土木建筑外文翻译外文文献英文文献在缓解连续倒塌的钢筋混凝土板建筑结构中的膜的应用

1、Membrane actions of RC slabs in mitigating progressive collapseof building structures在缓解连续倒塌的钢筋混凝土板建筑结构中的膜的应用关键词：连续倒塌 钢筋混凝土建筑结构 倒数第二列损失 膜扩张 钢筋混凝土板大变形有限元分析摘要可以研究钢筋混凝土柱结构在潜在的连续倒塌的突然损失的情况下，是其中的任一内部（PI）的倒数第二个列或外部（PE）的倒数第二个列损失。因为最关键的情况，它留下了相关的横向梁和板的子结构扩张。受影响的板坯的膜在大的变形的情况下，组成外周压缩的膜结构。环混凝土拉伸膜在中部地区的行动，是一个重要

2、的道防线来组织逐步崩溃。在本文中，已验证可用的测试数据，用于研究膜在横向变形的行为的先进的有限元模型（FEM），使得砖与PI列损失室内双跨梁的存在，沿周边旋转边缘的限制，和板坯的顶部加固。它已被证明，在中央地区拉伸膜，更大的力量都动员起来，由于参与梁的配筋板顶部加固。混凝土的压缩环，在外部区域中，也加强楼板负弯矩。因此，整体的承载能力的受影响的结构，可以是增强显着，以维持重力施加的由两个双跨越效果和动态效果的载荷。2011年爱思唯尔有限公司保留所有权利1. 简介当地面的柱在突然爆炸中被毁坏的时候，列向的轴向压缩力在消失的几毫秒内迅速将重新分配。其结果是，以上所有楼层一楼偏转相同，并在动态均匀重

3、力荷载下寻求新的平衡路径。（该过程中）可能会增加内部部队在受影响 的地板结构存在两个同步变化：双跨的效果：大跨度桥梁消失的列向的荷载将增加一倍。 被放大的动态效果：现有的重力荷载动态系数达到2.0。 束柱正上方的除去列向荷载的连接，以前是为开始设计占用的时刻，现在已经有进行巨大的下垂时刻. 在离柱子较远地方的连接处，作为一个二次函数的双跨度长度，可能会增加至少4倍的初始值。如果受影响梁板结构无法抵制不断增加的弯矩，防止连续倒塌的一个替代的负载路径是必需的。从相邻的边界元素是足够的的前提下，悬链线能够有效的防止连续倒塌情况的发生。当中间跨度的列被删除，相邻的砖可以形成一个非常强的面内隔膜，它能够

4、支持接触网传递的张力（图1）。然而，无论是倒数第二个外部或倒数第二个内部列被删除，接触网的张力拉向内的周长列的时候，导致一个渐进的崩溃的。在这种情况下，接触网行动与梁接触网行动，膜的行动中板，不需要任何侧向约束。可能会导致（而不是阻止）发生连续倒塌（图2）。在倒数第二列损失的情况下，受影响的地砖，与梁接触网功能不同，膜的中板不需要任何侧向约束相邻边界元素。与连续两个边成为横向变形是不连续的，是能够形成的周边受压环向拉伸膜在中央偏转区。据设想，周边压缩环在外线接触网行动的需求将减少。从而使结构放大，以维持重力施加的载荷在失稳前不至于连续倒塌（图3）。横向伸放板可以由图3（a）解释膜的运动。裂痕的

5、形成后，将板坯分为四个独立的连接在一起由裂纹的产生部分。在大变形，在板坯的中心的力作用下独立部分倾向于在增加拉伸的作用下向内移动，但受到相邻的部分抑制，这样做创建了一个周环的压缩来支持中心网的拉力。因此，包括拉伸板板坯中心的承载能力和在外圈的抗弯承载力下增强膜的能力以及在平面压缩应力发生在大板的横向运动的行为已广泛用于研究。Hayes3，Sawcuzk4，Brotchie和华立5，米切尔和Cook6正在着力研究的板的横向运动的行为。显而易见，承载膜的运动的能力是至少两次的收率线路的容量。最近，在欧洲这些机制已成功应用于防止其倒塌的复合地板。通过一个简化的起火的舱，在倒数第二列损失的情况下，贝利

6、开发的设计方法7（梁板结构）是类似的一个简单的支板，在这个意义上，这两个横向运动，两个相邻的周边都是自由的水平移动。然而，相对于一个简单的支持板坯，梁板结构需要额外考虑的因素是：（1）转动约束板顶部钢筋沿周边边缘板坯。（2）存在着相当数量的顶部加固内部的双跨梁。（3）两个室内双跨度的梁被放置在对称轴的板坯上。此外，根据一列失稳场景跨度的深度比，板坯增加高达80倍，其中最大加倍为一个单一的面板。 本文提出了用一种准静态数值分析的进行调查分析膜运动的梁板下部结构的倒数第二列内部列损失。根据这种分析手段，纳入上述因素修改为一个简支板模型。这三个因素是简支顺序，累计新增，平板模型估计各因素对整体的贡献

7、的结构行为（图4）。板坯的边界条件受制约的，但横向运动和垂直施加的载荷均匀地分布。非线性有限元软件，DIANA，被用于此目的。2。有限元分析2.1 数值案例研究一系列的钢筋混凝土组标本，简称“PI”系列（倒数第二列的内部亏损），目的是为研究梁板体系对拉伸膜的作用。所确定的试样的尺寸缩减了4倍（表1）。根据BS-8110-97，原型建筑设计为重力荷载的设计活荷载3 kN/m2，所施加的静载荷2 KN/M2。外观梁的额外的负载设计1 kN / m。底部和顶部的配筋率是最主要的方面， 因此有必要研究四种不同情况，表2对此进行了对比分析。对于每一种情况下，最佳的加固的比率（qutp）顶部的是底部的2倍

8、，其他的结构元件的尺寸如梁，在所有的情况下，板和列，都保持相同的。边界条件和加固结构的有限元在图中示出的模型如图4。 3。有限元建模图5（a）所示的欧洲CEB-的FPI具体标准规范在这项研究中得到采用。被定义的峰值抗压强度作为特征筒抗压强度的值FCK和初始线性弹性阶段的具体模型是达到30的抗压强度。混凝土结构模型在双向应力状态为蓝本的Drucker-Prager破坏面,如图所示,图5（b）。通过相关的组合切断, 采用具体的张力保留多方位的固定充满裂缝模型。混凝土开裂后的剪切刚度定义的恒定值0.2。详细的材料属性在分析的使用见表3。钢筋模型的弹塑性是塑料模型的模拟。Von Mises的塑料标准化

9、模型适用与加工硬化假说。 四边形等参数曲线分层元素（CQ40L）（图6a），用于模型钢筋混凝土梁和楼板。基于以下假设CQ40L：（1）平面部分保持平面，但其法线向量不一定是正常的基准表面。这种理论基于mindlin-reissner的理论。（2）两个相邻的层之间的外壳元件是多层的应力减少到零。在每一层中，剪切应变的约束通过剪切的校正因子来校正。每一个元素节点具有的自由度，即五度，三平移两个旋转。梁和楼板中的钢筋，即模拟镶嵌在壳单元的平面网格加固，所谓的母体元素。母体元素的计算完成，使得混凝土与周围的钢筋的完美粘结。网格加固相当于加固每单位长度的结构元素（梁和板）中的区域。在这种分析中，增量迭代

10、求解过程由两部分组成：增量部分和迭代部分，在增量部分，采用解决非线性问题的位移场应划分成许多增量弧长法。在迭代过程中的部分平衡阶段结束时的每一个增量可以是由经常Newton-Raphson方法取得。几何非线性是考虑到拉格朗日方法，这是适合解决大变形的问题，但不能处理小应变的问题。M1进行Bailey等人通过试验验证的有限元模型。荷载均匀地布置在简支的板上，具有合理良好的相关性之间的数值分析和测试结果如图6（b）。 由于边界和负载条件下的双对称关系，只有四分之一的钢筋混凝土梁板子结构建模和分析是使用8* 8轴网。边界节点沿着对称轴自由地上下移动。垂直位移的元素节点沿周边边缘被设置为在所有的情况下

11、为零。沿着对称轴的水平反应代表的张力和压缩力的分布在中央区和外围的压缩环。需要强调的是，总水平反应沿着每一个对称的一头应该是零，由于受力平衡，及沿周边边缘的总垂直反应必须等于施加的载荷。4 数值结果探讨DIANA分析了16个例子，为了研究受额外的影响下RC上膜的运动。直到中央垂直变形板的有效深度在3-5倍左右时，膜的有限元分析进入很好地进入了终止阶段。已经记录的点的水平反应沿着thesymmetrical轴运动，包括沿周边的反作用力，混凝土和钢筋的应变和应力的影响，和垂直元素节点的位移。在进入膜的大变形行为的混凝土板上，这些点提供了宝贵的见解。4.1 简支板上的膜的行动图7中示出，原始模型的边界条件和加固的配置，其实仅仅是一个简支的版。在面内的膜的运动，其特征在于，包括压缩的周围环中部地区的具体得运动，