论文部分内容阅读
爆炸、车辆撞击等偶然作用会导致结构中部分承重构件失效而退出工作,并由此引发结构的整体连续倒塌破坏。近十几年来,大量的建筑倒塌事件引发了学者们对结构抗连续倒塌设计的重视。钢-混凝土组合楼盖在钢框架中有广泛的应用,而目前针对钢柱失效后钢-混凝土组合楼盖连续倒塌性能的试验和理论研究较少。针对存在的问题,本文通过倒塌试验研究在边柱失效情况下钢-混凝土组合楼盖的连续倒塌性能,对其倒塌机理和抗倒塌工作机制进行分析,主要研究工作如下:(1)设计了 2个缩尺比例为1:3的1跨×2跨的钢-混凝土组合楼盖子结构模型,通过在失效柱顶施加单调静力荷载以模拟边柱失效的场景,考察了楼盖上设置洞口对子结构连续倒塌性能的影响。研究结果表明:在边柱失效的情况下,钢-混凝土组合楼盖子结构试件的倒塌过程包括弹性工作阶段、弹塑性工作阶段和破坏阶段;倒塌过程中结构中存在薄膜效应等抗倒塌工作机制;洞口的存在不利于膜效应的形成和发展,楼盖板上设置洞口的试件峰值荷载约为未设置洞口的子结构试件峰值荷载的85.2%;钢梁的屈曲对于钢-混凝土组合楼盖子结构内悬链线效应的形成有明显的不利影响。(2)对1个缩尺比例为1:3的1跨×2跨的体外预应力钢-混凝土组合楼盖开展静力倒塌试验,研究在边柱失效场景下预应力对钢-混凝土组合楼盖连续倒塌性能的影响。研究结果表明:预应力的存在显著提高了结构的初始刚度;在钢梁端部焊缝失效后,预应力对于保持剩余结构的抗倒塌承载能力意义重大;钢梁的屈曲对体外预应力钢-混凝土组合楼盖的抗倒塌承载能力有不利影响。(3)基于试验研究,探讨倒塌过程中钢-混凝土组合楼盖的抗倒塌工作机制,建立了钢-混凝土组合楼盖倒塌承载力的简化计算模型;基于能量守恒原理,分析采用静力分析方法对钢-混凝土组合楼盖开展倒塌设计计算时倒塌荷载动力增大系数DIF的取值。本文的研究工作可为钢-混凝土组合楼盖的抗连续倒塌设计提供参考和依据。