爆破荷载下连续性倒塌背景资料

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地下结构在内部爆炸荷载作用下的连续倒塌机理及破坏模式的研究

地下结构在内部爆炸荷载作用下的连续倒塌机理及破坏模式的研究自从1968年英国公寓发生部分倒塌以来,连续倒塌已经成为土木工程中一个重要的研究领域,在过去的几十年中,它吸引了众多专家学者对其进行研究。

然而,他们主要研究的是地上结构的连续倒塌,并取得了丰硕的成果,但对地下结构的连续倒塌却鲜有研究。

随着建筑用地的日益紧张,越来越多的建筑物转入地下。

由于地下建筑物受力复杂,一旦建筑物的某根关键构件发生损坏,会导致非常严重的后果。

本文以爆炸动力理论、连续倒塌理论和地下结构的有限元法为基础,运用ANSYS/LS-DYNA软件,建立地下结构的三维模型,采用接触算法、侵蚀算法、流固耦合算法和应力初始化,对地下结构在内部爆炸荷载作用下的连续倒塌机理及破坏模式进行了分析。

主要的研究工作及成果如下:(1)基于直接模拟法,提出了一种新的连续倒塌分析方法——改进的直接模拟法。

使用替代传力路径法、直接模拟法和改进的直接模拟法对地下结构在内部爆炸荷载作用下的连续倒塌过程进行分析,并将所得结果进行了对比。

结果表明:替代传力路径法高估了结构的抗连续倒塌能力,改进的直接模拟法能够准确模拟地下结构在内部爆炸荷载作用下的连续倒塌过程,它比直接模拟法更节约计算成本,便于工程应用。

(2)分别建立同一地下结构在内部不同位置爆炸的模型,以研究地下结构在内部不同位置爆炸时的连续倒塌过程。

结果表明:地下一层结构柱被炸断引起的后果比同一位置地下二层结构柱被炸断时更严重;同一楼层,中柱被炸断引起的后果最严重,边柱次之,角柱最小。

(3)分别建立同一层高不同埋深,以及同一埋深不同层高的地下结构内部相同位置发生爆炸的模型,以研究地下结构的层高和埋深对地下结构在内部相同位置爆炸时连续倒塌过程的影响。

结果表明:地下结构的层高变化对地下结构的连续倒塌影响不大,地下结构的连续倒塌进程随着埋深的增加而加快。

(4)基于简单边坡滑移理论,提出了地下结构在内部爆炸荷载作用下发生连续倒塌以后地表上覆土塌陷半径的计算公式,并且通过数值仿真分析得到了验证。

2009爆炸荷载作用下框架结构的连续倒塌机理分析_阎石

7500 7500 7500 7500
Fig.1
7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500 7500
图 1 10 层钢筋混凝土框架柱网布置图 Arrangement of RC columns of a 10 storey building
上部结构采用三维梁单元模型，基础固结。在
Abstract: A mechanism analysis on a reinforced concrete frame structure under blast effects was numerically performed by using explosive simulation software and finite element method (FEM). Firstly, a simulation of blast pressures on the structure is conducted considering the effect of explosives amount and explosion distance. Then, the FEM, together with the static member removing method (SMRM), is applied to simulate numerically the whole process of dynamic responses, including damage positions, damage degrees, and progressive collapse under the given blast pressures. Finally, the load transferring mechanism and the final collapse mechanism of the frame structure were demonstrated. The numerical results show that the proposed method could effectively simulate the behavior of the structure under the blast responses. The damage degree was relatd to the amount and position of explosives, shape and resistance of the building etc. This analysis may provide a referrence for the design of anti-progressive-collapse structures. Key words: blast effect; RC frames structure; damage evaluation; progressive collapse; mechanism analysis

连续倒塌名词解释

连续倒塌名词解释
连续倒塌是一种建筑结构在受到外部冲击或内部压力时，发生一系列的连锁反应，导致结构逐渐崩溃的现象。

它通常是由于结构设计或施工中的缺陷、材料质量问题、使用不当等因素导致的。

连续倒塌的特点是，结构在初始冲击或压力下，可能只出现局部的损坏或变形，但随着连锁反应的发生，结构逐渐失去稳定性，最终导致整体崩溃。

这种崩溃方式与传统的瞬间崩溃不同，连续倒塌通常是一个缓慢的过程，因此人们有足够的时间去发现并采取措施阻止或减轻损害。

连续倒塌在建筑结构中是一个重要的安全问题。

为了防止连续倒塌的发生，结构设计应考虑到各种可能的风险因素，包括地震、风力、车辆撞击等。

同时，建筑施工也应严格按照设计要求进行，确保结构的质量和稳定性。

在建筑结构设计中，预防连续倒塌的主要措施包括：
1.合理的结构设计：结构设计应考虑到各种可能的风险因
素，包括地震、风力、车辆撞击等，并采取相应的措施提高结构的稳定性。

2.高质量的材料：建筑材料的质量对结构的稳定性有着至
关重要的影响。

因此，应选择高质量的材料，并严格控制材料的生产和运输过程。

3.严格的施工质量控制：建筑施工应严格按照设计要求进
行，确保施工过程中的各个环节都符合质量标准。

4.定期检查和维护：建筑结构应定期进行检查和维护，及
时发现并修复潜在的问题和缺陷，以防止连续倒塌的发生。

总之，连续倒塌是一种严重的建筑安全问题，需要引起足够的重视。

通过合理的结构设计、高质量的材料、严格的施工质量控制以及定期检查和维护等措施，可以有效地预防连续倒塌的发生，保障人们的生命财产安全。

连续性倒塌

梁柱单一构件失效对结构整体稳定性的影响摘要：自然灾害和恐怖袭击导致的结构连续性倒塌事件，往往会造成巨大的人员伤亡和社会财富损失，并产生不良的社会影响。

近年来，抗连续性倒塌设计与分析方法的研究越来越受到重视，已成为结构工程界的一个研究热点。

一些国家已经制定了相应的防止连续性倒塌的设计规范，但我国规范中尚无抗连续性倒塌的详细设计方法，还存在各种问题需要解决。

本文对抗连续性倒塌设计与分析的若干基本问题进行了探讨，并以一具体结构模型为例，分析总结了按照我国现行抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构的抗连续性倒塌能力。

本文的主要工作如下：（1）简要介绍了框架结构连续倒塌的研究背景和意义，总结了国内外研究现状以及存在的问题，并说明了本文研究的目的和内容。

（2）对备用荷载路径法使用中所涉及的几个关键问题结合国外规范进行总结和介绍，并指出了其中的注意事项，供研究和设计人员参考并为本文后续的分析工作做了铺垫。

（3）简单介绍了ANSYS软件，说明了ANSYS软件的一般流程。

（4）采用备用荷载路径法中的非线性静力分析方法以一幢7层框架结构为研究对象，分析模型结构在局部构件破坏后的抗倒塌性能。

关键词：框架结构；连续性倒塌；备用荷载路径法；ANSYSAbstract: Building progressive collapse caused by Accidents and terrorist attacks, usually leads to great casualties and wealth lost , and may also have a badly social impact. In recent years, more and more research effort has been focused on the method for structural design and analysis to prevent progressive collapse. Progressive collapse of building structures has become a research hotspot in structural engineering. Design codes for the prevention of progressive collapse are available in some countries. However, there are no detailed design methods to resist progressive collapse in Chinese codes. There are various problems need to be solved. In this thesis, some basic problems of design and analysis for resisting progressive collapse are discussed. The capacity to resist progressive collapse for RC frame structures,designed according to the codes for seismic design of buildings, is analyzed using a specific structure model.The main work of this thesis is as follows:(1)Briefly introduced the study background and significance of the progressive collapse of frame structure, Summarizes the domestic and foreign research present situation and the existing problems, and illustrates that the purpose of this study andcontent.(2)Several key problems concerning the use of Several key problems concerning the use of the alternative load path method are summarized and introduced with reference to the foreign codes, and the notice items is pointed out, providing some references to the study and design staff and providing a basis for subsequent analyses work of this paper.(3)introduced the ANSYS software, illustrates the general flow of ANSYS software.(4)By using nonlinear static analysis of the alternative load path method, takinga RC frame structure of seven layers as research object, analysis the performance of resist progressive collapse of the RC frame structures.Keywords: frame structure; Progressive Collapse ; the alternative load path method;ANSYS1 绪论1.1 研究的背景和意义结构连续性倒塌是指结构由于突发事件的发生造成结构发生初始局部破坏，继而引起与破坏构件相连的构件连续破坏，最终导致结构的整体倒塌或者大范围的倒塌，然而不同的设计规范对连续性倒塌的定义略有差别。

建筑结构在冲击负载作用下连续倒塌分析方法

建筑结构在冲击负载作用下连续倒塌分析方法摘要：建筑物在冲击负载作用下的连续倒塌已经引起了全世界的极大关注。

对于一个经济的，安全的，能够抵抗冲击负载作用下连续倒塌的建筑结构设计，连续倒塌分析是必不可少的。

因为连续倒塌的灾难性特点，和为了抵抗它而潜在的建造和改造建筑物的高额费用，所以连续倒塌分析方法是绝对必要且可信的。

对于工程师们而言，他们估算连续倒塌的方法不仅仅要求精确和简要，而且容易上手，立竿见影。

因而，最近许多研究者都在发展可靠有效和直接的连续倒塌分析方法上花费了很多的精力。

在最近的干物上，当前在文献资料中找得到的关于连续倒塌的分析方法被重新审阅。

人们广泛讨论它们的适宜性、适用性和可靠性。

我们也提出了最近刚刚完成的关于钢筋混凝土框架在爆破荷载下的连续倒塌新分析方法。

关键词：连续倒塌分析；建筑结构；爆炸荷载；冲击荷载连续倒塌被定义为“由于一个基本的局部构件失效在构件之间扩散最终造成整个结构或者是不成比例的一大部分倒塌”。

其含义为一个或者一组关键承重构件的失效造成周围构件的失效和部分或者是整个结构的倒塌。

建筑结构的连续倒塌可能由一系列的意外和人为的因素造成，比如：错误的建造顺序，偶然过载造成的局部失效，爆炸和地震造成的关键组件的损坏。

这篇论文仅仅研究了特殊荷载（如：爆炸和冲击），造成的建筑结构连续倒塌的分析。

随着最近Alfred P．Murrah联邦大楼和世界贸易中心（WTC）的倒塌，许多的研究更多的关注如何建造抵抗由于爆炸和冲击荷载造成连续倒塌的建筑。

对于一个经济的，安全的，能够抵抗冲击负载作用下连续倒塌的建筑结构设计，连续倒塌分析是必不可少的。

因为连续倒塌的灾难性特点，和为了抵抗它而潜在的建造和改造建筑物的高额费用，所以连续倒塌分析方法是绝对必要且可信的。

对于工程师们而言，他们估算连续倒塌的方法不仅仅要求精确和简要，而且容易上手，立竿见影。

因而，最近许多研究者都在发展可靠有效和直接的连续倒塌分析方法上花费了很多的精力。

底部内爆作用下钢框架的连续倒塌分析

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爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构的连续倒塌分析

ｎｕｒｃｌａｌｓｓｏｈｅｓｒｃｕｒｌｐｏｅｓｖｏｌｐｓｉｈｔｎｏｖｎａｃｒｅａｅｉｂｌｅｉｔｏｍｅｉａｎａｙｉｆｔｔｕｔａｒｇｒｓｉｅｃｌａｅｍｇｔｇｉｅａｃｕａｔｎｄｒｌａｅｐｒｄｃｉｎｏｈｅｐｒｃｓｆｓｒｃｕａｏｅｓｖｏｌｐｅ．Ｔｈｈｒｅｄｉｅｓｏｎｌｍｏｌｏｒｍｅｓｒｃｕｅｗｉｈｔ — ｆｔｏｅｓｏｔｕｔｒｌｐｒｇｒｓｉｅｃｌａｓｅｔｅｍｎｉａｄｅｆｆａｔｕｔｒｔｗｏｓｎｎｄｔｅ — ｔｒｓｓｔｕｔｘｐｉｉｄａｃａｎｌｔｃｌｓｆｗａｅＬＳ— ｐａｓａｈｒｅｓｏｙｗａｅｐｗｉｈｅｌｃｔｙｎｍｉａｙｉａｏｔｒＤＹＮＡ，ａｈｆｅｔｆｎｄｔｅｅｆｃｓｏｉｔａｄｍａｅｎｎｚｒｉｉｉｌｏｎｉｉｓｆｈｅｔｕｃｕｒｏｔｅｎｉｉｌａｇａｄｏｎｅｏｎｔａｃｄｔｏｎｏｔｓｒｔｅｎｈｐｒｇｅｓｖｃｌａｅｆｅｎｏｃｄｏｒｓｉｅｏｌｐｓｏｒｉｆｒｅｃｃｅｅｆａｅｓｒｔｒｄｒｔｍｐｃｆｂｌｓｏｄｗｅｅｓｕｄｅｏｎｒｔｒｍｔｕｃｕｅｕｎｅｈｅｉａｔｏａｔｌａｒｔｉｄ，ｔｅｕｔｆｗｈｉｈｗｅｅｃｍｐａｅｈｅｒｓｌｓｏｃｒｏｒｄｗｉｈｔｅｕｌｓｏｒｄｉｉｎａｅｈｏｔｈｅｒｓｔｆｔａｔｏｌｍｔｄ．Ａｅａｖｎｃｄｍｅｈｏｎｔｎａｙｉｆｔｏｅｓｖｏｌｐｓｎｗｄａｅｔｄｉｈｅａｌｓｓｏｈｅｐｒｇｒｓｉｅｃｌａｅｏｅｎｏｒｅｏｒｔｒｍｅｆｒｉｆｃｄｃｎｃｅｅｆａｗａｏｓｄ，ｗｈｃｃｎｂｅｓｄｎｔｅｉｈｏｅｓｖｏｌｐｓｓｐｒｐｏｅｉｈａｕｅｉｈｅｄｓｇｎｏｆｔｅｐｒｇｒｓｉｅｃｌａｅｒｓｓａｔｒｉｆｒｅｏｒｔｔｕｃｕｒｓｅｉｔｎｅｎｏｃｄｃｎｃｅｅｓｒｔｅ．

连续倒塌相关概念阐述

连续倒塌相关概念阐述
连续倒塌是指一个系统或结构在受到某种力或载荷作用下，出现逐渐崩溃或瓦解的现象。

这种倒塌过程通常是逐步的，不是突然发生的，其速度也可能因不同系统或结构的特性而有所不同。

在连续倒塌中，有几个相关的概念需要阐述：
1. 弱点或破裂点：连续倒塌的开始通常是由于系统或结构中的某个部分出现了弱点或破裂点。

这个部分可能是材料的缺陷、构件的疲劳、结构元素的损坏或不稳定等。

2. 材料失效：连续倒塌常常是由于结构中的材料发生了失效而引起的。

例如，金属材料可能出现塑性变形，混凝土可能碎裂，木材可能发生断裂等。

3. 载荷或力：连续倒塌发生时，系统或结构所承受的载荷或力起到了至关重要的作用。

这些载荷或力可能是外部施加在系统或结构上的，如重力、风力、地震等；也可能是内部产生的，如荷载、应力集中等。

4. 倒塌模式：连续倒塌的模式指系统或结构在倒塌过程中所经历的变化和阶段。

通常，系统或结构会从一个相对稳定的状态逐渐转变为不稳定状态，然后逐渐崩溃。

5. 失控点：失控点是连续倒塌中一个关键的概念，指的是系统或结构失去了控制或无法维持稳定的状态。

一旦达到失控点，倒塌过程就会迅速加剧，直至完全崩溃。

总之，连续倒塌是指系统或结构在弱点或破裂点受到外部或内部载荷的作用下逐渐崩溃的过程。

在此过程中，材料失效、载荷或力、倒塌模式和失控点是关键概念。

了解这些概念有助于我们研究和预测连续倒塌现象，并采取相应的措施来防止和减轻其发生。

结构的连续倒塌：规范介绍和比较

结构的连续倒塌：规范介绍和比较梁益陆新征缪志伟叶列平(清华大学土木工程系，北京，100084)摘要: 目前，结构的连续倒塌已成为严重威胁公共安全的重要问题，因而日益受到关注。

国外自1968年英国Ronan Point公寓倒塌事件发生以来，已经对连续倒塌问题进行了三十余年的研究，并编制了相关设计规范。

而我国规范目前尚未规定详细抗连续倒塌设计方法。

因此，本文对国外主要的抗连续倒塌设计规范（如美国ACI 318，GSA 2003，DoD 2005、欧洲EuroCode 1、英国BS8100等）中相应的抗连续倒塌设计条文进行了总结和比较，并在此基础上提出了一些结构抗连续倒塌的设计概念和几种主要的设计方法，以及我国在这方面需要解决的问题，可供我国编制相关规范参考。

关键词: 连续倒塌规范设计方法Progressive Collapse of Structures: Introduction and Comparison ofStandardsLiang Yi Lu Xin-zheng Miao Zhi-wei Ye Lie-ping(Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing, 100084)Abstract: Currently, the progressive collapse of the structures has become a serious threat to the public safety. Since the collapse of the Ronan Point Tower in United Kingdom in 1968, north America and Europe have conducted more than 30 years of research to this issue and developed relevant design codes and design guides. However, codes in China have not yet provided details on the resistance of progressive collapse. In this paper, the corresponding design specifications for the progressive collapse prevention in the main foreign design codes (e.g.,ACI 318-02，GSA 2003，DoD 2005、EuroCode1、BS8100) are summarized and compared. Then, the major design methods to prevent progressive collapse are proposed and suggestions are given for the Chinese codes.Key words:progressive collapse codes design method1 前言结构的连续倒塌是由于意外荷载造成结构的局部破坏，并引发连锁反应导致破坏向结构的其它部分扩散，最终使结构主体丧失承载力，造成结构的大范围坍塌。

爆炸荷载作用下钢框架结构连续倒塌分析.

严重破坏。

图 9a 为爆炸发生 10 ms 后框架内构件的 von Mises 应力分布云图。

在 1 000 kg TNT 爆炸引起的爆炸冲击波作用下， 2 层梁、框架? 轴 1 、柱应力普遍超过弹性极限，进入塑性阶段。

? 轴底层框架柱和中间跨框架梁发生较如图 9b 所示。

框架柱在承受爆炸作用大塑性变形，后依然能够承受上部结构传来的竖向作用力。

框架结构响应趋于稳定顶部水平最大位移为 0. 392 m，框架顶部残余水平位移为 0. 126 m。

后，（ a） von Mises 应力云图（ a） von Mises 应力云图（ b）局部撕裂图 10 1 500 kg TNT 爆炸的冲击波作用下钢框架发生局部破坏 Fig． 10 Local damage of steel frame subjected to blast impact induced by detonation of 1 500 kg TNT （ b）局部塑性变形（ a） 10 ms （ b） 90 ms 图 9 1 000 kg TNT 爆炸发生 10 ms 后结构应力分布和局部塑性变形 Fig． 9 Stress distribution and local plastic deformation of steel frame 10 ms after detonation of 1 000 kg TNT 当 TNT 炸药量为 1 500 kg 时，框架发生局部破坏，如图 10a 所示，主要表现为 1 层框架次梁塌落，但框架结构未发生倒塌。

框架 ? 轴底层柱和中间跨框架梁发生严重塑性变形，框架柱前表面和内侧发生严重屈曲，中间跨纵向框架梁发生扭转，并导致与其发现局部拉相连的次梁塌落。

在底层框架节点处，裂破坏，如图 10b 所示。

框架顶部的水平最大位移为 0. 642 m，结构响应稳定后的残余位移为 0. 341 m。

当 TNT 炸药量为 2 500 kg 时，框架发生整体倒 90 ms、 300 ms 塌，图 11 分别给出了爆炸发生后 10 ms、和 500 ms 框架破坏情况。

意外荷载作用下建筑结构抗连续性倒塌分析

Ａｂｓｒｃ：ｅｃｕｅｏｒｇｅｓｖｏｌｐｅｏｕｌｉｇｓｒｃｕｅｗｅｅａａｙｅｎｔｉａｅ；ｔｅｍｅｈｄｏａａｙｉｈｅｐｏｔａｔＴｈａｓｓｆｒｐｏｒｓｉｅｃｌａｓｆｂｉｎｔｕｔｒｒｎｌｚｄｉｈｓｐｐｒｈｔｏｓｔｎｌｓｓｔｒ — ｄ
倒塌是指在正常使用条件下由于发生突发事件，结构发生局部破坏，这种破坏从结构初始破坏位置沿构件进行传递，终造最成整个建筑物倒塌或与初始破坏不成比例的倒塌。尽管目前连续性倒塌没有统一的定义，但其本质是都是指
意外荷载作用使结构发生局部破坏，导致整体结构的边界条件失效而产生连锁反应，进一步扩大破坏范围，最终导致结构整体倒塌或大范围的局部倒塌。根据连锁反应的方式，文献口ｊ
２结构发生连续性倒塌的原因
触发建筑结构连续性倒塌的主要原因分为三类［：２第一类］为设计或施工的失误；第二类是超设防烈度的特大地震、火灾、飓风等偶然荷载作用；第三类是煤气爆炸、炸弹爆炸、汽车撞击
．
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等偶然事件产生的作用。对于第一类原因，国内外均有较完善的规范和标准来指导设计和施工，使结构在正常使用条件下不发生连续性倒塌；对于第二类作用，规范和标准也有相关规定，但是由于灾害发生时间、率和强度的不确定性，面临较大概在的灾害时，构仍然会发生倒塌，结造成人员伤亡；三类作用，第英国、国和日本的规范和标准有对建筑结构的抗连续倒塌作美了相关规定。其中，ｏａｏｎ大楼倒塌后，ＲｎｎＰｉｔ英联邦对建筑规范作了相应的修改，要求５层及５以上的建筑结构在遭遇像层煤气爆炸这样的偶然荷载作用而发生局部破坏时，整体结构不应发生与初始破坏不相称的破坏。本文将第二类和第三类原因统称为结构遭受的意外荷载，讨论意外荷载作用下建筑结构

建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状分析

建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状分析摘要：建筑结构连续性倒塌是指建筑的形成和初始损伤结构在载荷的作用下,结构的内力的再分配,其他结构失效和连锁反应的结果,和大规模的失败或崩溃的结果不是成正比的初始局部破坏结构。

连续倒塌的原因可能是爆炸、冲击、火灾、飓风、地震、异常降雪等意外因素。

目前，我国对连续抗倒塌设计的研究还不够，因此，本文希望对建筑结构连续性倒塌极其控制设计进行研究，希望可以推动相关的研究工作。

关键词：建筑结构；连续性倒塌；控制设计；现状分析。

引言连续性倒塌是建筑结构的一种特殊形式,指结构的局部破坏意外荷载作用下(主要包括炸药爆炸、瓦斯爆炸、车辆影响和沉重的影响,等等)继续扩大,并最终导致结构的崩溃在大规模甚至整个失去承载能力。

近年来，国内外许多突发事件(爆炸、火灾、地震、恐怖袭击等)已导致建筑物倒塌，造成重大人员伤亡和财产损失，并产生了负面的社会影响，因此也受到了越来越多的人关注[1]。

1、建筑结构连续性倒塌设计的一般规定根据国际标准对建筑结构连续倒塌设计的相关研究成果，并结合我国混凝土结构设计规范的实际情况和建筑连续加固的抗倒塌目标，全面分析了国内外的倒塌情况，目前适用于连续抗倒塌钢筋混凝土框架结构的设计方法主要有间接控制法、直接设计法和设计法。

间接设计方法实际上是指通过提高结构的冗余性、连续性和延展性，从而提高建筑抗连续倒塌能力，从而增强整个结构系统的完整性的一些概念设计措施。

直接设计方法是通过改变荷载传递路径来分析或设计结构的抗倒塌能力，包括去掉构件的方法和关键构件的方法，事件控制方法是采取措施消除结构连续倒塌的原因[2]。

2、连续抗倒塌设计理念根据国家规范的规定和原则，结构抗连续倒塌设计的指导思想可以分为两个方面。

例如，结构分区是隔离的，因此局部损坏仅限于分区范围。

其次，提高结构的完整性、冗余性和延性，将结构损伤控制在局部范围内，避免整体垮塌。

有两种方法可以使用。

一是,设计可以直接遭受意外荷载的结构,设计备用组件,荷载传递路径等等,对关键系统进行总体结构设计,使其有足够的安全储备[3]。

爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌分析

爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌分析郑玉芳;李德【摘要】利用ANSYS/LS-DYNA有限元程序研究爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌机理,主要针对三层两跨钢框架结构进行分析,总结多层钢框架结构在不同工况条件下的倒塌规律.利用相关规范提出的拉结构件法对结构进行加强设计,验证了多层钢框架结构在多柱破坏情况下拉结构件法的有效性.多柱破坏时,可以通过合理拉结设计有效避免结构发生连续性倒塌,为实际工程中如何利用拉结构件法进行加强设计提供了理论参考.【期刊名称】《贵州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(030)004【总页数】7页(P84-89,102)【关键词】爆炸荷载;钢框架结构;连续性倒塌;拉结构件法【作者】郑玉芳;李德【作者单位】福州大学土木工程学院,福建福州350108;福州大学土木工程学院,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TU375结构的连续性倒塌定义为:结构在某种外部荷载作用下(常见荷载如爆炸荷载、地震荷载、汽车撞击等)造成结构的某些关键构件破坏失效并引发一系列连锁反应［1］，导致相邻构件及更多构件发生失效破坏，最终导致结构发生整体连续倒塌或者大面积坍塌的现象。

造成结构发生连续性倒塌的原因有很多，比如错误的施工顺序、地震作用下结构关键构件破坏、偶然的构件超载以及爆炸荷载作用下结构关键构件破坏等。

由于爆炸冲击荷载具有传播速度快、作用时间短、峰值大以及具有负超压等特点，爆炸冲击荷载作用下结构发生连续性倒塌比其他原因引起的结构连续性倒塌更为复杂［2］。

由于爆炸荷载作用通常远大于设计时所考虑的工况，一旦发生，可能会导致关键构件破坏失效，使结构发生整体或局部倒塌，造成严重的财产损失和人员伤亡，对社会造成不良的影响［3］。

因此，对结构进行爆炸荷载作用下的抗连续性倒塌分析具有十分重要的意义。

近几十年来，我国钢结构的发展日新月异，应用越来越广泛，包括高层结构、网架和网壳结构、大跨度结构、单层厂房、轻型钢结构住宅等都大量地采用了钢结构设计［4］。

大型结构拆除爆破倒塌过程的连续仿真的开题报告

大型结构拆除爆破倒塌过程的连续仿真的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加快，城市中出现了越来越多的老旧建筑和工业遗产。

这些建筑往往对城市的发展形成了阻力，同时也给城市的市容环境带来了负面影响。

因此，对于这些老旧建筑和工业遗产的拆除就显得十分必要。

其中，大型结构拆除是一项高风险、高技术、高要求的工程，在实际工作中需要严格遵守安全规范和技术标准。

在大型结构拆除工程中，爆破是一种常见的拆除方法。

爆破技术的优点在于快速高效、节省人力物力、拆除效果显著等。

同时，爆破技术的具体实施又非常复杂，需要进行深入的研究和评估。

因此，开展大型结构拆除爆破倒塌过程的连续仿真研究，对于提高拆除工程的安全性、有效性和可控性具有重要意义。

二、研究目的本文旨在通过对大型结构拆除爆破倒塌过程的连续仿真研究，探讨爆破参数、安全措施等因素对爆破拆除效果及安全性的影响，为实际工程提供技术支持和理论依据。

三、研究内容和方法（一）研究内容1、大型结构拆除爆破倒塌过程的原理和流程分析。

2、基于ANSYS LS-DYNA软件，建立大型结构拆除爆破倒塌的三维力学模型。

3、对爆破参数、安全措施、建筑结构等影响因素进行分析和仿真探究。

4、通过对仿真结果的分析和对比，对拆除工程的爆破参数和安全措施进行优化。

（二）研究方法1、文献调研和分析，为研究提供理论基础和研究现状；2、基于ANSYS LS-DYNA软件，建立大型结构拆除爆破倒塌的三维力学模型，并进行仿真计算；3、对仿真结果进行统计学分析，并评估仿真结果的精度和可靠性；4、通过对仿真结果的分析和对比，优化爆破参数和安全措施。

四、预期研究成果本研究的预期成果包括：1、建立大型结构拆除爆破倒塌的三维力学模型，模拟拆除工程的爆破过程；2、对爆破参数、安全措施、建筑结构等影响因素进行分析和仿真探究，为实际工程提供技术支持和理论依据；3、评估仿真结果的精度和可靠性，为开展大型结构拆除爆破倒塌过程的连续仿真提供参考；4、优化拆除工程的爆破参数和安全措施，提高拆除工程的效率和安全性。

结构抗连续性倒塌设计

结构抗连续性倒塌设计近年来，恐怖活动频繁、气候环境变化，导致风荷载、雪荷载、洪涝灾害变化幅度大，结构出现超载情况常态化。

比如1998年长江洪涝灾害造成防护提垮塌，2008年初大雪灾害由于冰雪过多造成不少电力、通讯设施、建筑屋面倒塌。

2008年汶川地震、2010年玉树地震造成房屋建筑大面积倒塌。

因此，结构的连续性倒塌越来越受到人们所重视。

连续倒塌是指结构在非常规荷载作用下发生局部破坏而形成初始损伤，结构发生内力重分布而引起其他结构破坏，发生连锁反应，最终导致结构发生与初始局部破坏不成比例的大范围倒塌或全部倒塌。

造成连续性倒塌的因素可能是爆炸、撞击、火灾、飓风、地震、异常降雪等偶然因素。

1.规范规定《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.3条规定：“建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况。

1.1持久状况在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。

持续期一般与设计使用年限为同一数量级。

1.2短暂状况在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。

1.3偶然状况在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。

对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等”。

《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.6条规定：“对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计。

1.3.1按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力。

1.3.2允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度”。

《混凝土结构设计规范》第3.1.6条规定：“结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。

”该条文说明解释：“当结构发生局部破坏时，如不引发大范围倒塌，即认为结构具有整体稳定性。

爆炸荷载作用下建筑结构连续倒塌分析研究进展

爆炸荷载作用下建筑结构连续倒塌分析研究进展XXX摘要: 随着恐怖爆炸以及偶然性爆炸的不断增多, 建筑物的抗爆、防爆问题越来越受关注。

近些年来, 国内外学者对爆炸荷载作用下建筑结构的破坏与连续倒塌进行了广泛的研究, 内容包括各类结构构件在爆炸荷载作用下的动态响应特征与损伤破坏机理、结构构件承受爆炸荷载后的损伤程度评估以及结构连续倒塌分析等。

综述近些年来国内外爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌分析研究的最新进展。

关键词：爆炸荷载; 建筑结构; 连续倒塌; 破坏分析; 研究进展State-of-the-art in Progressivecollapse analysis of buildingstructures under blast loadsXXXAbstract: With the growing number of terrorist bombings and accidental explosions, we take more and more attention to the blast resistant of building structures. Recently, scholars both at home and aboard have done extensive researches about the damage and progressive collapse of building structures under blast loading, including dynamic response characteristic and damage mechanism of structural components under blast loading, damage degree evaluation of structural components under blast loading and progressive collapse analysis of structures under blast loading. This paper reviews the state-of-art in progressive collapse analysis of building structures under blast loading both at home and aboard.Keywords:blast load; building structure;; progressive collapse; damage analysis; state-of-the-art引言近些年来，国内外学者对爆炸荷载作用下建筑结构物连续倒塌进行了广泛的研究，研究包括解析方法，数值模拟方法，实验方法。

爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理分析

爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理分析田力;付协伟【摘要】为了探究爆炸作用下高层钢筋混凝土框架结构的连续倒塌机理，采用ANSYS／LS-DYNA软件，对外部爆炸荷载作用下结构的连续倒塌进行了模拟。

建立了结构的多尺度模型并验证其有效性；分别分析了炸药位于角柱和边中柱正前方时框架结构的破坏及倒塌情况；对比了两种工况下建筑物的倒塌过程和倒塌程度。

结果表明：多尺度建模方法可以有效模拟框架结构在爆炸作用下的动力响应过程；爆炸荷载作用下目标柱损伤严重，失去承载力，结构内力重分配使相邻结构损伤，最后发生连续倒塌；炸药位于不同位置时，结构的倒塌范围有显著的不同。

%In order to investigate the progressive collapse mechanism of the high-rise reinforced concrete frame structure under blast loading , the progressive collapse of the high-rise reinforced concrete frame structure under ex-ternal explosion load were simulated using the ANSYS /LS-DYNA software .The multi-scale model of the structure was set up andverified .The frame structure damage was respectively analyzed and collapsed when the explosives in angle column and side column .The process and degree of collapse of the building at the above cases were contras-ted.The results show:multi-scale modeling method can effectively simulate the process of frame structure response under blast loading .The target column damage is serious under blast loading , and the target column loss of bearing capacity .The adjacent structure is damaged because internal force redistribution .At last , the progressive collapse ishappened .The scope of collapse is significantly different when the explosives are located in different location .【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】7页(P232-238)【关键词】爆炸;高层;框架结构;连续倒塌;非线性分析【作者】田力;付协伟【作者单位】天津大学建筑工程学院天津 300072; 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津大学天津 300072;天津大学建筑工程学院天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TU375.4结构局部某关键构件的破坏导致相邻构件失效，继而引发更多构件破坏，最终导致结构整体倒塌或者产生和初始破坏不成比例的大面积倒塌的连锁反应被称为连续倒塌[1,2]。

爆炸荷载作用下钢框架结构的连续性倒塌分析

第３０卷第４期
２０１３年８月
贵州大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）
Ｖ（１Ｉ．３０Ｎ‘ ．４
ｍ，泊松比＝０．３，屈服强度＝３４５ＭＰａ，切线
近几十年来，我国钢结构的发展１３新月异，应用越来越广泛，包括高层结构、网架和网壳结构、大
模量Ｅ＝２０６ＭＰａ，应变率参数Ｃ＝４０．４，Ｐ＝５，失
收稿１３期：２０１３— ０６— ２４
下拉结构件法的有效性。多柱破坏时，可以通过合理拉结设计有效避免结构发生连续性倒塌，为
实际工程中如何利用拉结构件法进行加强设计提供了理论参考
关键词：爆炸荷载；钢框架结构；连续性倒塌；拉结构件法
中图分类号：ＴＵ３７５
者大面积坍塌的现象。造成结构发生连续性倒塌的原因有很多，比如错误的施工顺序、地震作用下结构关键构件破坏、偶然的构件超载以及爆炸荷载
作用下结构关键构件破坏等。由于爆炸冲击荷载具有传播速度快、作用时间短、峰值大以及具有负超压等特点，爆炸冲击荷载作用下结构发生连续性
文献标识码：Ａ取何种措施能够有效防止钢结构建筑发生连续性倒塌，故研究钢结构建筑的连续性倒塌具有重要意

钢筋混凝土结构连续倒塌分析及设计综述概要

TECHNOLOGY WIND1968年5月16日发生在英国伦敦的Ronan Point 公寓倒塌事件,引起人们对高层建筑因部分结构或构件破坏而导致整个结构破坏的广泛关注。

2001年9月11日美国世贸中心由于飞机撞击和随后的大火造成的彻底坍塌。

从此,美国工程界开始真正关注建筑防倒塌问题,一些规范和标准增加了有关避免连续倒塌方面的要求,并提出相应的设计方法。

连续性倒塌是指结构在结构遭受意外荷载时,结构的局部构件形成初始破坏,随后破坏向周围发展,最终形成大范围的倒塌甚至整体倒塌。

引起结构连续性倒塌的原因主要有强震、撞击和爆炸等。

1钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析对混凝土框架结构进行连续倒塌分析,目的是为了研究结构的连续倒塌机理、抗连续倒塌的能力和提高抗连续倒塌能力的方法。

从分析过程来看,连续倒塌分为连续倒塌风险评估和连续倒塌仿真。

前者采用合适的分析方法对已有空间结构或拟建空间结构进行连续倒塌风险分析,主要应用于抗连续倒塌设计;后者则对结构连续倒塌的全过程进行模。

1.1连续倒塌判定准则采用合理的破坏准则是进行连续倒塌分析的前提。

目前提出的破坏准则有很多,按层次分,有材料层次、构件层次及结构层次;按类型分,有强度准则、变形准则、机构准则、稳定准则、疲劳破坏准则、能量准则等。

目前,相关文献给出利用能力需求比来作为判断准则。

能力需求比定义为:DCR=Q UD Q CE,其中Q UD 是结构构件实际承受的力,Q CE是结构构件计算出的极限承载力。

并且允许混凝土和钢筋的强度超强25%。

对于典型结构布局,当DCR ≤2时,认为是满足抗连续倒塌能力的;对于不对称结构布局,当DCR ≤1.5时,认为是满足抗连续倒塌能力的。

1.2连续倒塌机理竖向构件失效后,跨越该竖向构件的框架梁的极限承载力可按两种机制确定:在小变形阶段,框架梁的极限承载力以梁端塑性铰的抗弯承载力提供,称为“梁机制”;在大变形阶段,梁端塑性铰承载力丧失,框架梁的极限承载力以梁内连续纵筋轴向极限拉力的竖向分力提供,称为“悬链线机制”。