钢筋混凝土空间框架结构抗连续倒塌机制研究

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1、第43卷第9期建筑结构Vol．43No．92013年5月上BuildingStructureMay2013*钢筋混凝土空间框架结构抗连续倒塌机制研究熊进刚，吴赵强，邹园，何以农，聂晓霞(南昌大学建筑工程学院，南昌330031)［摘要］进行了两个3层、4×2跨的钢筋混凝土空间框架模型的连续倒塌试验，模型1的初始失效柱是底层长边中柱，模型2的初始失效柱是底层角柱。模型不考虑抗震要求，以机械千斤顶替换初始失效柱，通过机械千斤顶的分级卸载模拟柱的初始失效。观测并分析了两个试验模型的抗力-位移曲线、结构受力机制及结构抗连续倒塌能力。分析表明，对于模型1，结构抗连续倒塌机制包含梁机制

2、和悬链线机制;对于模型2，结构抗连续倒塌机制仅为梁机制。［关键词］空间框架;连续倒塌;梁机制;悬链线机制中图分类号:TU375.4文献标识码:A文章编号:1002-848X(2013)09-0105-04ResearchonprogressivecollapsemechanismofRCspatialframestructuresXiongJingang，WuZhaoqiang，ZouYuan，HeYinong，NieXiaoxia(SchoolofArchitecturalEngineering，NanchangUniversity，Nanchang330031，Chi

3、na)Abstract:Progressivecollapseexperimentswerecarriedoutfortwo，(4×2)-bayand3-storeyreinforcedconcrete(RC)spatialframemodels，whichweredesignedwithoutseismicdemand．Themiddleoflongsidecolumnandthecornercolumnofthebottomfloor，respectivelyinmodel1andmodel2，werereplacedbymechanicaljackstosimula

4、tetheinitialdamage．Resistance-displacementcurve，loadtransferringmechanismandprogressivecollapseresistanceofthetwomodelswereanalyzed．Itisconcludedthatprogressivecollapseresistanceconsistsofbeammechanismandcatenarymechanisminmodel1．Onlybeammechanismplaysapartinresistingprogressivecollapsein

5、model2．Keywords:spatialframe;progressivecollapse;beammechanism;catenarymechanism0引言1试验方案因突发事件的作用，建筑结构直接的局部失效两个试验模型均为3层、4×2跨钢筋混凝土空引起构件连锁失效而造成整个结构或大部分结构倒间框架，其原型为8层框架结构，不考虑抗震要求，塌的现象称为连续倒塌。连续倒塌可分为水平连续按我国现行规范设计，取其下部3层作为试验模型，倒塌和竖向连续倒塌。缩尺比例为1/3。模型每层层高约1100mm，框架水平连续倒塌:局部构件失效后，结构主要在水梁、柱截面尺寸及配筋如图1所

6、示。模型框架通过平荷载或作用下发生连续倒塌，如水平地震下结构地脚螺栓固定在实验室地面。试验模型楼板厚度仅的连续倒塌;竖向连续倒塌:局部构件失效后，结构为30mm，制作不便，且本文主要针对竖向连续倒主要在竖向荷载或作用下发生连续倒塌。本文的研塌，楼板相对于框架梁、柱来说，抗倒塌作用相对较究就是针对竖向连续倒塌。抗震设计加强了结构的小，因此模型不含楼板，模型实体见图2。两个试验［1，2］整体性和延性，对抗连续倒塌是有益的，位于地模型的尺寸、材料强度、配筋数量等参数均相同，但震高烈度区的结构通常具有较高的抗连续倒塌能初始失效柱的位置不同:模型1初始失效柱是底层力，但非抗震区的钢

7、筋混凝土框架结构，无需进行抗长边中柱A3(轴③与轴?交线处的柱，柱编号方式震设计，这类结构的抗连续倒塌能力可能较低。现余同)，模型2初始失效柱是底层角柱C5。模型制［3-5］有研究主要关注连续倒塌的分析与设计方法，作时，采用串接的机械千斤顶和力传感器替换底层［6，7］有关结构体系的连续倒塌试验研究相对较少。初始失效柱(失效柱也称替代柱)。在柱顶，通过电结构连续倒塌具有空间特性，结构冗余度对其有重液伺服千斤顶施加恒定竖向压力，以模拟柱顶所受要影响，空间结构较平面结构更能反映连续倒塌的轴力。模型1中，柱顶加压力的有A2，A3，A4