钢框架抗连续倒塌设计方法研究.pdf

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1、72低温建筑技术2015年第7期(总第205期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．07．027钢框架抗连续倒塌设计方法研究赵同阳，殷福新(大连理工大学建设工程学部。辽宁大连116023)【摘要】以4层钢框架结构为例，介绍了美国GSA2013抗连续倒塌规范线性静力法设计流程，校核了钢框架的构件应力比和结构冗余度。依据结构强度理论，对其中部分公式进行了调整，使之可以适用于我国钢结构设计方法。讨论了构件截面对结构内力重分布的影响。【关键词】钢框架；连续倒塌；线性静力【中图分类号】TU392【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015

2、)07—0072—041国内外规范发展框架为例介绍GSA2013抗连续倒塌规范线性静力法结构的连续倒塌是指结构在初始破坏后发生内设计流程，并依据强度理论对其中部分公式进行调力重分布，导致其它构件发生连锁破坏，最终形成与整，以使其适用于我国钢结构设计方法。初始破坏不成比例的大范围破坏甚至坍塌。国外2设计流程的抗连续倒塌规范以英国规范、欧洲规范和美国规范2．1安全等级判断为主，主要设计方法有概念设计、拉结力设计、移除构表1GSA2013适用情况件设计和关键构件设计四种。我国仅在部分规范中给出了抗连续倒塌的设计原则，但并未给出具体可行的操作流程和设计参数。2013年10

3、月美国颁布的GSA2013是目前最新的结构抗连续倒塌规范，它借用了UFC4-023-03及ASCE41-06的移除构件设计法，整合了GSA20032008年美国联邦安全委员会颁布的联邦设施等与DOD2005规范，删除拉结力设计法，增加变形控级划分标准。中将建筑物安全等级由低(I级)到高制准则，并提出结构冗余度计算公式。本文以4层钢(V级)划分为五个等级，表1为GSA2013的适用范本文采用杜修力等提出的方法求层损伤指数；Fenves．OpenSeesUsersManual[R]．PEER，UniversityofCali—fomia，Berkeley．2004．采

4、用欧进萍等提出的加权系数计算方法，求解整体[2]ParkYJ，AngHS．Mechanisticseismicdamagemodelforrein—结构损伤指数。楼层损伤指数见图5。forcedconcrete[J]．JoumalofStructuralEngineering，ASCE，求得整体结构损伤指数0．738，根据文献[5]损伤1985．1l1：722—739．指数对损伤等级的评定，可知其属于严重破坏，与专[3]ParkYJ，AngHS．Seismicdamageanalysisofreinforcedcoati．re家现场评定结果相同。说明，应用此方法对

5、结构安全buildings[J]．JoumalofStructuralEngineering，ASCE，1985，111性进行判定合理准确。(4)：740—757．[4]万正东．RC框架结构基于概率损伤模型的地震易损性与风险5结语分析[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2009．(1)模型建立合理的情况下，数值模拟分析结(5]王振宇，刘晶波．建筑结构地震损伤评估的研究进展[J]．世果，可以很好的反应出各构件的受力特点和变形特性。界地震工程，2001，9(3)：43—48．(2)根据最大变量简化的损伤模型，与实际的[6]杜修力，欧进萍．建筑结构地震破坏评估模型[J]．世

6、界地震工震损情况相符，说明耗能对损伤的影响相对较小。程，1991，7(3)：52—58．(3)根据基于数值模拟计算的损伤指数对结构或构件的损伤程度做出的判断是合理且准确的，说明[收稿日期]2015-03-23[作者简介]包岩(1989一)，女，哈尔滨人，硕士研究生，研这套判断震损结构安全性的方法可行。究方向：结构工程。参考文献【1]SilviaMazzoni，FrankMcKerma，MichaelH．ScottandGregoryL．赵同阳等：钢框架抗连续倒塌设计方法研究75中，GSA2013使用F，作为强度来计算构件承载力，其撑，以求通过改变结构传力路径来提高

7、结构内力重分中F．为钢材的屈服强度下限值，咖为一个小于1的折布的能力，从而提高结构的抗连续倒塌性能。4结语减系数，当计算构件的受压或受弯承载力时，取0．9_9]。我国的钢结构设计规范使用强度设计值f=本文以4层钢框架结构为例介绍美国GSA2013抗连续倒塌规范线性静力法设计流程。依据强度理L／r来计算构件的承载力为钢材的屈服强度下限论对规范中部分公式进行调整，以使其适用于中国钢值，折减系数=1．111。结构设计方法。结果表明在变形控制准则中梁的正在变形控制准则中，GSA2013使用咖F作为强度应力比起控制作用，强度控制准则中柱的正应力比起来计算构件承载力，其中F为

8、钢材的屈服