发布时间 : 星期日 文章框架结构的连续性倒塌研究更新完毕开始阅读68211669ddccda38376baf0e
重构件后动力放大系数2的等效静载。
2.3.3 破坏准则
同时采用强度准则和变形准则进行判断。
根据GSA规范，采用DCR评估单元塑性能力的分布及其大小，即 DCR= UD CE Q /Q 其中， UD
Q 是指按线弹性静力分析后单元或节点的作用力(弯矩、轴力、 剪力或者组合内力)， CE
Q 是指构件、连接或节点所能承受的极限弯矩、轴力、
剪力或者组合内力。若DCR值大于2 ，则认为构件失效。考虑到快速施加荷 载时结构强度和塑性能力的提高，采用强度提高系数。对钢筋混凝土结构， 该系数可以提高到1.25。
按照DoD2005 附录B 的说明 [22]
，当框架梁在失去其支承柱后，支承点
处的挠度不应超过梁跨度的10%，亦作为构件的失效的判别准则。20 2.3.4 结构允许的倒塌范围
结构允许的倒塌范围可定为：对于外柱破坏的情况为直接位于柱上的梁、 面积不超过 75 2
m 的楼板或楼层面积的 15%；对于内柱破坏情况为直接位于柱 上上梁、面积不超过 150 2
m 的楼板或楼层面积的 30%。 2.3.5 本文分析流程
备用荷载路径法把设计者的注意力从关注偶然事件对建筑物的影响转移 到结构因偶然事件发生局部破坏以后的反应，从而和引起结构局部破坏的初 始原因不再相关。采用这种分析方法不必详细了解导致结构发生局部破坏的 偶然事件对结构的具体影响，只是按条件极限状态对结构进行分析。 1.意外事件的发生是一个小概率事件，对所有的建筑都进行抗连续倒塌 设计是不合理的，也是不经济的。因此首先分析建筑物的使用功能、社会环 境和重要性，判断建筑物易遭遇哪种偶然作用。对于底部有停车场的建筑物 而言，最有可能发生的偶然作用是车辆对柱的撞击；对于比较重要的建筑， 炸弹的袭击也并不是没有可能。因此，确定建筑物易于遭遇哪种突发事件的 影响是对结构进行分析至关重要的一步。
2.分析建筑物的结构状况与偶然作用的关系，判断易发生局部破坏的部 位。
3.建立计算分析模型，去掉破坏的关键构件。 4.在结构上施加荷载效应组合。
5.考虑大变形对构件承载力的影响，考虑几何非线性，采用非线性弹性
分析方法进行分析。
6.根据既定的失效准则，判断结构在上述荷载效应组合下，是否有构件
继续失效，结构能否维持整体稳定。若经DCR判断后有构件发生破坏，将破 坏的构件从原模型中去掉，形成新的计算模型，重新计算结构的DCR值，在 进行下一步分析时，需要考虑失效构件塌落时对下部结构造成的冲击动力反 应，并把原来由失效构件承担的永久荷载和可变荷载重新分配到剩余结构， 然后对修改后的模型重新进行计算，判断荷载重新分配后是否有新的单元失 效，直到没有新的破坏构件产生为止。对于构件失效后导致的上部结构塌落 对下部结构的碰撞荷载不予考虑。
7.然后将结构破坏范围与允许的破坏范围进行比较，如果小于允许破坏 范围，则结构满足抗倒塌设计要求，反之，则对原结构设计进行修改，重新 进行抗倒塌设计验算。21
对于如何将备用荷载路径法应用于我国的结构设计应展开研究，包括拆
除构件的选择、荷载组合以及破坏准则的确定等。鉴于难以进行实体模型试 验，这些问题可借助于计算机进行仿真分析来解决。 2.4 建筑结构抗力计算
2.4.1 矩形截面钢筋混凝土构件的弯曲强度
如图 2.3 所示，双筋矩形截面的抗弯强度，由弯矩分解的平衡条件得到 计算公式为： ( ) ( ) ucsys
M =M+M=α fbxh?x+A′f′h?α′ 12100
/ 2（2-10） 式中
u
M ——截面所受的破坏弯矩，N﹒m；
1
α ——受压区混凝土应力图的应力与混凝土设计值 c
f 的比值，当混
凝土强度不超过 C50 时，
1
α =1.0，当混凝土等级为 C80 时， 1
α =0.94，其间 按线性内插法取用； b ——截面宽度，m； 0
h ——截面有效高度，m； x ——混凝土受压区高度，m； S
A ——纵向受拉钢筋的截面面积，m 2
；
c
f ——混凝土弯曲抗压强度，N/m 2 ；
y
f ——受拉钢筋的极限强度，N/m 2 ； s
A′ ——受压钢筋截面面积，m 2 ； y
f ′ ——受压钢筋的极限强度，N/m 2
； s
α′——受压钢筋中心至受压区外边缘距离，m； s
α ——受拉钢筋中心至受压区外边缘距离，m；
图 2.3 双筋矩形截面应力图22 2.4.2 斜截面受剪承载力计算公式
均布荷载下矩形截面的简支梁，当仅配箍筋时，斜截面受剪承载力的计 算公式 sv
u cs t 0 yv 0 A
V =V 0.7f bh 1.25f h s = + i i (2-11)
cs
V ——构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值，N； t
f —— 混凝土轴心抗拉强度设计值, N/m 2 ； yv
f ——箍筋抗拉强度设计值, N/m 2
； sv
A ——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积, m
2
；
s——沿构件长度方向箍筋的间距，m； b——矩形截面的宽度，m； 0
h ——构件截面的有效高度，m。
设有弯起钢筋时，斜截面受剪承载力计算公式中应该增加一项弯起钢筋 所承担的剪力设计值 u cs sb V = V + V(2-12) 式中 cs
V 为混凝土和箍筋所共同承担的剪力设计值， sb
V 就是弯起钢筋的拉力
在垂直于梁轴方向的分力值，按照下式计算： sb V =0.8 y f sb s
A sinα (2-13) 式中 y
f ——弯起钢筋的抗拉强度设计值；
sb
A ——与斜裂缝相交的配置在同一弯起平面内的弯起钢筋截面面积； s
α ——弯起钢筋与梁纵轴线的夹角。一般为45 ，当梁截面超过80mm时， 通常为60 。
公式中的系数0.8，是对弯起钢筋受剪承载力的折减。这是因为考虑到弯 起钢筋与斜裂缝相交时，有可能已接近受压区，钢筋强度在斜截面受剪破坏 时不可能全部发挥作用的缘故。23
第三章 钢筋混凝土框架结构有限元模型 3.1 有限元法的基本原理 有限元法 [35]
（The Finite Element Method）是目前工程技术领域中实用性 最强，应用最广泛的数值模拟方法。
有限元法的基本思想---离散化概念。它的应用非常广泛，从弹性力学平
面问题扩展到空间问题、板壳问题，由静力平衡问题扩展到稳定问题、动力 问题和波动问题；从固体力学领域扩展到流体力学、传热学、电磁学、振动 等诸多领域；而且向非线性力学、断裂力学、蠕变和生物学等领域迅速扩展。 有限元法实际上是借助电子计算机对各种结构和场问题进行近似计算分