四层RC框架结构抗连续性倒塌分析方法对比
RC框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法
RC框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法
党王桢;梁兴文
【期刊名称】《震灾防御技术》
【年(卷),期】2015(010)004
【摘要】基于增量动力分析(IDA)的倒塌易损性分析方法是评估建筑结构抗地震倒塌能力的精细方法,但分析过程比较繁杂且非常费时.为了较快地评估建筑结构的抗地震倒塌能力,首先利用静力非线性(pushover)分析,获得结构倒塌能力的初步估计值Sa*,然后将每个地面运动记录调整到Sa*,对结构进行动力时程分析,记录结构的动力时程反应,利用IDA的思想得到结构的中值数倒塌谱强度SCT.该方法与传统的增量动力分析方法相比较,可提高计算效率,计算精度也满足要求.
【总页数】10页(P986-995)
【作者】党王桢;梁兴文
【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于谱匹配的近远场地震动作用下RC框架结构易损性分析 [J], 韩建平;魏世龙;张鑫
2.钢筋混凝土框架结构侧向倒塌地震易损性分析 [J], 吕大刚;于晓辉;陈志恒
3.基于IDA方法的加固震损RC框架结构地震易损性分析 [J], 路沙沙;徐红;张亚楠;谢雨航;刘少栋
4.不同底部层高的RC框架结构地震易损性分析 [J], 邓夕胜;林嘉聪;蒋红雨;唐煜
5.RC框架结构地震易损性分析方法研究进展 [J], 刘洪波;佟瑶;蒋垚俊;丁嘉铭;张晶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
RC框架结构抗连续倒塌分析
RC框架结构抗连续倒塌分析
毛国栋;候俊;张华峰
【期刊名称】《广州建筑》
【年(卷),期】2013(041)005
【摘要】参考美国规范,运用拆除构件法,基于SAP2000通用有限元软件,对一按照我国现行规范设计的RC框架结构进行抗连续性倒塌分析,分析了移除失效柱后,剩余框架柱柱轴力的变化趋势,对比分析了柱失效位置对结构抗连续性倒塌性能的影响,并研究了层高对结构抗连续性倒塌性能的影响,得出在不考虑地震荷载作用时:角柱失效对结构影响最大;柱失效后,剩余结构的内力重分配只集中在失效跨内,失效点上方柱基本失去支撑作用;层高对结构抗连续性倒塌性能影响较小,建议结构层高取值在3.6m～4.2m之间.
【总页数】4页(P12-15)
【作者】毛国栋;候俊;张华峰
【作者单位】西安科技大学,西安710054;西安科技大学,西安710054;西安科技大学,西安710054
【正文语种】中文
【相关文献】
1.带水平分布钢支撑RC框架结构的抗连续倒塌机理分析 [J], 张亮;郭小刚;周靖;王敏
2.RC框架结构抗连续倒塌研究 [J], 韦婷玉;翁运昊;张文硕;邓小芳
3.基于APM的RC框架结构抗连续倒塌研究概述 [J], 刘欢欢
4.RC框架结构基于抗连续倒塌破坏机制的对策研究 [J], 刘欢欢; 麻琳
5.考虑抗竖向连续倒塌的RC框架结构反应修正系数 [J], 崔双双;孙浩;吕大刚;陈艳;韩旭
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RC框架梁柱子结构抗连续倒塌性能不确定性分析
文章编号：1000-4750(2021)06-0072-09RC 框架梁柱子结构抗连续倒塌性能不确定性分析陈泽帆1，林楷奇1，陆新征2，李 易3(1. 福州大学土木工程学院，福州 350116；2. 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点试验室，北京 100084；3. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124)摘 要：近年来，结构的抗连续倒塌问题在国内外引起了广泛关注。
RC 框架作为实际工程中最常见的结构形式被广泛研究。
然而，已有RC 框架梁柱子结构的连续倒塌性能相关研究多基于确定性分析且主要针对静力拆除构件工况。
该文基于OpenSees 分别建立了典型RC 框架梁柱子结构的静力和动力连续倒塌分析有限元模型，通过试验对比验证了模型的准确性。
在此基础上，考虑结构截面几何属性、材料特性等不确定性因素，基于拉丁超立方抽样生成不同模型并分析了结构不确定性对RC 框架梁柱子结构静力和动力抗连续倒塌性能的影响。
参数不确定性分析结果表明：悬链线机制对RC 框架梁柱子结构的抗连续倒塌性能十分重要；而以梁端转角达到0.20 rad 作为RC 框架梁柱子结构动力失效指标在一定程度上偏于保守。
参数敏感性分析结果表明：纵筋屈服强度、极限强度为影响RC 框架梁柱子结构抗连续倒塌能力的主要因素。
关键词：钢筋混凝土框架；连续倒塌；不确定性分析；拉丁超立方抽样；有限元分析中图分类号：TU352.1 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.07.0464UNCERTAINTY ANALYSIS ON PROGRESSIVE COLLAPSE RESISTANCEOF RC BEAM-COLUMN SUBSTRUCTURESCHEN Ze-fan 1, LIN Kai-qi 1, LU Xin-zheng 2, LI Yi3(1. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China;2. Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry, Tsinghua University, Beijing 100084, China;3. Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)Abstract: In recent years, the problem of progressive collapse of building structures has aroused widespread concern at home and abroad. As one of the most commonly used structure systems in engineering practice, the reinforced concrete (RC) frame structures have been widely involved in many existing progressive collapse studies. However, most of the studies were mainly based on deterministic and static analyses of column removal scenarios. In this study, the finite element (FE) model of a typical RC frame beam-column substructure is built based on OpenSees. Both static and dynamic progressive collapse analyses of the beam-column substructure are performed and validated against the experimental results. Furthermore, several structural models were generated for the uncertainty analyses by the Latin hypercube sampling method. The influences of various uncertainty factors are discussed, including the sectional geometries, material properties and so on. The results indicate that the catenary action plays a crucial role in RC frame beam-column substructures against progressive collapse.However, the use of 0.2 rad chord rotation as the failure index in the dynamic progressive collapse analyses is to a certain extent conservative. Moreover, according to the sensitivity analyses, the yield strength and ultimate strength of the longitudinal reinforcement are the major factors that affect the progressive collapse resistance of收稿日期：2020-07-19；修改日期：2020-09-26基金项目：国家自然科学基金项目(51908133)通讯作者：林楷奇(1990−)，男，福建福州人，副教授，博士，主要从事结构工程研究(E-mail: ****************).作者简介：陈泽帆(1997−)，男，福建龙岩人，硕士生，主要从事结构抗连续倒塌研究(E-mail: ****************);陆新征(1978−)，男，安徽芜湖人，教授，博士，主要从事结构非线性仿真研究(E-mail: *****************.cn );李 易(1981−)，男，湖北襄阳人，副研究员，博士，主要从事工程结构防灾减灾研究(E-mail: *************.cn ).第 38 卷第 6 期Vol.38 No.6工 程 力 学2021年6 月June2021ENGINEERING MECHANICS72RC frame beam-column substructures.Key words: reinforced concrete frame; progressive collapse; uncertainty analysis; Latin hypercube sampling;finite element analysis在美国土木工程协会的ASEC/SEI 7-10[1]中，结构的连续倒塌定义为：“由于初始的局部破坏在构件间扩散，最终导致结构整体倒塌或大面积的不成比例倒塌”。
RC框架结构体系的抗倒塌性能及可靠性分析
RC框架结构体系的抗倒塌性能及可靠性分析进入21世纪,全球高烈度地震频发,在我国,则经历了汶川、玉树地震两次大地震,造成惨重人员伤亡和财产损失。
地震发生时,建筑结构的倒塌是造成人员伤亡和财产损失的主要原因。
RC框架结构体系作为一种常见于多高层结构体系,常用于住宅、学校、商铺等人员密集的建筑中,历次大震震害表明,RC框架结构在大震作用下,面临抗倒塌能力不足的问题。
本文以RC框架结构为研究对象,对其在地震作用下的抗倒塌能力和抗地震倒塌可靠性展开了一系列的研究,重点研究了在ABAQUS/Explicit 中进行倒塌分析的相关分析技术、不同设防烈度的RC框架在不同烈度的地震动作用下倒塌模拟、RC框架在随机地震动作用下的抗倒塌可靠性等关键问题了,取得了以下主要研究成果:⑴研究了在ABAQUS/Explicit平台下进行RC框架结构动力倒塌灾变过程的模拟方法。
针对ABAQUS/Explicit模块中所集成的混凝土塑性损伤本构不能应用于三维纤维梁单元的缺点,利用ABAQUS/Explicit提供的VUMAT材料子程序接口,将一种兼顾计算效率和计算精度混凝土经验塑性损伤本构集成到ABAQUS/Explicit 模块中用于RC框架的动力倒塌模拟;⑵在ABAQUS/Explicit平台中利用所开发的VUMAT材料子程序,成功实现对不同设防烈度的6层RC框架在不同烈度下地震动的倒塌过程模拟,并对RC框架在特大地震作用下的倒塌失效模式和损伤演化规律进行分析。
研究表明6度、7度设防的RC框架具备抵御设防烈度或大于设防烈度0.5、1度的特大地震作用的能力;但是8度设防的RC框架在遭遇设防烈度特大地震时,则表现出抗地震倒塌能力不足;同时8度设防RC框架在设防烈度的特大地震作用下的倒塌失效模式与高烈度(9度)的特大地震作用下倒塌失效模式有所不同,具体表现为以竖向连续倒塌为主,而6度、7度设防RC框架在高烈度(9度)特大地震作用下的倒塌失效模式为以侧向增量倒塌为主。
RC框架结构竖向连续性倒塌分析
RC框架结构竖向连续性倒塌分析江莉;邢甫庆;曹兵;韩有民【期刊名称】《安徽工程大学学报》【年(卷),期】2018(033)002【摘要】In case of accidental loading,progressive collapse causes serious casualties and property losses. In China,there is no detailed design method for anti-progressive collapse at present.In combining the GSA (General Services Administration ) criteria with DOD (Department of Defense ) criteria,the research of progressive collapse action of RC framework structure was carried out.The RC framework structures were 4 layers,6 layers and 8 layers at 7 degree earthquake intensity.The structural finite ele-ment software SAP2000 based on the alternate path method and linear static procedure was used to study internal force,displacement and collapse.According to the current design criteria,the RC frame structures of 4 layers,6 layers and 8 layers were prone to progressive collapse,when the bottom column failure.The failure of bottom corner column is the most prone to progressive collapse,and the failure of internal column coms second.After the failure of the column,the adj acent column splays a restraining effect on the vertical failure through the horizontal connection of the beam.The more the total number of floors in the RC frame structure,the more it is conducive to improve the progressive collapse resistance of the structure.The results can be used as a reference for thedesign of anti continuous collapse of RC frame structure.%建筑结构由于偶然荷载作用引起的连续性倒塌会造成严重的人员伤亡和财产损失.目前我国设计规范在抗连续性倒塌方面存在不足,研究结合美国的GSA(General Services Administration)及DOD(Department of Defense)标准,采用变换荷载路径法,利用SAP2000有限元软件,对7度设防的4层、6层及8层RC框架结构进行线性静力分析,从内力、位移及倒塌方面进行研究.分析结果表明,按照我国现行规范设计的4层、6层及8层RC框架结构在底层柱失效时,容易发生连续性倒塌;角柱失效最易发生倒塌,内部中柱次之.柱子失效后,相邻柱通过梁的水平联系作用,对竖向失效起到约束作用.RC框架结构楼层总数越多,越有利于提高结构的抗连续性倒塌.研究结果可为RC框架结构的抗连续性倒塌设计提供参考.【总页数】7页(P63-69)【作者】江莉;邢甫庆;曹兵;韩有民【作者单位】安徽工程大学建筑工程学院,安徽芜湖 241000;金辉集团华东区域公司,江苏南京 210016;安徽工程大学建筑工程学院,安徽芜湖 241000;安徽工程大学建筑工程学院,安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】TU323.5【相关文献】1.填充墙RC框架结构抗连续性倒塌分析 [J], 黄林贤2.四层RC框架结构抗连续性倒塌分析方法对比 [J], 邢甫庆;胡小庆;陈道政3.基于ANSYS分析既有RC框架结构抗连续性倒塌的能力 [J], 郭文杰;赵子玉;崔文韬4.考虑楼板影响的RC框架结构连续性倒塌动力响应分析 [J], 罗维刚;黑晓丹;刘纪斌;李晓璐5.RC框架结构竖向连续性倒塌分析 [J], 江莉;邢甫庆;曹兵;韩有民;;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
RC框架结构基于抗连续倒塌破坏机制的对策研究
1 连续倒塌破坏模式及失效准则
竖向连续倒塌和混合连续倒塌是针对 RC 框架结构的两种主要的连续倒塌模 式[5]。竖向连续倒塌指发生初始损伤后，造成的破坏只在竖直方向发生，RC 框架 结构中的柱由于初始破坏失效后，不平衡荷载通过与其相连的框架梁传递至相邻 柱，造成梁构件破坏，由于相邻柱刚度足够大，不平衡荷载由柱传递至引起上部 结构，从而引起竖直方向的坍塌；混合连续倒塌是指倒塌破坏方向除了竖直方向 还包括水平方向，RC 框架柱发生破坏失效后，同层的某些相邻柱由于抗侧移刚度 不足而导致同层其他的水平梁发生连续倒塌破坏，即破坏沿着水平方向发展，同 时某些柱由于抗侧移刚度足够大导致竖直方向的破坏，两者混合发生，彼此影响。
Equipment technology 装备技术 111
RC 框架结构基于抗连续倒塌破坏机制的对策研究
刘欢欢 麻 琳 （洛阳理工学院， 河南 洛阳 471000）
中图分类号：K928 文献标识码：B 文章编号 1007-6344（2019）08-0111-02
摘要：结构连续倒塌的过程十分复杂，本文总结了 RC 框架结构的连续倒塌破坏模式及失效准则，并且阐述在竖向连续倒塌过 程中的受力机理。基于连续倒塌破坏机制，从采用强度高的混凝土和钢筋、增加多余约束、增强柱的侧移刚度、增强纵筋的锚固和 加强板的连续性五个方面展开对 RC 框架结构抗连续倒塌的对策研究，为控制和预防 RC 框架结构的连续倒塌提供思路，促进了结 构连续倒塌研究的系统化和定量化。
现浇RC楼板对框架抗连续倒塌性能影响的数值分析
现浇RC楼板对框架抗连续倒塌性能影响的数值分析近年来,结构的连续倒塌问题受到了专家学者的极大关注。
在实际结构连续倒塌分析中,往往为简化模型而忽略楼板的作用,只建立简单的纯框架模型。
而楼板作为主要的竖向受力构件,能增强结构的整体性能,并对结构的抗连
续倒塌能力有积极的影响。
不考虑楼板作用的数值模型将不能很好地模拟实际结构受局部破坏引起的整体结构连续倒塌过程。
本文基于ABAQUS数值模拟,研究了现浇RC楼板对框架结构抗连续倒塌性能的影响,对楼板中钢筋在连续倒塌过程中的参与程度进行深入分析,并取得相关
成果。
1.基于课题组完成的2层2跨RC框架连续倒塌试验,采用ABAQUS程序建立数值模型,验证了数值分析的正确性,并分析水平向约束对RC框架倒塌抗力的影响,认为横向约束将提高结构倒塌抗力。
2.建立带楼板RC框架和纯框架数值模型,分别拆除底层长边中柱、角柱、内部柱,并模拟其连续倒塌过程,对比分析结构在有、无楼板情况下的应变分布、抗力、水平位移和关键构件内力,表明带楼板结构倒塌抗力提高范围在20%~57.76%。
3.楼板钢筋中,离失效柱越近的钢筋拉力越大,越早进入硬化阶段,楼板的拉力薄膜效应作用越充分,以板上钢筋应变、钢筋距失效柱距离和失效柱竖向位移为参数,建立了楼板钢筋的抗倒塌承载力计算公式。
4.建立不同翼缘宽度的纯框架模型,分析认为随着翼缘宽度的增加,结构抗
力变大、变形减小,有效翼缘可以很好地模拟楼板对整体结构的影响,翼缘宽度建议取为b+2h。
RC框架结构地震倒塌风险近似评价方法的精度对比
RC框架结构地震倒塌风险近似评价方法的精度对比
刘艳;张磊;顾栋炼;陆新征
【期刊名称】《防灾减灾工程学报》
【年(卷),期】2018(38)4
【摘要】增量动力分析方法（IDA）是目前评价RC框架结构抗地震倒塌能力最精确的方法，但是计算量大、耗时长，在工程实际中难于应用。
现阶段已经提出了多种简化评价方法，可显著提高工作效率，便于工程人员应用，但是对其精度缺乏合理评价。
本文介绍了三种常用的简化评估方法，基于静力推覆分析和塑性需求曲线方法；基于静力推覆分析并利用抗倒塌储备系数（CMR）与位移安全储备系数关系方法；基于抗倒塌能力谱法，用这三种方法计算了6个RC框架结构在罕遇地震下的CMR和倒塌率，并与其IDA计算结果进行对比，分析了三种简化评估方法的精度。
结果表明三种简化计算方法中基于静力推覆分析和塑性需求曲线方法精度最高，基于静力推覆分析并利用抗倒塌储备系数（CMR）与位移安全储备系数关系方法和基于抗倒塌能力谱法计算更简单快捷。
【总页数】5页(P768-772)
【作者】刘艳;张磊;顾栋炼;陆新征
【作者单位】安徽建筑大学土木工程学院;清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
【相关文献】
1.四层RC框架结构抗连续性倒塌分析方法对比
2.RC框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法
3.RC框架结构倒塌地震易损性评估
4.RC框架结构地震破坏机理与抗倒塌研究现状与展望
5.基于耐震时程法的锈蚀RC框架结构抗地震倒塌能力评估
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填充墙RC框架结构抗连续性倒塌研究
ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈａ ｔ ｉ ｎ ｉ ｆ ｌ ｌ ｗ ｌｌ ａ ｓ ｗｅ ｅｎ ｒ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｃ ｅ ｒ ｔ ａ ｉ ｎｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｏ ｆ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｂ ｕ ｔ ｌ ａ ｓ ｏ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄｔ ｈ ｅ Ｒ ￣ ｎ ｌ ａ ｉｎ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｌ ｉ ｙａ ｔ ｎｄ ｈｅ ｔ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ
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RC框架抗连续性倒塌设计及抗震设计比较
RC框架抗连续性倒塌设计及抗震设计比较摘要：随着科技日益发展，各种新技术逐渐应用到建筑工程建设中。
建筑结构连续倒塌事件频繁发生，严重威胁到公共安全，已成为社会大众谈论的火热话题。
同时，随着地震灾害的频繁发生，对建筑结构也造成严重的威胁。
因此，本文以RC框架为基点，对其抗连续性倒塌设计、抗震设计对比予以探讨。
关键词：RC框架结构；抗连续性倒塌设计；抗震设计；结构优化中图分类号：TU311 文献标识码：A随着城市化进程日益加快，建筑行业已迎来崭新的面貌，建筑物如雨后春笋般不断涌现。
同时，随着社会经济日益发展，人们生活水平日益提高，对建筑工程建设已提出了新的更高要求。
但是由于设计和建造过程中的人为失误，部分企业为追求经济效益导致建筑物自身的质量存在隐患，再加上地震灾害频繁发生以及在设计考虑范围之外的荷载作用等，建筑物倒塌事件不断发生。
为了提高建筑的抗连续性坍塌、抗震能力，RC框架抗连续性倒塌设计和抗震设计逐渐受到越来越高的重视。
一、建筑结构抗倒塌概述通常情况下，所谓的连续性倒塌是指建筑结构最终破坏规模、最初破坏之间不存在一定的比例关系。
一旦建筑结构出现连续性倒塌问题，都会造成非常严重的生命财产威胁。
就多层、高层建筑结构而言，其水平方向、竖向方向都会出现连续性倒塌。
对于竖向连续性倒塌而言，如果采用分区隔离方法使该问题得到根本上的解决，依然会出现连续性倒塌事件。
对于这方面来说，在解决连续性倒塌事件的时候，需要不断优化设计，提高建筑结构的整体性。
目前，就其抗倒塌方面，我国只是进行了一些简单说明，没有制定出客观、合理的具体设计方案，不具有其可操作性。
而国外在建筑结构抗连续性倒塌方面，提出了很多具有建设性的方案，制定了可行的设计方案与设计流程，采取合理化的设计方法、极大地提高建筑结构的抗倒塌能力。
进而降低了建筑结构倒塌事件的发生率，有效防止给国家造成严重的经济损失。
二、地震与RC框架概述地震是经常发生的自然灾害，地球上每年有数百万次的地震发生。
不同抗震等级RC框架结构抗地震倒塌能力的研究
不同抗震等级RC框架结构抗地震倒塌能力的研究
范萍萍;陆新征;叶列平
【期刊名称】《工程力学》
【年(卷),期】2018(35)6
【摘要】为研究抗震等级对钢筋混凝土(RC)框架结构抗地震倒塌能力的影响,根据《建筑抗震设计规范》(GB50011―2010)分别设计了不同抗震设防烈度和抗震等级的20个典型RC框架结构,应用动力增量分析法对框架结构进行了倒塌易损性分析,并对比了不同抗震等级框架结构的抗地震倒塌能力。
结果表明:框架结构的抗震等级对其抗地震倒塌能力有重要影响,同一抗震设防烈度下,随着抗震等级的提高,其倒塌概率不断减小,倒塌储备系数(CMR)不断增大,框架结构的抗地震倒塌能力不断提高。
框架柱的轴压比、纵向配筋率和体积配箍率是影响框架结构抗地震倒塌能力的重要因素。
【总页数】9页(P33-41)
【关键词】框架结构;抗震等级;动力增量分析;倒塌概率;倒塌储备系数
【作者】范萍萍;陆新征;叶列平
【作者单位】兰州工业学院土木工程学院;清华大学土木工程系清华大学结构工程与振动教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.4
【相关文献】
1.近断层脉冲型地震动作用下RC框架结构抗整体性倒塌能力分析 [J], 韩建平;张丽丽;徐阳
2.不同比例板式楼梯对RC框架结构抗地震倒塌能力的影响 [J], 汤保新;陈伟;李琪
3.影响RC框架结构抗地震倒塌能力的因素研究 [J], 杨小卫;许君风;胡江春
4.柱轴压比对我国RC框架结构抗地震倒塌能力的影响 [J], 唐代远;陆新征;叶列平;施炜
5.基于显式算法的RC框架结构抗地震倒塌能力分析 [J], 赵鹏举;于晓辉;陆新征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
RC框架结构的抗连续倒塌性能分析
RC框架结构的抗连续倒塌性能分析摘要]连续倒塌是指由结构局部破坏导致结构整体发生多米诺式倒塌破坏，结构抗连续倒塌性能则是抵抗结构局部发生破坏的能力。
根据国内外相关规范和研究成果，本文采用倒塌率和可能倒塌比例两个指标来分析结构的抗连续倒塌性能，其中可能倒塌比例是考虑楼板倒塌面积而提出来的，采用非线性动力拆除构件法对不同设防烈度、不同跨度的三组6层钢筋混凝土框架结构进行连续倒塌计算，并分析其抗连续倒塌性能，从中发现相关规律。
[关键词]连续倒塌；钢筋混凝土框架结构；倒塌率指标；可能倒塌比例指标；An analysis method for the progressive collapse resistance based on RC framesChen Ruixue, Zhang Fuzheng,(State nuclear?electric power?planning design and Research Institute, Beijing ,100095）Key words:progressive collapse; RC frames; collapse probability index;collapse area probability index;0.引言连续倒塌是指由意外事件（如火灾、燃气爆炸、恐怖袭击、交通工具撞击、人为设计和建造失误、环境腐蚀等）造成工程结构的局部破坏并形成连锁反应，从而导致整体结构大范围破坏甚至倒塌[1]。
因此，与传统的结构抗震、抗风等性能评价方法不同，结构抗连续倒塌性能是一种结构抵抗局部破坏的能力。
本文借助MAC.Marc有限元软件对考虑不同设计参数的6个框架结构采用非线性动力拆除构件法进行倒塌数值计算，最终依据倒塌率指标[2]和可能倒塌比例指标来分析RC框架结构的抗连续倒塌性能。
1.数值算例1.1设计信息根据我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[3]和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)[4]设计的框架结构，设计信息如下：RC框架结构：本工程为现浇六层筋混凝土框架结构，底层层高4.5m，其他层层高3.6m，建筑物总高度为22.5m，属乙类建筑，抗震设防烈度8(6)度，设计基本地震加速度值为0.20g(0.05g)，框架抗震等级为一级（三级），建筑场地类别为II类，设计分组第一组。
浅究RC框架抗连续性倒塌能力
浅究RC框架抗连续性倒塌能力一、绪论1.1 抗震设计和抗连续性倒塌设计的关系结构的抗震设计和抗连续性倒塌设计的区别主要是结构的破坏机理和荷载的激励源。
地震作用下，结构一般都处于受力状态，整个结构可近似按相同的地震荷载考虑。
偶然荷载作用下，结构的某一局部受力，结构响应的最大区域是直接受到偶然荷载作用的区域，而结构的其他部分受到偶然荷载的影响较小。
抗震设计中，荷载主要是水平荷载，竖向荷载处于从属地位，我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[3]指出"建筑物在同一地震作用下，考虑竖向地震作用时，竖向地震影响系数是水平地震影响系数最大值的65%"，在抗连续性倒塌设计中，荷载主要是竖向荷载，水平荷载相对来说不是很重要。
所以，抗震设计要求不能满足抗连续性倒塌设计要求。
抗震分析中，结构模型一般为框架结构模型，楼板平面内刚度很大，梁、板通常被认为是刚性构件，不包括在模型内。
连续性倒塌分析中，水平构件对结构的抗力性能影响很大，应给予重视。
由于地震荷载是循环荷载，偶然荷载是突变荷载，抗震设计的结构强度比抗倒塌设计的结构强度退化的更加严重。
二、主要分析方法2.1 拆除构件法拆除构件发是按照一定的规则，对结构的一个或者几个重要承重构件进行拆除，以此来模拟结构的初始破坏，再对剩余结构进行分析，确定初始破坏的破坏范围。
拆除构件法能比较真实的模拟结构的倒塌过程，能够较好的评价结构的抗连续性倒塌能力，而且，设计过程不依赖于意外荷载，适合于任何偶然作用下的结构破坏分析。
因此，出于经济考虑，对于重要性较低的建筑可以采用拆除构件法，对于重要性较高的建筑可采用复杂精确的方法。
2.2 拉结强度法在结构中通过现有构件和连接进行拉结，可提供结构的连续性、延性以及荷载的多传递路径，从而提高结构的抗连续性倒塌能力。
按照拉接的作用和位置可以分为水平拉结和竖向拉结，水平拉结又可分为内部拉结、周边拉结、对墙的拉结、对柱的拉结等，竖向拉结主要由柱和承重墙提供。
混凝土框架结构抗连续倒塌能力分析及加固措施
混凝土框架结构抗连续倒塌能力分析及加固措施摘要：本文对按照我国现行混凝土结构设计规范（GB50010-2010）设计的四层混凝土框架结构进行了连续倒塌分析。
主要参照DOD2009提供的设计流程，基于SAP2000通用软件，采用拆除构件法，分析结构在单个柱失效情况下的抗倒塌能力。
对其抗倒塌能力薄弱环节进行加固，并分析了我国现行规范要满足框架结构抗连续倒塌设计需要的加固环节和范围，为今后框架结构进行抗连续倒塌设计提供理论和实用的方法。
关键词：混凝土框架；连续性倒塌；拆除构件法；加固措施；数值模拟1．引言结构的连续倒塌是由偶然荷载造成结构的局部破坏，进而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能力，造成大范围坍塌。
近年来，由于火灾、地质灾害、恐怖袭击、燃气爆炸等引发的连续倒塌正对人们的生命、财产安全造成巨大的威胁，并产生严重的社会影响。
因而抗连续倒塌问题已日益受到公众的关注和研究者的重视，并成为近年来结构领域的热点问题。
国际上，对结构的连续倒塌问题已进行了四十多年的研究，从1968年英国Ronan Point公寓楼倒塌事件开始，此后的十余年中，出现了很多连续倒塌领域的权威论文。
1995年美国的俄克拉荷马市爆炸事件之后，很多工作者针对该事件中建筑物的破坏撰写了一些关于倒塌破坏和连续性的调查研究论文。
其中有很多文章指出了未来设计规范中需要考虑的设计推荐标准。
自2001年美国9•11事件后，土木工程界对建筑结构连续倒塌的关注程度居于最高水平。
[1]目前，一些国外的规范中均有改善结构抗连续倒塌能力的相关规定。
英国是最早对建筑结构进行抗连续倒塌设计的国家之一。
为了防止结构发生连续倒塌，英国设计规范BS8110[2]提出了三个准则:首先控制事件的发生，也就是消除或减少偶然事件的发生;其次保证结构具备一定的连续性和冗余度;此外对关键构件要明确考虑偶然作用的影响。
欧洲的Eurocode1[3]规定，结构必须具有足够的强度以抵御可预测或不可预测的意外荷载，规范中分两个方面进行抗连续倒塌设计，一方面基于具体的意外事件，另一方面独立于意外事件，该设计的目的在于控制意外事件造成的局部破坏。
RC框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法
RC摘要：随着人们对建筑安全的关注度不断提高，RC 框架结构的地震倒塌安全性问题也越来越受到重视。
本文首先简要介绍了RC 框架结构及其地震倒塌机理，然后针对RC 框架结构地震倒塌安全性问题，提出了实用方法，包括地震易损性评估、结构强度设防标准、结构抗震加固等。
最后，通过实际案例分析，验证了本文提出的实用方法的可行性和有效性。
关键词：RC 框架结构；地震倒塌；易损性分析；结构强度设防；抗震加固一、引言近年来，由于频发的地震灾害，RC 框架结构的地震倒塌安全性问题受到了广泛关注。
RC 框架结构是一种常见的建筑结构形式，其在抗震性能方面具有一定的优势，但是在地震作用下的抗震性能存在一定的局限性。
本文旨在介绍RC 框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法，为建筑安全提供参考。
二、RC 框架结构及其地震倒塌机理RC 框架结构是指由钢筋混凝土柱、梁、板等构件组成的框架结构，其构件的刚度和抗震性能较高。
在地震作用下，RC 框架结构的倒塌常常是由于柱子的破坏引起的。
其地震倒塌机理主要有以下几种：1、柱子弯曲破坏：在地震作用下，柱子发生弯曲变形，当柱子承受超过其承载能力的荷载时，就会发生破坏。
2、柱子屈曲破坏：在地震作用下，柱子可能发生屈曲破坏，具体表现为柱子所承受的荷载超过了其屈曲承载能力。
3、剪力墙破坏：在RC 框架结构中，有时还会设置剪力墙以增加结构的抗震能力。
但是在地震作用下，剪力墙也可能发生破坏。
以上三种破坏方式具有相互关联性，因此在进行RC 框架结构地震倒塌易损性分析时，必须考虑这些因素。
三、RC 框架结构地震倒塌易损性分析的实用方法针对RC 框架结构地震倒塌安全性问题，本文提出了以下实用方法：1、地震易损性评估地震易损性评估是指对建筑结构按照结构形式、地理位置、土地利用等因素进行评估，以确定建筑结构在地震作用下的易损性程度。
根据评估结果，可以采取相应的措施，以提高结构的抗震能力。
2、结构强度设防标准针对RC 框架结构，国家设有一定的抗震设防标准。
结构连续倒塌的研究意义与现状
结构连续倒塌的研究意义与现状作者：赵仕钗来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要: 近年来，国内外连续倒塌事件的频繁发生引起了土木工程师越来越多的关注。
为有效提高结构安全性能而对结构进行抗连续倒塌性能分析的研究，成为一项迫在眉睫的任务。
目前该领域的研究主要集中在RC框架结构和钢框架结构，主要采用四种分析方法研究得到的结构抗连续倒塌性能结果进行对比，得出了研究框架结构抗连续倒塌性能的更适用方法。
关键词：抗连续倒塌；非线性静力分析；非线性动力分析Abstract: In recent years, the frequent occurrence of progressive collapse at home and abroad has gained more and more attention from the structural engineers. It has become an urgent task to analyze the relevant progressive-collapse-resisting performance for improving the structural safety. Most of the current research regarding progressive-collapse-resisting capacity has been focusing on the reinforced- concrete- and steel- frame structures. The progressive collapse capacity is analyzed by four methods. The results on the progressive collapse capacity obtained from the four analysis approaches are compared, and the method appropriate for analyzing the progressive collapse capacity is presented.Keywords: resisting progressive collapse; nonlinear static analysis; nonlinear dynamic analysis 中图分类号：TU318 文献标识码：A研究背景及意义自1968年Ronan Point公寓由于煤气爆炸引起公寓发生连续倒塌事件之后，引起了很多学者对结构倒塌事件的关注，从此一些研究学者在科研研究中开始引进新名词为连续倒塌。
四层RC框架结构抗连续性倒塌分析
四层RC框架结构抗连续性倒塌分析第17卷第5期 2009年10月安徽建筑工业学院学报(自然科学版)Journal o f Anhui Inst itute of A rchitecture &I ndustr yVol.17No.5 Oct.2009收稿日期:2009 07 15作者简介:邢甫庆(1986-),男,硕士生,主要研究方向为预应力混凝土结构。
四层RC 框架结构抗连续性倒塌分析邢甫庆, 陈道政(合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥 230001)摘要:结构的连续倒塌已成为严重威胁公共安全的重要问题。
国外自1968年英国Ro nan Point 公寓倒塌事件以来,已经对连续倒塌问题进行了三十年的研究,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。
本文参考美国国防部编制的结构抗连续倒塌设计(DOD2005)提供的设计流程,采用拆除构件法,基于SA P2000通用有限元软件,对按照我国现行规范设计的四层混凝土框架进行了连续倒塌分析,分析其抗倒塌能力。
关键词:混凝土框架;连续性倒塌;拆除构件法;SA P2000中图分类号:T U 375.4,T U 317.1 文献标识码:A 文章编号:1006 4540(2009)05 031 05Analysis to resist progressive collapse for a four story RC frameXING Fu qing , CH ENG DAO Zheng(Sch ool of Civil Engin eering,H efei University of T echn ology,H efei 230001)Abstract:Curr ently,the prog ressiv e co llapse o f the structures has become a serious thr eat to the pub lic safety.Since the collapse of the Ronan Po int T ow er in U nited King dom in1968,No rth American and Europe have r esearched on this issue for mor e than 30years and developed relevant design codes guides.H ow ever,codes in china hav e not yet proposed in detail on the resistance of prog ressive co l lapse.H ence,based on the design process pro posed in DoD2005and finite element SA P2000soft w are,Using Alternate Path M ethod,the capacity to resist pr ogressive collapse of a typical Chinese 4-story r einfor ced concrete frame is analy zed,Finally,ev aluating its capacity to resist pr ogr essive co l lapse.Key words:concr ete frame;prog ressiv e co llapse;alternate path metho d;SAP2000 结构的连续倒塌是由于偶然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,造成大范围坍塌。
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ＫＬ４
ＤＣ 允许值 为 １ ０ 当任 何构 件 的剪 力 ＤＣ Ｒ ．． Ｒ
值 超过 此充许 值 ， 就认 为构 件破 坏 （ 因为剪 切破 坏
ｗ
在 结构 上 的竖 向荷 载 为 ： 移 去 承重 柱 上 部 相 邻 在
开 间及 其他 部 位 均施 加 （ ． Ｄ １ ０ Ｌ＋０ ５ Ｌ 的等 效 ．Ｌ ） 静力 荷载 ．
为 ０ ６ 水平 地 震荷 载 分 项 系数 ｎ ｌ ３ 水 ．， 为 ＿，
平 地震 荷载 分项 系数 ７ｖ ０ ５ ｅ为 ．．
收稿 日期 ：０ １１ —Ｏ ２ １－１１
质量 折减 系 数为 ０ ５ 周 期折 减 系数取 ０ ７ ， ．， ． ５ 结构
阻尼 比为 ５ ．
邢 甫 庆 （９ ６ ： ， 士 ， １８ 一）男 硕 主要 研 究 领 域 为结 构 工 程
・
３２ ・ ４
武 汉 理 工 大学 学 报 （ 通 科 学 与 工 程 版 ） 交
长边 中 柱 失 效 ， 别 采 用 ４种 方 法 ： 性 静 力 分 析 方 法 、 线 性 静 力 分 析 方 法 、 性 动 力 分 析 方 法 分 线 非 线
和非 线 性 动 力 分 析 方 法 进 行 分 析 ， 移 柱 前 后 关 键 构 件 的 内 力 变 化 进 行 了分 析 ， 出 分 析 步骤 ， 对 给 并
４ ）地 震信 息 建筑 场地 类别 为 Ｉ 类 ， ］ Ｉ 抗震 设 防烈度 为 ７度 ， 设计 地震 基 本 加 速度 值 为 ０ １ ．０ ｇ 设 计地 震 分 组 为 一 组 ， 架 抗 震 等 级 为 三 级 ． ， 框 振 型采用 ｃ ＱＣ组合 ， 算振 型 个数 取 １ ， 计 ２ 活荷 载
梁 配筋 图 、 层梁标 筋 图． 顶 结果 见 表 １ ．
表 １ ４层 框 架 结 构 各 层 梁 配 筋
式 中 ： 为 变 换 荷 载 路 径 法 分 析 得 出 的 构 件 或 Ｑ。 节 点 的内力 （ 弯矩 、 力 或 剪 力 ） Ｑ 轴 ； 为 构件 或 节
点 的极 限承载 力 （ 弯矩 、 轴力 或剪 力） 此 时 材料强 ，
１ ）总信 息 首 层 层 高 ３ ９ｍ， 余 层 高 ３ ３ ． 其 ．
ｍ， 网大 小 为 ６ｍ×７ｍ， 图 １ 框 架梁 、 和楼 柱 见 ． 柱
板均 为现 浇 ， 模 型柱 截面 尺 寸 见表 １ 柱 编 号如 各 ，
下 ： 角柱 为 ＫＺ ； 边 中柱 为 ＫＺ ； 边 中柱 ４个 １长 ２短 为 ＫＺ ； 间区域 柱为 ＫＺ ． ３中 ４
情 况为 直接 位于 柱 上 的 梁 、 积不 超 过 ７ 面 ５ｍ 的
２ ２ 荷载 计算 及破 坏 准则 ． 线 性静 力 、 非线 性静 力分 析 时 ， 作用 在结 构上
楼 板 或楼层 面积 的 １ ； 于 内柱 破 坏 情 况 为直 ５／ 对 ９ ６
接位 于柱上 的梁 、 面积 不超 过 １ ０ｒ 的楼 板或 楼 ５ ｎ
度 取其 标准值 并 乘 以 １ ２ ． ５的增 大系数 ． 层梁 极 各 限承 载力见 表 ２ ．
表 ２ 梁 的极 限 承载 力
２ 原 始 结构 拆 除构 件 分 析
２ １ 柱 的 拆 除 位 置 ．
顶层
Ｋ Ｌｌ
Ｚ／ Ｚ ０．
Ｚ／ Ｚ ０．
５０ ５ ５．
Ｋ Ｌ２
是 脆 性 破 坏 ） 若 经 ＤＣ 判 断 后 有 构 件 发 生 破 ． Ｒ
考虑 ３ 破坏 情况 ： １ 角柱 失效 ；２ 横 向边 框架 种 （） （） 中柱失效 ； ３ 内部 柱 失效 ． （） 每层 柱 的拆 除 位 置 见
图 ２ ．
坏 ， 破坏 构件从 原计 算模 型 中去掉 ， 成新 的计 将 形
１ ２ ＰＫＰ 配 筋 数 据 处 理 ． Ｍ
线性 静力 分析方 法 的计算 结果 判断 构件 是否 发 生破 坏时 ， 有需 求 能 力 比 （ Ｒ） 作 为 判 别指 ＤＣ 值
标 ， Ｒ 的 定 义 为 ＤＣ
ＤＣＲ — Ｑｕ ／ ． ｏ ０ｃ
在 Ｐ Ｍ 软件 给 出的梁平 法施 工 图 中 ， 梁 ＫＰ 将 配筋 图归 并 为 ３层 ， 分别 为首 层梁 配筋 图 、 准层 标
摘 要 ： 考 美 国 国 防部 编 制 的 《 构 抗 连 续 倒 塌 设 计 》 Ｄ Ｄ ０ ５ 提 供 的 设 计 流 程 ， 用 变 换 荷 载 参 结 （ Ｏ ２０ ） 采
路 径 方 法 ， 于 Ｓ Ｐ ０ ０通 用 有 限元 软件 ， 按 照 我 国现 行 规 范设 计 的 ４层 混 凝 土 框 架 结 构 首 层 基 Ａ ２０ 对
框架 结 构 ， 别采 用 ４种方 法Ｈ 进 行 分析 ， 对 每 分 并
种方 法 的优 缺点进 行 比较 ．
现 浇 板 重 由 程 序 自动 计 算 ， 外 板 面 附 加 １ ８ 另 ．
框 架 结构 模 型设 计
１ １ 设 计参数 ．
ｋ ｍ 的均 布 恒 荷 载． 荷 载 为 ３ ５ ｋ ｍ。 屋 Ｎ／ 活 ． Ｎ／ ， 面 活载 为 ２ ０ｋ ｍ。 ． Ｎ／ ．
算模 型 ， 新计 算结 构 的 ＤＣ 重 Ｒ值 ， 到 没有 新 的 直
破 坏为止 ． 后将 结 构 破 坏 范 围与 允 许 的破 坏 范 然 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 ， 之 则 须 对 原结 构设 计 进 行 修 反
改 ， 新进 行抗倒 塌设 计验 算 ． 重
Ｉ
本 文参 考美 国 国 防部 编 制 的《 构 抗 连 续 倒 结 塌设 计 》 Ｄ ２ Ｏ ） 供 的 设 计 流 程 ， 用 变 口 （ ＯＤ Ｏ ５ 提 采 换荷 载 路径设 计 方 法 ， 于 Ｓ ２ ０ ＿ 通 用 有 限 基 ＡＰ ０ ｏ３
元软 件 ， 对按 照我 国现 行 规 范 设 计 的 ４层 混 凝 土
对于非 线性 静力 和非 线性 动力 变换 荷载 路径
Ａ
分 析方法 的计算 结果 判 断构件 是 否发生 破坏 时采 用 塑性铰 转 动和位 移延 性 比来 衡量 ． 结 构允许 的倒 塌 范 围可 定 为 ： 于 外 柱 破 坏 对
图 ２ Ｓ Ｐ ０ ０模 型 柱 的拆 除 位 置 示 意 图 Ａ ２０
为超 过破 坏范 围限制．
由计 算结 果 可知 ， 对应 弯 矩 ， 大 ＤＣ 值 为 最 Ｒ １７ ＞ １ ０ 按 Ｄ ２ ０ ．４ ． ， ＯＤ ０ ５规 定 ， 构 易 发 生 连 续 结
性倒 塌 ．
３ ２ 非 线 性 静 力 分 析 ．
３ 边 柱 ３ 失效 抗 连 续倒 塌分 析 Ａ
ｌ ７（００ ｌ ７ ０００ ｌ ７ ０００ ｌ ７ ０ ｌ ７（００ ） ００ ）
７ ！ ｌ
ｄ Ｉ 旦 发生 ， 一般 造 成 严 重 的生 命 和 财 产 损
失， 并产 生 恶劣 的社会 影 响 ， 因而 日益受 到公 众 的 关 注和 研究 者 的重视 ．
ｆ ｌ 。 ｊＩ ｌ ｌＩ
７０ ０ ０
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Ｌ Ｌ为活载 ） 线性 动 力 、 线 性 动 力 分析 时 ， 用 ； 非 作
６ ）荷 载组 合
恒 荷 载分项 系数 为 １ ２ 活 ．，
荷载 分项 系数 ７ 为 １ ４ 活 荷 载 组 合 系数 。为 ．， ０ ７ 风荷 载分 顶系 数 ） ．， ， ｗ为 ｌ ４ 风 荷 载组 合 系数 ＿，
２１ 年 ０２
第 ３ ６卷
５ 风 荷 载 信 息 基 本 风 压 Ｗ。一 ０ ５ ） ．３ ｋ ｍ 地 面粗糙 度 为 Ｂ类 ． Ｎ／ ，
的竖 向荷 载为 ： 在移 去 承 重 柱 上 部相 邻 开 间 施 加 ２ １ ０ Ｌ＋０ ５ Ｌ 的等 效静 力荷 载 ， 其他 部 位 （．Ｄ ．Ｌ ） 在 施 加 （ ． ＤＬ ０ ５ Ｌ 的荷 载 （ 中 ＤＬ为 恒 载 ， １０ ＋ ． Ｌ ） 其
４５ ０ ４． ３ ２． ３ ４
６ ４．２ ０
４０ ３ ７． ２ ５． ９ ６
４ ． ４７ ０
５ ５．５ ０ ５ Ｏ．３ ５
５ ．３ ５０
ＫＩ
３
确 定 当某层 柱破 坏后 ， 结构 能否 在其上 方“ 搭 桥” 形成 新 的传力 路线 ， 破坏 范 围限制在 允许 的 将
３ １ 线性 静 力分析 ．
１ ）建 立 一 个 ４层 混 凝 土 框 架 结构 有 限元 模 型， 同线性 静力 分 析模 型．
２ ）在梁 端 与跨 中指 定 非线 性 铰 ， 铰属性 采 用
第 ２ 期
邢甫庆 ， ： 等 四层 ＲＣ框 架 结 构 抗 连 续 性 倒 塌 分 析 方 法 对 比
・３ ３ ・ ４
层 面积 的 ３ ． ０ 由于本文 每个 开 间 的面积 达到 ４ ２
式中： Ｍ 为各 层 最 大 弯矩 值 ； ＭＰ为 构件 极 限弯
矩．
１ ， 当与拆 除构 件直 接 连 接 的梁 柱 发 生 坍 塌 即 Ｔ 故 Ｉ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ２ １３ ．
Ａｐｒ ２ ２ ． ０１
四层 ＲＣ框 架 结 构抗 连 续 性 倒 塌 分 析 方 法 对 比
邢 甫庆 Ｄ 胡 小庆 Ｄ 陈道 政 ’