检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：物理学、力学、天文学 2020年第2期50卷 2-12页

作者：师燕超李忠献天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室

连续倒塌是结构局部某个关键构件的破坏导致相邻构件失效继而引发更多构件破坏,最终导致结构整体倒塌或者产生与初始触因很不相称的大面积倒塌的连锁反应.爆炸荷载作为一种非常规荷载,具有传播迅速、峰值大、作用时间短等特点,是造成建... 详细信息

连续倒塌是结构局部某个关键构件的破坏导致相邻构件失效继而引发更多构件破坏,最终导致结构整体倒塌或者产生与初始触因很不相称的大面积倒塌的连锁反应.爆炸荷载作为一种非常规荷载,具有传播迅速、峰值大、作用时间短等特点,是造成建筑结构连续倒塌的主要原因之一.本文在建筑结构连续倒塌已有研究的基础上,提出了结构连续倒塌分析的分类方法;并进一步根据结构连续倒塌分析的目的,将结构连续倒塌分析方法分为结构抗连续倒塌性能评价方法和结构连续倒塌全过程分析方法.通过文献综述,详细介绍了结构抗爆炸连续倒塌性能评价方法和结构抗爆炸连续倒塌全过程分析的最新研究进展;给出了建筑结构防爆炸连续倒塌的概念设计方法和构造措施,提出了建筑结构防爆炸连续倒塌设计的步骤和方法.

关键词：爆炸荷载建筑结构连续倒塌分析抗连续倒塌性能评价防连续倒塌设计

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某内穿式拱-桁架结构设计及其连续倒塌分析

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建筑结构 2013年第19期43卷 42-47,53页

作者：朱哲达舒赣平金如元赵伟米金星东南大学土木工程学院南京210096 江苏省建筑设计研究院有限公司南京210096

利用拱竖向刚度大的特点,可有效减小与其协同工作的桁架的高度。以南京青奥体育场馆为工程背景,研究了内穿式拱-桁架协同工作的机理与设计方法。对此结构体系的受力性能进行分析,并分析其稳定性;对拱与桁架相连节点进行有限元分析,以确... 详细信息

利用拱竖向刚度大的特点,可有效减小与其协同工作的桁架的高度。以南京青奥体育场馆为工程背景,研究了内穿式拱-桁架协同工作的机理与设计方法。对此结构体系的受力性能进行分析,并分析其稳定性;对拱与桁架相连节点进行有限元分析,以确保关键节点具有足够的承载力;使用抽柱法进行结构抗连续倒塌计算,以分析结构关键构件。基于上述结果,给出了此类结构的设计建议。

关键词：内穿式拱-桁架结构结构布置受力性能节点分析连续倒塌分析

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基于监测数据的超高层建筑参数识别和连续倒塌分析

基于监测数据的超高层建筑参数识别和连续倒塌分析

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作者：邱汉波华中科技大学

学位级别：硕士

随着城市快速发展和人口聚集,超高层建筑成为解决城市土地紧张问题的重要手段。超高层建筑施工过程中,结构高大复杂,施工难度大,荷载持续变化,应急救援困难。超高层主体结构在施工荷载或极端情况下发生重大安全事故会引发灾难性的后果... 详细信息

随着城市快速发展和人口聚集,超高层建筑成为解决城市土地紧张问题的重要手段。超高层建筑施工过程中,结构高大复杂,施工难度大,荷载持续变化,应急救援困难。超高层主体结构在施工荷载或极端情况下发生重大安全事故会引发灾难性的后果。施工安全事故中建筑模板支撑坍塌事故占比达到27.3%,是最常见的施工安全事故之一,严重威胁到主体结构的安全。因此,对超高层建筑临时支撑结构和主体结构进行安全监测、参数识别和倒塌分析具有十分重要的意义。本论文依托国家重点研发计划课题2016YFC0802002“动态时空环境效应下的超高层建筑主体结构安全诊断理论与方法研究”,以超高层建筑高支模板临时支撑结构和主体结构为对象,建立高支模板临时支撑结构和主体结构的安全监测系统;推导基于灵敏度分析的参数识别方法,结合监测数据对高支模体系和主体结构进行参数识别;以修正后的模型为对象,对高支模体系和主体结构进行倒塌分析。本文的主要研究内容如下:首先,建立依托工程高支模支架和主体结构的安全监测系统。通过高支模监测试验,测得支架搭设参数、加速度响应和浇注期应变,总结高支模体系搭设中的问题,分析浇注期支架受力和变形的规律;建立超高层主体结构安全监测系统,测得施工期的主体结构的动态响应,分析施工期主体结构的动态响应变化规律。第二,提出了一种基于灵敏度分析的非线性结构参数识别方法。推导了基于纤维截面梁柱单元的非线性响应求解过程,利用Newmark法求得结构响应关于非线性材料参数的灵敏度,利用非线性最小二乘优化算法实现复杂结构的参数识别和模型修正。根据实际工程数据建立高支模体系和超高层结构主体两个数值模型进行参数识别和模型修正。超高层主体结构参数识别结果的误差控制在0.5%以内,验证了非线性参数识别方法的正确性。利用高大模板脚手架的实测数据,修正高支模体系有限元模型,修正之后最大误差和最小误差均减小,有限元模型更加接近实际工程。最后以修正后的高支模模型和主体结构模型为对象,对高支模板体系和主体结构进行倒塌分析,模拟两种结构的倒塌过程,分析倒塌过程结构的内力、位移和能量变化,总结两种结构的倒塌模式。结合脚手架搭设、监测试验和倒塌分析提出抗倒塌建议,为超高层建筑主体结构安全诊断评估提供分析方法和预警依据。

关键词：超高层建筑监测数据参数识别高大模板支撑连续倒塌分析

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爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土框架结构局部破坏与连续倒塌分析

爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土框架结构局部破坏与连续倒塌分...

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作者：王超天津大学

学位级别：硕士

近些年来,装配式结构体系被广泛使用,中建技术中心在结合国内外装配式结构体系优势的基础上,提出了一种预应力装配式混凝土框架结构新体系,并对其抗震性能进行了系统的研究。与传统的等同现浇装配式混凝土框架结构相比,预应力装配式混... 详细信息

近些年来,装配式结构体系被广泛使用,中建技术中心在结合国内外装配式结构体系优势的基础上,提出了一种预应力装配式混凝土框架结构新体系,并对其抗震性能进行了系统的研究。与传统的等同现浇装配式混凝土框架结构相比,预应力装配式混凝土框架结构新体系节点采用干式连接,提高了施工速度,未来将应用于学校、住宅、政府建筑等。然而,国内外恐怖袭击事件频繁发生,由于爆炸荷载作用下导致的建筑结构的连续倒塌事故时有发生,造成巨大的经济损失以及人员伤亡,因此对于预应力装配式混凝土框架结构新体系,除了需对其抗震性能进行系统研究外,还需对其在爆炸荷载作用下的动力响应及连续倒塌性能评价进行深入的研究。本文以中建技术中心提出的预应力装配式混凝土框架结构体系为研究对象,建立预应力装配式混凝土结构的有限元模型并验证模型选用材料类型以及参数的正确性,柱作为结构主要受力构件以及防连续倒塌的关键构件,为了更为准确得到预应力装配式混凝土结构柱的抗爆性能,提出合理的柱边界条件简化模型并分析影响柱抗爆性能的关键参数,在此基础上,对预应力装配式混凝土框架结构进行连续倒塌评价并分析影响其倒塌性能的关键参数,主要研究工作及研究成果如下:(1)运用ANSYS/LS-DYNA软件建立预应力装配式混凝土空间节点有限元模型,与已有试验作对比,验证模型选用材料以及参数设置的正确性。(2)根据预应力装配式混凝土框架结构的特点,提出结构柱柱顶约束刚度理论计算方法,建立了爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土框架柱破坏分析的简化模型;基于建立的简化模型,通过参数分析研究了影响预应力装配式混凝土框架柱抗爆性能的关键因素,结果表明轴压比和混凝土强度分别对柱中残余位移和最大位移影响较大,局部箍筋加密能满足柱抗爆设计要求。(3)采用非线性动力分析方法,研究了爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土结构平面框架结构的动力响应和抗连续倒塌性能,并与现浇结构作对比,分析两者连续倒塌机制的异同点,梁机制阶段两种结构抗力相同,悬链线机制阶段预应力装配式结构优于现浇结构。(4)在爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土框架柱破坏分析简化模型的基础上,优化柱的竖向边界条件,建立了计算爆炸荷载下预应力装配式混凝土框架结构倒塌位移的简化模型,提出了爆炸荷载作用下预应力装配式混凝土框架结构抗倒塌性能评价方法。

关键词：预应力装配式混凝土框架结构边界条件爆炸荷载破坏分析抗爆性能评价连续倒塌分析抗倒塌性能评价

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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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钢管混凝土柱—钢梁平面框架在冲击荷载下的连续倒塌分析

钢管混凝土柱—钢梁平面框架在冲击荷载下的连续倒塌分析

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作者：宋链重庆大学

学位级别：硕士

钢管混凝土结构在各种加载条件下表现出众多的优势,所以被广泛地应用于各多高层及超高层建筑中。但是在服役期间,钢管混凝土结构不仅承受正常的设计荷载,而且还可能承受意外的冲击偶然荷载。因此,开展钢管混凝土结构在冲击荷载下的连续... 详细信息

钢管混凝土结构在各种加载条件下表现出众多的优势,所以被广泛地应用于各多高层及超高层建筑中。但是在服役期间,钢管混凝土结构不仅承受正常的设计荷载,而且还可能承受意外的冲击偶然荷载。因此,开展钢管混凝土结构在冲击荷载下的连续倒塌分析方法的研究,具有深远的意义。另外,材料的力学性能作为结构分析研究的基础。在进行有限元模型分析时,材料的参数取值将与模型计算结果的准确性直接性关联。由于材料的断裂应变又与其应力状态相关,因此在材料的失效模型中引入了三轴应力度参量。Q345结构钢被广泛应用于中国钢结构建筑,在本文作为典型的低合金钢进行了试验研究。在钢结构中,通常连接时使用焊接形式,并且该构造过程可能将显著地改变材料的性质。因此,在试验中也研究了对接焊缝的热影响区(HAZ)材料的性能。基于重庆市基础与前沿研究计划重点项目“组合框架结构的落层冲击多米诺倒塌机理研究”(项目号:cstc2015jcyj BX0024),主要开展了两方面的研究:(1)通过ABAQUS采用多尺度建模方式建立了五层三跨的钢管混凝土组合平面框架。通过单一变量控制法和正交试验方法分析,主要以失效柱顶部节点竖向位移、失效柱相邻柱的轴力为分析指标,对此进行了采用直接模拟法(DS法)的抗连续倒塌分析,同时与拆除构件法(AP法)进行了比较。AP法简化考虑结构关键构件破坏的过程;DS法针对具体的冲击荷载工况进行分析。结果表明AP法不能准确地反映钢管混凝土框架结构在冲击荷载下的抗连续倒塌性能。此外,通过参数分析为冲击荷载作用下钢管混凝土结构的抗连续倒塌设计提供了建议。(2)采用由对接焊接Q345钢板里抽取的母材和HAZ材料制作而成的缺口圆棒试件,考虑不同三轴应力度进行了一系列静态试验。同时所有试验均通过数字图像相关法(DIC)技术获得全程的应力分布。最后得到了Q345钢材及HAZ材料的J-C本构模型及J-C断裂准则模型中各个参数,为Q345焊接结构的有限元数值分析提供材料基础数据。本文的创新点:(1)首次通过直接模拟法进行了组合平面框架多尺度模型在冲击荷载作用下的连续倒塌分析。(2)首次通过正交试验法对冲击荷载进行组合从而有效地代表全面的组合。(3)首次通过非接触技术得到Q345焊接钢板母材和HAZ材料的本构及断裂模型参数。

关键词：组合平面框架连续倒塌分析 Q345 三轴应力度断裂准则

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爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构的连续倒塌分析

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2007年第6期8卷 652-658页

作者：师燕超李忠献郝洪天津大学建筑工程学院天津300072

近年来,鉴于建筑结构连续倒塌分析的复杂性,迄今为止,尚未得出一种可用于工程实际的足够精确的结构连续倒塌分析方法。运用通用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了某2跨3层框架结构的三维有限元模型。研究了初始损伤、结构的初始条... 详细信息

近年来,鉴于建筑结构连续倒塌分析的复杂性,迄今为止,尚未得出一种可用于工程实际的足够精确的结构连续倒塌分析方法。运用通用有限元显式动力分析软件LS-DYNA,建立了某2跨3层框架结构的三维有限元模型。研究了初始损伤、结构的初始条件等因素对爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构连续倒塌过程的影响。并将分析结果与传统的结构倒塌分析方法的分析结果进行了对比,进一步提出了一种改进的钢筋混凝土结构连续倒塌分析的方法,对建筑结构抗连续倒塌设计具有一定的指导作用。

关键词：钢筋混凝土框架爆炸冲击荷载连续倒塌分析初始损伤结构的初始条件

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考虑节点作用的索穹顶结构连续倒塌分析

考虑节点作用的索穹顶结构连续倒塌分析

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第十三届全国现代结构工程学术研讨会

作者：牛功科张微敬北京工业大学空间结构研究中心

采用LS-DYNA有限元软件,基于拆除构件法,对索穹顶结构进行了考虑节点作用的动力连续倒塌分析。模拟结果表明:外层环索是索穹顶结构的关键构件,单根外层环索的破坏可能引起结构的连续倒塌,节点达到失效应变发生破坏;单根其他杆件的破坏... 详细信息

采用LS-DYNA有限元软件,基于拆除构件法,对索穹顶结构进行了考虑节点作用的动力连续倒塌分析。模拟结果表明:外层环索是索穹顶结构的关键构件,单根外层环索的破坏可能引起结构的连续倒塌,节点达到失效应变发生破坏;单根其他杆件的破坏不会引起结构连续倒塌,节点未发生破坏。在此基础上,研究了计算模型中建立实体节点的数目及位置对结构连续倒塌破坏模式的影响,得到:在计算模型中确定少量实体节点后,再增加实体节点,结构的破坏模式相差不大;外层撑杆上节点采用实体建模与下节点采用实体建模的结构破坏模式相差不大。

关键词：索穹顶结构连续倒塌分析拆除构件法节点作用 LS-DYNA

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钢筋混凝土框架结构连续倒塌的竖向非线性动力分析

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土木建筑与环境工程 2012年第S1期34卷 49-53页

作者：吕大刚李雁军陈志恒哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

结构的连续倒塌分析(PCA)是结构抗连续倒塌能力定量评定和抗连续倒塌设计的基础,已成为当前国内外土木工程界的热点研究领域。本文基于备用荷载路径原理,采用考虑构件失效时长的竖向非线性动力分析方法,对钢筋混凝土平面框架结构进行了... 详细信息

结构的连续倒塌分析(PCA)是结构抗连续倒塌能力定量评定和抗连续倒塌设计的基础,已成为当前国内外土木工程界的热点研究领域。本文基于备用荷载路径原理,采用考虑构件失效时长的竖向非线性动力分析方法,对钢筋混凝土平面框架结构进行了竖向连续倒塌分析,根据损伤结构的反应判断剩余结构能否抵抗连续倒塌,分析中考虑了将同一轴线不同楼层的框架柱逐根移除和将同一轴线所有楼层的框架柱同时移除这两种情况对结构倒塌失效模式的影响,探讨了失效时长对结构动力响应的影响,发现构件失效时长对剩余结构的响应有重大影响。研究表明,竖向非线性动力分析方法是结构抗连续倒塌设计与抗连续倒塌能力分析的一种有效方法。

关键词：连续倒塌分析竖向非线性动力分析备用荷载路径抗倒塌能力构件移除失效时长

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爆炸荷载下混凝土框架结构连续倒塌数值分析

爆炸荷载下混凝土框架结构连续倒塌数值分析

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作者：罗洪平西南石油大学

学位级别：硕士

当前,建筑结构在防连续倒塌设计的相关研究还不能充分满足设计需求,在有关结构连续倒塌实际分析中,考虑冲击波在刚性地面的反射作用及剩余构件初始状态等因素能提高计算分析精度。同时,对钢筋混凝土框架结构抗爆设计和结构防连续倒塌设... 详细信息

当前,建筑结构在防连续倒塌设计的相关研究还不能充分满足设计需求,在有关结构连续倒塌实际分析中,考虑冲击波在刚性地面的反射作用及剩余构件初始状态等因素能提高计算分析精度。同时,对钢筋混凝土框架结构抗爆设计和结构防连续倒塌设计具有一定的指导作用。本文以非线性动力分析理论方法为基础,应用PKPM软件得到抗震设防烈度为6度的钢筋混凝土框架的配筋信息,运用有限元软件ABAQUS/Explicit,在已有试验模型和研究的基础上,建立了一榀框架结构的三维有限元模型。主要研究工作如下： (1)全文研究了率相关、爆炸冲击波在地面的反射作用对钢筋混凝土框架结构的影响随爆心与测点之间的距离(R)的变化。 (2)关键柱破坏后,分析对比各种工况在不同距离和不同爆炸当量下,框架结构的破坏情况和一层梁柱结点混凝土损伤情况及相关节点的应力变化,分析不同距离和不同爆炸当量对框架结构连续倒塌的影响。 (3)基于以上连续倒塌分析结果,研究了剩余构件(柱)的初始速度对混凝土框架结构连续倒塌的影响。根据混凝土损伤经验公式,结合考虑剩余构件初始速度前后的混凝土应力应变数据,提出剩余(梁、柱)构件混凝土弹性模量损伤的近似计算公式。通过以上数值分析,得出如下结论： (1)网格化分时,借鉴以往网格划分的经验,结合了沙漏现象的判断条件来选取网格的尺寸,使网格划分更加合理。 (2)在做防爆和抗连续倒塌设计时,应充分考虑冲击波在刚性地面的反射作用引起结构内力的附加效应。 (3)在考虑剩余构件初速度以后,结构破坏明显加剧。特别是各个工况底层柱的梁柱节点和柱底节点都更快的进入破坏状态。因此,在做工程设计时,充分考虑剩余构件的初始状态可以提高分析的准确性与安全性。 (4)本文在通用抗连续倒塌分析方法—GSA法(备用荷载路径法)的基础上,考虑了刚性地面反射作用和剩余构件初始速度对结构连续倒塌的影响,进一步提高了GSA法的分析精度。

关键词：钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析反射作用初始状态弹性模量损伤

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