钢筋砼框架倒塌过程中框架梁剪切破坏机理研究

论文摘要

如果建筑物的框架柱遭破坏,就可能发生竖向连续倒塌,造成严重的人员伤亡和经济损失,因此如何防止建筑竖向连续倒塌已经成为结构工程研究的重要课题之一。延性是防止建筑竖向倒塌的主要因素之一,所以建筑应避免在弯曲破坏之前发生剪切破坏。对两端固定的钢筋混凝土梁在1/4跨、1/2跨、3/4跨通过施加荷载的方式来模拟次梁和现浇板传来的荷载,在梁跨中通过自制的自动脱钩器等效为柱的移去来模拟钢筋混凝土框架结构在失去边跨中柱时其上方的钢筋混凝土框架梁在跨度成倍时的情形,研究钢筋混凝土框架柱下支撑移去后框架梁的动力响应和剪切破坏机理,研究结果表明:梁KJL01、KJL02的破坏形态为弯曲破坏,梁KJL-2、KJL-3、KJL-4的破坏形态为剪切破坏。通过计算得到弯曲DCR值在1.7～1.9之间,剪切DCR值不大于1.2。当梁发生剪切破坏时,拱效应不能充分发挥,使得梁的极限承载力降低,所以在建筑结构抗倒塌设计时必须按照“强剪弱弯”的原则进行抗剪设计。对无阻尼单自由度弹塑性系统动力响应进行分析,分析结果表明:弹塑性结构体系的弯曲DCR的取值与延性系数β有关,当β= 2时,DCR取值为0.75。对突加荷载作用下单自由度有阻尼系统在弹性阶段的动力响应进行分析,得到系统达到最大位移的时间与升载时间无关,只取决于结构的自振周期T,并且系统进入塑性阶段而不破坏的最短时间为T/4。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 国内外建筑连续倒塌简介
• 1.2 建筑抗倒塌的研究
• 1.3 爆炸等冲击荷载作用下钢筋混凝土梁破坏形态的研究
• 1.4 爆炸等冲击荷载作用下钢筋混凝土框架梁破坏形态分析
• 1.4.1 偶然荷载—爆炸荷载
• 1.4.2 爆炸等冲击荷载作用下钢筋混凝土框架梁的破坏准则和破坏模式
• 1.4.3 影响钢筋混凝土框架梁破坏形态的主要因素
• 1.5 钢筋砼框架倒塌分析时破坏指标的确定
• 1.5.1 按美国公共事务管理局（GSA）指南方法确定破坏指标
• 1.5.2 按美国国防部（DoD）建筑抗连续倒塌设计方法确定破坏指标
• 1.6 本文的研究意义与内容
• 2 钢筋混凝土框架梁的试验
• 2.1 试验目的和内容
• 2.1.1 试验目的
• 2.1.2 试验内容
• 2.2 试验模型
• 2.3 试验装置设计制作
• 2.4 试验试件设计制作
• 2.5 试验仪器和测量内容
• 2.5.1 试验仪器
• 2.5.2 量测内容
• 2.6 试验加载制度设计
• 2.7 试验梁的材料性能
• 3 主要试验结果和分析
• 3.1 主要试验结果
• 3.1.1 突加荷载下试件的时程曲线
• 3.1.2 突加荷载下试件的综合时程曲线
• 3.1.3 支座约束弯矩及动力系数与荷载的关系曲线
• 3.1.4 水平轴力与荷载关系曲线
• 3.1.5 跨中位移及动力系数与荷载关系曲线
• 3.2 破坏机理分析
• 3.3 DCR 值的计算
• 4 构件的动力响应分析
• 4.1 无阻尼单自由度弹塑性系统动力响应分析
• 4.1.1 理想弹塑性系统的动力响应分析
• 4.2 突加荷载下的动力响应
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集