爆炸荷载作用下建筑结构连续倒塌分析与防连续倒塌设计研究进展

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.     

装配式钢-混凝土组合框架动态倒塌性能研究

装配式钢-混凝土组合框架在工程中的应用日益增多,但是目前有关其抗倒塌性能的研究鲜见报道。为了研究装配式钢-混凝土组合框架的动态倒塌性能,文中首先设计了2个缩尺的装配式组合框架子结构试件,对其开展了动态抽柱试验,研究了此类框架结构在不同倒塌荷载工况下的动态倒塌行为,并评估预制混凝土板分段对框架动态倒塌行为的影响;然后,基于试验结果建立了装配式组合框架倒塌荷载等效动力增大系数DIF的计算模型。结果表明：在1倍倒塌荷载(30 kN)和2倍倒塌荷载(60 kN)的作用下,装配式钢-混凝土组合框架子结构的主要损伤为靠近边柱的框架梁端混凝土板的开裂;中柱失效后,剩余子结构仍具有较好的承载能力和整体刚度,在这两种工况下结构不会发生倒塌破坏;在相同倒塌荷载作用下,装配式组合梁框架受到的冲击效应大于现浇混凝土组合梁框架;混凝土板分段预制对组合框架子结构的基本动力特性影响不大,但会导致组合梁端钢梁应变和预制混凝土板中纵向钢筋应变的动力增大系数变大;2个试件失效柱位移动力增大系数介于1.38～1.65之间,在部分情况下应变的动力增大系数大于2.0;基于试验结果建立的装配式组合框架倒塌荷载等效动力增大系数DI...     

梁-柱节点抗连续倒塌性能研究进展

结构的连续性倒塌一直是土木工程领域关注的焦点,而梁柱节点作为结构体系传递荷载的关键部位,其一旦遭受破坏,就可能造成结构连续性的倒塌倾覆,进而造成无法估量的损失。本文简要介绍了整体结构的两种不同的连续倒塌的形式以及四类主要的抗倒塌设计方法,结合已有研究成果从抗连续倒塌模式、抗连续倒塌机制以及抗连续倒塌性能三个方面总结了节点破坏导致的连续性倒塌研究现状。结合应用及研究热点,从试验研究和数值分析角度分别对装配式梁柱节点和自复位梁柱节点的研究进展进行了阐述。最后提出一种基于超弹性形状记忆合金的新型自复位梁柱节点,并对设计方法、抗倒塌性能以及抗震性能的研究进行了探讨。     

浅谈建筑物倒塌事故特点及处置对策

当前公安消防部队担负着较多类型灾害事故的抢险救援任务,建筑物倒塌事故是较为常见的事故类型之一,近几年来全国先后发生的几起建筑物倒塌事故和由于地震、风暴、水灾等自然灾害造成的大面积倒塌事故处置中,可以看出建筑物倒塌事故处置复杂而艰难。下面本人结合消防部队自身特点,就如何快速准确地处置建筑物倒塌事故,从而最大限度的减少人民的生命和财产损失谈谈自己的观点和想法。     

浅析《侵权责任法》上“堆放”与“倒塌”的多义性

我国《侵权责任法》第86条规定：建筑物或者其他设施倒塌造成他人损害的，又建设单位与施工单位承担连带责任。建设单位、施工单位赔偿后，有其他责任人的，有权向其他责任人追偿。其他责任人的原因，建筑物、构筑物或者其他设施倒塌造成他人损害的，由其他责任人承担侵权责任。再次比较88条中“倒塌”一词与89条“倒塌”一词所要表达的“倒塌”的含义是不同的。88条中建筑物、构筑物或者其他设施主要就是指不动产，故86条中的“倒塌”应该就是指不动产的“垮塌”而非“倒塌”，88条中的堆放物主要是不动产，故88条中的“倒塌”才是动产的“倒塌”。如此一来便可以很清楚的理解86、88、89条想要表达的含义，才能更清晰的得以运用。     

隔层桁架式立体停车结构地震倒塌易损性分析

采用基于增量动力分析的易损性分析方法定量地评估了隔层桁架式立体停车结构的抗地震倒塌能力.分析了结构在地震作用下的倒塌过程、倒塌机理,对结构在单向和双向地震作用下的抗地震倒塌能力进行了对比,并比较了不同层数结构的抗倒塌能力及安全储备系数.结果表明,该类型结构具有良好的抗地震倒塌性能,底层是结构抗倒塌薄弱层;随结构层数的增加倒塌概率增大、抗震能力减弱,但抗倒塌安全储备系数并不是随结构层数的增加而不断减小.建议针对该类型立体停车结构的设计可以考虑突破现行建筑结构规范高宽比的限值.     

建筑物倒塌事故救援中存在的问题及对策

本文在分析了建筑物倒塌事故特点的基础上,总结了当前建筑物倒塌事故中存在的问题,并提出了相应的对策.     

浅谈建筑物倒塌事故处置的战术原则

本文从建筑物倒塌的原因、建筑坍塌发生前的征兆、建筑倒塌事故特点等方面入手,着重就建筑物倒塌事故处置的战术原则进行了探讨。     

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.     

抗震设计对结构抗连续倒塌的影响分析

地震作用是影响结构连续倒塌的重要因素,首先分析了地震作用的特点,比较了抗震设计和抗连续倒塌设计的要求及方法,进而为考虑抗震设防烈度对结构抗连续倒塌能力的影响,建立了非抗震和抗震设防烈度分别为6度(0.05g)、7度(0.1g)、8度(0.2g)的4个典型四层框架,依据GSA准则采用静力线性方法分析了结构在底层柱破坏下的抗连续倒塌能力。计算结果表明,6度和7度抗震设防结构抗连续倒塌能力相对非抗震结构提高不大,8度设防结构的抗连续倒塌能力较好。     

钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌承载能力研究

国外现有抗倒塌设计规范通过限制悬索体系的最大变形来防止连续倒塌的发生,往往导致不安全。就钢筋混凝土梁柱子结构倒塌变形过程进行分析,总结了悬链线破坏模式。通过对子结构抗倒塌承载能力的研究,提出了以钢筋达到极限强度为子结构倒塌极限状态,进而提出了基于悬链线抗拉承载能力的子结构抗倒塌设计方法,并对钢筋的抗倒塌设计强度进行了初步的讨论。     

爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理分析

为了探究爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理,采用ANSYS/LS-DYNA软件,对外部爆炸荷载作用下结构的连续倒塌进行了模拟。建立了结构的多尺度模型并验证其有效性;分别分析了炸药位于角柱和边中柱正前方时框架结构的破坏及倒塌情况;对比了两种工况下建筑物的倒塌过程和倒塌程度。结果表明:多尺度建模方法可以有效模拟框架结构在爆炸作用下的动力响应过程;爆炸荷载作用下目标柱损伤严重,失去承载力,结构内力重分配使相邻结构损伤,最后发生连续倒塌;炸药位于不同位置时,结构的倒塌范围有显著的不同。     

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.     

连接条件对填充墙倒塌影响的数值模拟分析

为了考察填充墙与主体框架不同连接条件对填充墙抗地震倒塌性能的影响,利用ABAQUS结构非线性分析软件,通过自接触和连接弹簧失效模拟框架填充墙在地震作用下的倒塌过程.采用离散式建模方法,将砂浆等效为三向砂浆弹簧.模拟分析结果表明:填充墙与框架梁刚性连接或柔性连接、与框架柱柔性连接均可以有效提高填充墙的抗倒塌能力.其中填充墙与框架梁、柱均设置合理柔性连接时其防倒塌能力最好.     

脚手架、模板倒塌事故的原因与预防

⒈概况90年代以来,一些地区多次发生脚手架、模板倒塌重大事故,给国家和人民生命财产造成很大损失。如1992年全国建筑施工中发生一次死亡3人以上的重大残废事故共31起,死亡156人,重伤34人,其中脚手架、模板倒塌造成的死亡达59人,重伤20人,分别占38%和59%。1993年脚手架、模板倒塌事故仍屡有发生,在福建、广东、重庆、大连等地的施工工程中,连续发生由于模板支撑失稳,造成模板倒塌的重大事故,死亡19人,重伤10人。为了制止这类事故再度发生,建设部在1993年发布了“关于防止建筑施工模板倒塌事故的通知”,对如何防止脚手架、模板倒塌事故提出了…     

基于GSA规范改进方法的框架结构连续性倒塌分析

为评估框架结构抗连续性倒塌潜力,结合GSA(general services administration)规范,采用备用荷载路径法进行连续性倒塌分析.在介绍GSA规范的基础上提出了一些改进,并阐述了评估结构抗连续性倒塌潜力的方法.基于GSA规范的改进方法,利用有限元软件ANSYS中的Beam188和Shell63单元建立三维框架有限元模型,采用生死单元法分别"杀死"长边中柱、短边中柱、角柱和长边两根柱,评估结构在上述工况下抗连续性倒塌的潜力.结果表明,对于典型的框架结构,长边靠中央的2根柱失效会造成结构的局部连续性倒塌,为建筑物的抗连续性倒塌设计提供了依据.     

钢筋混凝土框架结构倒塌的计算机仿真研究

在总结实际地震震害特点的基础上，结合钢筋混凝土框架三维非线性动力有限元的分析方法，建立了一肯模拟倒塌过程的计算机同了一种计算机自动判断局部或整体可动机构的快速算法，并引入计算机可视化，多媒体等最新仿真技术，对钢筋混凝土框架结构的倒塌机理作了研究，仿真实例表明能较好地反映框架的地震倒塌过程。     

结构-地震动双随机的隔震结构倒塌鲁棒性分析

为分析基于结构及地震动双随机的隔震结构竖向连续倒塌鲁棒性,依据二次四阶矩可靠度理论提出随机鲁棒性指标,通过对比分析隔震结构考虑结构随机、地震动随机性以及同时考虑结构-地震动随机性的鲁棒性指标,揭示随机性对隔震结构竖向连续倒塌鲁棒性的影响,以及PGA对隔震结构抗竖向连续倒塌鲁棒性产生的作用.研究结果表明:基于可靠度的随机鲁棒性指标可定量评估隔震结构抗竖向连续倒塌能力;若仅考虑结构随机或地震动随机,均会高估结构抗竖向连续倒塌能力;此外,随PGA增大,结构抗竖向连续倒塌鲁棒性下降,强震作用下,隔震结构极可能发生竖向连续倒塌现象.     

对新混凝土结构设计规范防连续倒塌设计的几点认识

结构设计中保证安全是第一位的，针对《混凝土结构设计规范》GB50010-2010增加结构防连续防倒塌设计原刖，并提出结构抵抗连续性倒塌的主要设计方法及要求，希望在结构设计中引起高度重视。     

爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构的连续倒塌分析

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.