基于连接失效的装配式桁架梁组合楼盖连续倒塌分析

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装配式桁架梁组合楼盖是一种新型楼盖结构体系,该楼盖的拼装连接采用高强螺栓连接。目前国内外研究人员对典型框架结构连续倒塌问题的研究理论、研究方法和设计方法日趋成熟。备用荷载路径法(AP法),通过逐个拆除结构中的关键构件,考察剩余结构是否具有新的荷载传递路径而不发生连续倒塌,能够较为准确地模拟结构的连续倒塌过程,是目前使用最为广泛的分析方法。对于本文所研究的装配式桁架梁组合楼盖结构体系而言,在连接失效的情况下,能否套用现有的分析方法,有待进一步验证和研究。本文的主要研究内容有:首先介绍了装配式桁架梁组合楼盖体系的构成和装配式组合楼盖体系的应用与研究现状;然后对国内外抗连续倒塌研究的现状进行了归纳介绍,包括理论研究、倒塌试验研究和设计方法研究。然后介绍了现有抗连续倒塌设计的主要方法和内容,并重点阐述了AP法中的首要步骤,即关键构件的判定方法,找出了具有工程实用性的重要构件选择方法,并通过Midas/Gen软件建立了楼盖算例模型,运用该方法对装配式桁架梁组合楼盖的关键连接进行了判别。结果表明:通过基于结构响应的敏感性分析,可以快速地找出新型楼盖中的关键连接。其次介绍了典型框架结构基于AP法的连续倒塌动力计算中失效构件移除的模拟方法和步骤,并讨论了瞬时加载法、等效荷载瞬时卸载法和全动力等效荷载瞬时卸载法在新型装配式楼盖关键连接模拟中的应用,总结了三种模拟方法的特点,讨论了三种方法下相关时间参数的合理取值并对比三种模拟方法的结果。结果表明:采用等效荷载瞬时卸载法和全动力等效荷载瞬时卸载法可以较准确地模拟关键连接的失效过程。最后介绍了AP法静力计算考虑动力效应而引入的荷载动力放大系数的定义和确定方法,归纳对比了国内外不同规范对动力放大系数的规定,针对我国规范中动力放大系数的取值规定进行了新型装配式楼盖适用性研究,并对适用性结论的影响因素进行了讨论。结果表明:荷载动力放大系数对于线性静力分析取2.0是偏于保守的,对于非线性静力分析取1.35是合理的。
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