边柱失效下端板节点钢框架—三维楼板结构体系抗连续倒塌性能研究_第1页
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文档简介

1、边柱失效下端板节点钢框架三维楼板结构体系抗连续倒塌性能研究自 1968 年 Ronan Point 公寓倒塌,1995 年美国 Murrah 联邦大厦的倒塌以及2009年美国世贸大厦双子楼倒塌事件之后, 建筑结构的连续倒塌问题逐渐引起各国学术界的关注。与此同时 , 随着装配式建筑在我国的兴起和发展, 大量的高层大跨结构采用组合结构形式, 其中钢框架- 钢筋混凝土压型钢板组合楼板作为较为典型的一种建筑结构形式, 在实际工程中被广泛应用。然而关于该种结构形式的抗连续倒塌性能的相关研究还比较少。在过去的试验中 , 多采用二维框架组合楼板进行研究, 然而 , 已有文献表明, 三维效应对结构抗倒塌的影响

2、至关重要。因此 , 有必要进行三维组合框架相关的试验研究为理论分析、有限元分析及工程应用提供借鉴和参考。本文依托课题 “钢结构体系的防灾减灾设计理论及工程应用” (中华人民共和国科学技术部,2016yfc0701203), 采用试验的方法详细研究该种结构形式在边柱失效情况下的抗连续倒塌性能。在本次试验当中, 组合框架的主梁采用端板连接, 而次梁采用腹板双角钢连接 , 组合楼板与钢框架之间采用抗剪栓钉连接。本文详细分析了该组合框架在边柱失效情况下的荷载传力路径和传力机理, 并对整个框架在不同阶段的抗弯效应悬链线效应, 受拉薄膜效应发挥的作用进行了分析。与此同时 , 还运用组件法对组合框架中的节点

3、及楼板与钢框架的组合效应进行了研究, 以期望对后续研究提供帮助。通过本次试验, 得到如下的重要结论:(1)三维钢框架- 钢筋混凝土压型钢板组合楼板体系具有良好的抗连续倒塌性能, 且整个框架体系的荷载- 位移曲线阶段划分明显。(2) 采用拆除构件法进行该框架体系边柱失效的设计时, 应主要考虑抗弯效应 , 不应考虑悬链线效应, 应考虑楼板的受拉薄膜效应对承载力的提高。(3) 边界水平约束的存在, 能通过提高悬链线效应和板的受拉薄膜效应来提高结构体系整体承载力。(4) 通过对比 , 发现节点的刚度对整体框架的力学响应有影响。最后推荐主梁节点采用端板连接方式。(5) 三维框架试验更能准确反映结构力学行为, 且在边柱失效情况下, 二维框架试验会高估悬链线效应, 低估抗弯效应, 考虑不到三维楼板薄膜效应。本文的创新点 :(1) 首次采用试验的方法研究了边柱失效情况下, 主梁节点采用端板连接的三维钢框架- 钢筋混凝土压型钢板组合楼板的抗连续倒塌性能。(2) 对比二维 , 三维框架边柱失效试验, 发现二维框架不能准确反映整体结构抗力 , 且低估了抗弯效应, 高估了悬链线效应。此外, 发现边界约束条件及节点刚度对结构整体力学响应有影响。(3) 发现对于该框架体

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