钢筋混凝土空间框架结构抗连续倒塌机制研究

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发布时间：2022-07-13

资料介绍

摘要]进行了两个3层4×2 跨的钢筋混凝土空间框架模型的连续倒塌试验，模型 1 的初始失效柱是底层长边
中柱，模型2的初始失效柱是底层角柱·模型不考虑抗震要求，以机械千斤顶替换初始失效柱·通过机械千斤顶的
分级卸载模拟柱的初始失效。观测并分析了两个试验模型的抗力检移曲线、结构受力机制及结构抗连续倒塌能
力。分析表明,对于模型1,结构抗连续倒塌机制包含梁机制和悬链线机制：对于模型2,结构抗连续倒塌机制仅为
梁机制.
[关键词] 空间框架:连续倒塌:梁机制:悬链线机制
中图分类号：TU375.4
文献标识码：A
文章编号:1002-848X（2013）09-0105-04
Research on progressive collapse mechanism of RC spatial frame structures
Xiong Jingang，Wu Zhaoqiang, Zou Yuan, He Yinong，Nie Xiaoxia
(Schodl of Arehitectural Engineering, Nanchang University，Nanchang 330031，China)
Abstract: Pmgressive collapec experiments out for two,(4 x2)+bay and 3-loney reinfored conerele (RC)
spatial frame models , which were designed without seismic demand. The middle of long side column and the comer column
of the botlom lloor, respealively im model and model 2, were replaced by mechamical jacks to simmlate tial damage.
Resistance-lisplacemem curve, load transferring mechanism and progressive collapse resistanee df the tw models were
analyzed. It is concluded that pmgressive collapse resistance consists of beam mechamism amd catenary mechanism im model
1. Only beam mechanis m plays a part in resisting progressive oollapse in model 2.
Keywords:spatial frame: pmgressive eallapse: beam mechanism ; catenary mechanism
0
引言
1
试验方案
因突发事件的作用，建筑结构直接的局部失效
两个试验模型均为3层、2×2 跨钢筋混凝土空
引起构件连锁失效而造成整个结构或大部分结构倒
间框架,其原型为8层框架结构，不考虑抗震要求，
塌的现象称为连续倒塌。连续倒塌可分为水平连续
按我国现行规范设计取其下部3层作为试验模型，
倒塌和竖向连续倒塌。
缩尺比例为1/3。模型每层层高约1 100mm，框架
水平连续倒塌：局部构件失效后，结构主要在水
梁、柱截面尺寸及配筋如图Ⅰ所示。模型框架通过
平荷载或作用下发生连续倒塌，如水平地震下结构
地脚螺栓固定在实验室地地试验模型楼板厚度仅
的连续倒塌:竖向连续倒塌:局部构件失效后，结构
为30mm，制作不便，且本文主要针对竖向连续倒
主要在竖向荷载或作用下发生连续倒塌。本文的研
塌，楼板相对于框架梁、柱来说，抗倒塌作用相对较
究就是针对竖向连续倒塌。抗震设计加强了结构的
小,因此模型不含楼板,模型实体见图2。两个试验
整体性和延性,对抗连续倒塌是有益的11.3
,位于地
模型的尺寸、材料强度、配筋数量等参数均相同，但
震高烈度区的结构通常具有较高的抗连续倒塌能
初始失效柱的位置不同:模型1初始失效柱是底层
力，但非抗震区的钢筋混凝土框架结构，无需进行抗
长边中柱A3（轴③与轴①交线处的柱，柱编号方式
震设计,这类结构的抗连续倒塌能力可能较低。现
余同),模型2初始失效柱是底层角柱C5。模型制
有研究主要关注连续倒塌的分析与设计方法0-
作时，采用申接的机械千斤顶和力传感器替换底层
有关结构体系的连续倒塌试验研究相对较少[6]
初始失效柱（失效柱也称替代柱)。在柱顶，通过电
结构连续倒塌具有空间特性，结构冗余度对其有重
液伺服千斤顶施加恒定竖向压力，以模拟柱所受
要影响，空间结构较平面结构更能反映连续倒塌的
轴力。模型1中，柱顶加压力的有A2,A3,A4和 B3
受力机制。本文进行了两个非抗震设计的钢筋混凝
的4个柱。模型2中,在柱顶加压力的包括C5,B5
土空间框架结构模型的竖向连续倒塌试验，获得了
和C4的3个柱。
对结构抗力-位移曲线、受力过程和抗倒塌机制等性
·国家自然科学基金项目（50968012）。
能的认识。
作者简介:熊进刚,博士·敦授,Email:xiomgjingma@ new.edu.en.