爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序研究爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌机理,主要针对三层两跨钢框架结构进行分析,总结多层钢框架结构在不同工况条件下的倒塌规律.利用相关规范提出的拉结构件法对结构进行加强设计,验证了多层钢框架结构在多柱破坏情况下拉结构件法的有效性.多柱破坏时,可以通过合理拉结设计有效避免结构发生连续性倒塌,为实际工程中如何利用拉结构件法进行加强设计提供了理论参考.     

框架结构连续性倒塌机制的静力分析过程

针对地震作用下框架结构的连续性倒塌过程,为简化问题,首先在静力分析基础上采用现有的构件重要性系数方法进行倒塌机制的分析和计算;然后利用概念移除的方式,通过对一榀钢筋混凝土框架的分析,计算所有梁、柱的重要性系数,以此研究该框架在竖向恒、活载作用下的倒塌机制和过程.分析结果发现,在移除底层中柱后,对应各层梁的计算变形量均大于梁构件所能承受的极限变形量,因此相继发生破坏,导致结构最终倒塌,这与试验中观察到的现象基本一致.     

基于精细化有限元模型的混凝土框架结构动力倒塌承载力

为评估混凝土框架结构在柱子突然失效时在动力荷载作用下的承载能力,以研究团队开展的现浇（RC）和全装配式（PC1明牛腿插销节点）混凝土框架子结构中柱移除多级重复倒塌动力试验为基础,通过初级垮塌荷载工况下位移响应曲线的拟合,校核了论文中用ABAQUS软件建立的框架子结构精细有限元分析模型的准确性,并利用拆除构件法对框架结构的抗连续倒塌性能进行了损伤量化评估. 由于研究团队试验是多次重复垮塌试验,无法获取RC和PC1（明牛腿插销节点）试件一次倒塌所承受的荷载,对于全装配式（PC2暗牛腿插销节点）未进行动载试验,根据准确校验模型利用试算法分别预测了RC、PC1和PC2框架结构的最终破坏荷载,并对三者的破坏模式和损伤情况进行了对比分析. 破坏时,RC梁柱损伤严重,梁端钢筋拉断,装配式梁端连接区混凝土被压溃,插销杆被剪断,且现浇试件的抗倒塌能力明显高于全装配试件,此外还发现,通过加强装配式结构的角钢能提高其抗倒塌承载能力.     

水平加强层对钢框架结构抗连续倒塌性能的影响

为研究水平加强层对钢框架结构抗连续倒塌性能的影响,利用ANSYS有限元软件,以一幢10层钢框架结构为原型,根据支撑的设置方式建立了4种有限元模型,采用备用荷载路径法,将不同底层柱突然失效分为8种工况,对每种工况下的4种模型进行了动力非线性分析。分析结果表明：底层柱失效后,水平加强层可以有效提高结构的整体拉接力,从而显著减小破坏部位的竖向位移,并将荷载传递至失效柱的临近柱,避免结构构件发生屈服造成结构刚度的下降。在底层柱上方增设水平加强层可以以较低的造价增强结构的整体性,增强钢框架结构发生局部破坏后的内力重分布能力,提高抗连续倒塌能力。     

框架结构倒塌过程中的动力学分析

用刚度的概念只能分析框架未破坏时的变形和位移，文中运用惯性的概念解决了框架破坏后的运动分析，利用动力学中力与加速度的关系以及碰撞原理，可求出框架各部分的位移，从而可动态描述框架破坏后直至其完全倒塌在地面的全过程。     

美国建筑连续性倒塌设计标准的现状

1968年英国Ronan Point大厦发生连续性倒塌后,包括英国、加拿大、美国在内的许多发达国家的研究人员对结构的连续性倒塌问题进行了大量的研究,并逐步将研究成果写入各类标准.美国总务局和国防部分别出版旨在帮助其管辖的建筑建立抵抗连续性倒塌性能的GSA标准和UFC标准,是目前最为系统、全面和实用的两部标准.论述了当前有关连续性倒塌标准的基本方法;详细阐述了UFC标准和GSA标准关于结构连续性倒塌的概念、设计方法、设计过程以及实施步骤等问题的规定;在以上论述的基础上总结了美国当前连续性倒塌设计标准的特点与不足并为建筑物连续性倒塌设计的进一步研究工作提供了思路.     

建筑钢结构抗连续性倒塌各国规范设计及分析

为了给中国高层建筑钢结构抗连续性倒塌设计提供参考和思路,简要介绍了英国、欧洲、美国、日本等国家和地区抗连续性倒塌设计的构造措施、设计方法及流程等,重点针对各种规范关于分析方法、去除构件位置、荷载施加、破坏准则等关键问题,综合比较各种设计方法的优缺点和适用范围。分析表明,拉结强度法缺乏理论验证,去除构件法并未考虑构件失效时间和柱残余承载力对动力效应和内力重分配的影响,分析结果过于保守,关键构件法中偶然荷载的量化还存在争议。设计中应根据用途、重要性以及层数对结构进行分类,针对不同结构分类采取不同等级的抗连续性倒塌设计方法,同时应针对新建结构和已建结构区别对待。     

爆炸冲击对多层钢框架连续倒塌性能的影响

以5层钢框架结构为对象,对钢框架在爆炸冲击作用下的连续倒塌性能进行了研究.采用备用荷载路径法,分别对钢框架结构进行了静力非线性、动力非线性以及爆炸冲击作用下的动力非线性连续倒塌分析.分析结果表明:在常规的静力和动力非线性分析中,该框架具有良好的抗连续倒塌能力;在5 kgTNT的初始爆炸冲击作用下,钢框架的变形比常规分析...     

钢筋混凝土框架结构动力倒塌分析方法研究

本文采用了位移法和反力法对失柱的混凝土框架结构进行线性与非线性动力倒塌分析,并把位移法与反力法的分析结果进行对比,两者吻合较好,同时采用线性动力与非线性动力计算方法分别对具有相同平面布置不同高度的框架结构进行连续倒塌模拟分析,得到不同失效时间失效点的位移时程曲线。分析结果表明:柱的失效时间对位移法和反力法线性动力分析结果影响较小,随着失效时间的增大,结构的动力效应趋于收敛;柱的失效时间对位移法和反力法非线性动力分析结果影响较大,但是随着失效时间的增加,结构的动力效应趋于收敛。     

钢筋混凝土框架结构地震倒塌过程模拟分析

为研究钢筋混凝土框架结构倒塌模式,指导抗震设计.概述了钢筋混凝土框架结构的主要震害特点,并借助动力有限元软件LS-DYNA对三层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的损伤演化直至倒塌过程进行模拟.通过对参数和模型的选取,再现真实的倒塌过程,证明了柱角端是结构的薄弱环节,仿真结果和真实倒塌过程较好的吻合.     

基于Archard理论的挤压次数对模具磨损量的影响分析

针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部位磨损量与挤压次数之间的确切关系,并由此提出一种考虑挤压次数影响的总磨损量计算公式.