有可能发生屈曲破坏而不是强度破坏。因此，本文运用了考虑杆件强度破坏和杆件屈曲的失效子程序，认为杆件单元一旦达到屈曲荷载或者塑性应变达到一定值就不能再承载，杆件单元将被删除。　　(2)揭示索承网壳的连续倒塌机理　　分析结果表明:索承网壳的局部构件的移除，会引起被移除构件的压力发生转移，并在被移除构件处发生凹陷。移除外层环向索后，结构出现明显振荡，在最初被移除处首先出现凹陷，由于外层撑杆支撑作用全部消失，上层网壳部分杆件压力增大明显，达到屈服荷载后，部分杆件断裂，进而发生类似“多米乐骨牌效应”，在失去诸多支撑后，由于上层网壳支撑不够，发生整体倒塌。　　(3)研究考虑节点作用的索穹顶连续倒塌分析　　索穹顶结构是一种全张力体系，主要构件是难以破坏的钢索，因此，对更容易破坏的节点的考虑成为研究的难点。本文区别于以往只在结构中加一至两个实体节点的做法，采用有限元ABAQUS，在研究实体节点的基础上，利用等代替换的方法，把索结构中所有节点等代替换成线单元，不仅能使结构对称同时考虑了所有节点对结构的作用。　　(4)揭示索穹顶结构连续倒塌机理　　在考虑节点作用的情况下，对索穹顶结构进行连续倒塌分析，分析结果表明:索穹顶结构一般难以破坏，在移除外层环向索后，结构发生大变形，构件内力逐渐变小，在大变形发生一定程度后，结构在几何最低点发生类似冲击的作用，部分节点被冲断，导致结构发生整体倒塌。　　(5)提出抗连续倒塌方法——分舱法，并研究它的有效性　　在研究索承网壳连续倒塌机理的基础上，提出抗连续倒塌的方法——分舱法。研究结果表明:利用分舱法设计后，结构能够使破坏控制在一定区域内，结构发生连续倒塌的可能性减小，能有效防止灾害的发生。

关键词：建筑工程预应力空间结构连续倒塌现象抗倒塌设计分舱法

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张弦结构连续倒塌分析与抗倒塌设计

张弦结构连续倒塌分析与抗倒塌设计

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作者：胡帅领北京工业大学

学位级别：硕士

本文对张弦结构的连续倒塌规律进行了初步探讨。利用显式动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA，在局部破坏和强震作用下，对张弦结构进行了连续倒塌仿真模拟，总结出张弦结构的连续倒塌规律，并提出适用于设计的抗连续倒塌措施。主要工作如下：... 详细信息

本文对张弦结构的连续倒塌规律进行了初步探讨。利用显式动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA，在局部破坏和强震作用下，对张弦结构进行了连续倒塌仿真模拟，总结出张弦结构的连续倒塌规律，并提出适用于设计的抗连续倒塌措施。主要工作如下：\n 1）对单向张弦梁结构进行连续倒塌分析，模拟出该类型结构在局部破坏和强震作用下的连续倒塌过程。模拟结果表明：撑杆的失效会导致单向张弦梁结构发生连续倒塌。撑杆数目不宜少于7根，撑杆数目增加有利于结构的抗连续倒塌；靠近支座的撑杆在地震中易失效，成为引起结构连续倒塌的主要因素。边跨构件的失效比中间跨构件的失效更易引发结构的连续倒塌；屋面檩条能够很大程度的提高单向张弦梁的抗连续倒塌能力，屋面檩条与上弦梁的连接为固结时比铰接能更好的提高张弦梁结构的抗连续倒塌能力。平行于跨度方向的水平地震易引起单向张弦梁结构的连续倒塌，竖向地震次之，垂直于跨度方向的水平地震对单向张弦梁的影响最小。在对单向张弦梁进行连续倒塌分析的基础上，提出单向张弦梁结构的抗连续倒塌措施。\n 2）对双向张弦梁结构进行连续倒塌分析，模拟出该类型结构局部破坏及强震作用下的连续倒塌过程。模拟结果表明：撑杆的失效会导致双向张弦梁结构发生连续倒塌。结构中每跨撑杆的数目不宜少于7根，撑杆数目增加有利于结构的抗连续倒塌；边跨索及边跨柱的失效比中间跨更容易引发结构的连续倒塌；双向张弦梁结构的抗震能力相对较差，水平地震比竖向地震更容易引起结构的连续倒塌。在对双向张弦梁进行连续倒塌分析的基础上，提出双向张弦梁结构的抗连续倒塌措施。\n 3）对单向张弦桁架进行连续倒塌分析，模拟出该类结构在局部破坏及强震作用下的连续倒塌过程。模拟结果表明：单向张弦桁架由于桁架本身的刚度较大，单根撑杆的失效基本不会引起结构的连续倒塌；靠近支座的撑杆在地震中易首先失效，成为引起结构连续倒塌的因素。水平地震较竖向地震易引起单向张弦桁架的连续倒塌。地震中单向张弦桁架发生连续倒塌的顺序一般为：撑杆首先屈曲，随后桁架出现破坏并失稳，最终结构发生倒塌。桁架中易出现破坏的构件有：跨中上弦梁、下弦梁，靠近支座的斜腹杆，与索端连接的杆件。在对单向张弦桁架进行连续倒塌分析的基础上，提出单向张弦桁架的抗连续倒塌措施。

关键词：张弦结构连续倒塌分析抗倒塌设计局部失稳轴力放大系数

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地震作用下单层网壳结构数值模拟及抗倒塌设计方法

地震作用下单层网壳结构数值模拟及抗倒塌设计方法

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作者：许文祥天津大学

学位级别：硕士

单层网壳结构作为空间结构的一种主要形式，兼有杆系结构与薄壳结构的优点与特性，在我国应用较广泛。目前单层网壳结构抗震设计分析时计算模型通常假定节点刚性，采用有限元程序通用梁单元模拟杆件。这种计算模型无法考虑地震作用下节... 详细信息

单层网壳结构作为空间结构的一种主要形式，兼有杆系结构与薄壳结构的优点与特性，在我国应用较广泛。目前单层网壳结构抗震设计分析时计算模型通常假定节点刚性，采用有限元程序通用梁单元模拟杆件。这种计算模型无法考虑地震作用下节点刚度变化、节点破坏以及杆件塑性不均匀开展对单层网壳结构响应的影响，将高估结构动态承载力。此外，目前尚缺乏合理可行的地震作用下单层网壳结构抗倒塌设计方法。针对上述问题，本文以数值模拟为主要手段，在国内外已有研究成果的基础上开展了以下工作：\n (1)对地震作用下焊接球节点受力过程进行数值模拟，分析了焊接球节点的动态受力行为特征；通过参数化分析，研究了节点受力性能与节点尺寸、材料强度以及所连接杆件尺寸的关系；通过数据回归分析，建立了可用于模拟地震作用下焊接空心球节点经历往复荷载作用的节点力学计算模型。\n (2)总结了单层网壳结构杆件在强震作用下的力学行为特征；总结了常用杆件力学计算模型，并分析比较了基于不同杆件模型的悬臂梁受力性能变化；通过参数化分析确定了采用纤维模型模拟杆件时的合理纤维划分数量；算例分析表明纤维模型能够模拟地震作用下单层网壳结构杆件的塑性不均匀开展，杆件塑性不均匀开展对单层网壳结构动态承载力有显著影响。\n (3)提出基于结构整体位移响应的单层网壳结构倒塌判别准则；基于本文数值模型采用基于倒塌储备系数(简称CMR)的抗倒塌评估方法分析了地震作用下单层网壳结构抗倒塌性能；分析CMR与结构倒塌概率的对应关系，建议了基于CMR设防目标的地震作用下单层网壳结构抗倒塌设计方法。

关键词：单层网壳结构焊接空心球节点杆件模型倒塌储备系数抗倒塌设计抗震设计

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结构工程抗倒塌设计研究

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建材与装饰 2016年第20期 77-78页

作者：黄基亮贵阳建筑勘察设计有限公司

本文主要就针对地震、爆炸等导致的结构倒塌原因展开了具体的分析,而后指出了在倒塌结构的设计、施工等相关方面目前仍然存在的一些不足之处。就目前现行的破坏准则以及抗倒塌设计方法提出了一些具体的改进建议,最终由破坏准则、设计方... 详细信息

本文主要就针对地震、爆炸等导致的结构倒塌原因展开了具体的分析,而后指出了在倒塌结构的设计、施工等相关方面目前仍然存在的一些不足之处。就目前现行的破坏准则以及抗倒塌设计方法提出了一些具体的改进建议,最终由破坏准则、设计方法、规范修订等方面为下一步的结构工程抗倒塌设计工作指明了方向。

关键词：结构工程抗倒塌设计破坏准则抗震设计

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浅谈汶川地震对结构延性和抗倒塌设计的启示

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广东土木与建筑 2008年第10期15卷 44-46页

作者：尹起军深圳市博艺奇建筑设计有限公司深圳518115

结合汶川地震造成的建筑物震害情况,探讨结构延性设计和抗倒塌设计的原则,提出结构抗倒塌的控制措施,供相关的结构工程设计参考。

关键词：汶川地震结构延性设计抗倒塌设计

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双向张弦梁结构连续倒塌仿真分析与抗倒塌设计

双向张弦梁结构连续倒塌仿真分析与抗倒塌设计

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第十三届空间结构学术会议

作者：张微敬胡帅领张毅刚北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室

基于改变传力路径(AP)法,采用LS-DYNA有限元软件,对跨度为48m×48m及72m×72m的具有不同撑杆数的双向张弦梁结构进行连续倒塌过程模拟分析与抗倒塌设计研究。模拟结果表明:撑杆的失效可能会导致双向张弦梁结构连续倒塌;边索与... 详细信息

基于改变传力路径(AP)法,采用LS-DYNA有限元软件,对跨度为48m×48m及72m×72m的具有不同撑杆数的双向张弦梁结构进行连续倒塌过程模拟分析与抗倒塌设计研究。模拟结果表明:撑杆的失效可能会导致双向张弦梁结构连续倒塌;边索与角柱的失效易引发结构连续倒塌。增加撑杆数目及加大撑杆的截面尺寸,可提高双向张弦梁结构的抗连续倒塌性能,一定程度地避免结构发生连续倒塌。

关键词：双向张弦梁结构连续倒塌分析抗倒塌设计 LS-DYNA

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钢筋混凝土建筑抗倒塌设计研究

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装饰装修天地 2019年第13期 116-116页

作者：李炜孙海荣平凉市建筑管理局平凉市规划建筑勘测设计公司

混凝土建筑在设计中,需要落实抗倒塌设计工作,提高建筑的运行安全性和稳定性.基于对混凝土建筑倒塌问题引发原因的分析,本文提出了建筑的抗倒塌设计思路,分析的内容包括建筑的基础结果、框架结构等内容,让建筑在施工中不出现倒塌事故,... 详细信息

混凝土建筑在设计中,需要落实抗倒塌设计工作,提高建筑的运行安全性和稳定性.基于对混凝土建筑倒塌问题引发原因的分析,本文提出了建筑的抗倒塌设计思路,分析的内容包括建筑的基础结果、框架结构等内容,让建筑在施工中不出现倒塌事故,并能够承受一定烈度的地震.

关键词：钢筋混凝土建筑建筑设计抗倒塌设计

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