带有转换层的高层建筑结构抗连续倒塌性能研究

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“9·11恐怖袭击事件”造成了巨大的人员伤亡和财产损失,引发结构工程界对偶然突发灾害事件发生下结构安全问题的更深层次的思考。目前已对结构连续倒塌问题展开了广泛而又深入的研究,但另一方面,主要研究对象依然局限为典型的多层RC框架结构,所得结论能否适用于高层建筑结构还有待进一步讨论。带转换层的高层建筑结构作为一种常见的结构形式,由于其转换构件力学行为复杂,荷载传递路径难以做到连续、贯通和完备,其抗连续倒塌性能尚缺少可靠、实用的分析与评价方法。本文主要内容为部分框支框架-剪力墙高层建筑结构的抗连续倒塌性能研究,主要研究工作如下:(1)有限元数值分析模型的建立。基于钢筋混凝土材料本构模型及纤维梁单元、分层壳单元理论,按照我国现行结构规范要求,建立了典型的带转换层的高层建筑结构三维全尺寸数值分析模型。(2)转换层结构的抗连续倒塌性能分析与评价。考虑建筑中转换结构部分的力学特性,采用非线性动力拆除分析,重点研究了转换结构的连续倒塌规律和抗连续倒塌力学机制。(3)转换层上部高层框-剪结构抗连续倒塌性能分析与评价。针对框-剪结构的特点,分别通过框架柱和剪力墙的拆除工况分析,检验了框-剪结构的抗连续倒塌性能,分析了在动力过程中结构的力学机制和抗力分布规律。(4)根据本文研究内容,提出了提高带转换层的高层建筑结构抗连续倒塌性能的策略和方法,通过改善建筑结构方案、保证构件的连续贯通、提高结构冗余度等措施充分发挥结构抗连续倒塌性能。
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