论文部分内容阅读
近年来，同一地区短时间内遭受多次地震作用的情况频频发生，建筑结构在多次地震作用下的抗倒塌问题逐渐引起国内外学者的关注。大量地震资料表明，每次大地震的发生一般都伴有余震甚至强余震，结构在主震作用下构件产生了一定的损伤，而余震与主震时间间隔较短，主震形成的损伤无法得到及时修复，后续的(强)余震会导致结构中已有损伤的构件破坏加剧，甚至倒塌。目前大多数地震作用下结构的抗倒塌研究基本上仅考虑单一地震作用且以完好结构为研究对象，研究损伤结构在地震作用下的抗倒塌性能的甚少。因此本文对地震作用下损伤结构的抗倒塌性能进行研究。主要研究工作如下：
(1)利用OpenSees软件，采用考虑钢筋受拉断裂失效过程的模拟分析方法，对梁柱子结构及单层平面框架试验进行了抗倒塌数值分析，以验证数值模拟方法的可靠性，并探讨了钢筋极限拉应变对结构抗倒塌能力的影响，进而对多层平面框架结构以及空间框架结构进行了抗倒塌分析，研究了移柱位置及空间框架跨度比对空间框架结构抗倒塌的影响，并分析了拆除角柱及边柱工况下结构倒塌过程中的受力机理，给出了结构抗倒塌设计的相关建议。
(2)介绍了等效力法与损伤指标法的应用原理，采用等效力法与损伤指标法对地震作用下同一含损伤竖向构件的平面框架结构进行了数值模拟计算，从建模方法与计算结果两方面对其进行了对比，选取了损伤指标法进行后续平面与空间框架结构的抗倒塌分析。
(3)基于损伤指标法，选用12条近场地震波对含损伤柱的钢筋混凝土平面框架结构进行了增量动力非线性分析，通过对IDA曲线及地震波影响分析，选取结构竖向响应较大的地震波对结构的倒塌性能进行了分析，并探讨了损伤程度及损伤柱位置对平面结构在地震作用下的抗倒塌性能的影响。结果表明，损伤柱损伤程度越大，发生竖向倒塌的可能性越大；损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌，且发生竖向连续倒塌的可能性大于侧向增量倒塌。
(4)基于损伤指标法，采用相同的地震记录对空间框架进行了增量动力非线性分析，并探讨了地震作用下损伤程度及损伤柱位置对空间结构抗倒塌性能的影响。研究表明，含损伤柱的空间框架结构的抗倒塌性能比平面框架结构好，损伤柱为单柱时，损伤柱位置对结构倒塌性能及倒塌形式影响不大，损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌。
(1)利用OpenSees软件，采用考虑钢筋受拉断裂失效过程的模拟分析方法，对梁柱子结构及单层平面框架试验进行了抗倒塌数值分析，以验证数值模拟方法的可靠性，并探讨了钢筋极限拉应变对结构抗倒塌能力的影响，进而对多层平面框架结构以及空间框架结构进行了抗倒塌分析，研究了移柱位置及空间框架跨度比对空间框架结构抗倒塌的影响，并分析了拆除角柱及边柱工况下结构倒塌过程中的受力机理，给出了结构抗倒塌设计的相关建议。
(2)介绍了等效力法与损伤指标法的应用原理，采用等效力法与损伤指标法对地震作用下同一含损伤竖向构件的平面框架结构进行了数值模拟计算，从建模方法与计算结果两方面对其进行了对比，选取了损伤指标法进行后续平面与空间框架结构的抗倒塌分析。
(3)基于损伤指标法，选用12条近场地震波对含损伤柱的钢筋混凝土平面框架结构进行了增量动力非线性分析，通过对IDA曲线及地震波影响分析，选取结构竖向响应较大的地震波对结构的倒塌性能进行了分析，并探讨了损伤程度及损伤柱位置对平面结构在地震作用下的抗倒塌性能的影响。结果表明，损伤柱损伤程度越大，发生竖向倒塌的可能性越大；损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌，且发生竖向连续倒塌的可能性大于侧向增量倒塌。
(4)基于损伤指标法，采用相同的地震记录对空间框架进行了增量动力非线性分析，并探讨了地震作用下损伤程度及损伤柱位置对空间结构抗倒塌性能的影响。研究表明，含损伤柱的空间框架结构的抗倒塌性能比平面框架结构好，损伤柱为单柱时，损伤柱位置对结构倒塌性能及倒塌形式影响不大，损伤柱为双柱时较损伤柱为单柱时更易发生倒塌。