有关静-动力转换分析方法的火灾引起钢结构连续倒塌性能研究

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1、第３１卷第２期建筑科学与工程学报Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．２２０１４年６月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｕｎｅ２０１４文章编号：１６７３２０４９（２０１４）０２００６５０６基于静动力转换分析方法的火灾引起钢结构连续倒塌性能研究陈适才１，２，田相凯１，张磊１，闫维明１，２（１．北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室，北京１００１２４；２．北京工业大学城市与工程安全防灾减灾省部共建教育部重点实验室，北京１００１２４）摘要：为研究火灾引起多高层钢结构连续性倒塌的破坏机理以及多高层钢结构

2、在火灾作用下的初始破坏规律，基于ＡＢＡＱＵＳ预定义场和重启动功能，建立了局部火灾引起多高层钢结构连续倒塌分析的静动力转换分析方法，运用此分析方法模拟了局部火灾作用下钢结构的破坏过程，重点研究了柱破坏引起多高层钢结构倒塌的初始破坏机理，分析了受火柱约束刚度比和荷载水平对火灾作用下钢结构初始破坏以及对整体结构产生动力效应的影响规律。研究结果表明：静动力转换分析方法具有可行性；初始破坏的动力放大系数在１．２～１．５之间。关键词：钢结构；火灾反应；连续倒塌；静动力转换分析方法；显式动力分析；动力放大系数中图分类号：ＴＵ３１２文献标志码：Ａ犚

3、犲狊犲犪狉犮犺狅狀犉犻狉犲犐狀犱狌犮犲犱犘狉狅犵狉犲狊狊犻狏犲犆狅犾犾犪狆狊犲狅犳犛狋犲犲犾犉狉犪犿犲犛狋狉狌犮狋狌狉犲狊犅犪狊犲犱狅狀犛狋犪狋犻犮犱狔狀犪犿犻犮犆狅狀狏犲狉狊犻狅狀犃狀犪犾狔狊犻狊犕犲狋犺狅犱狊１，２，ＴＩＡＮＸｉａｎｇｋａｉ１，ＺＨＡＮＧＬｅｉ１，ＹＡＮＷｅｉｍｉｎｇ１，２ＣＨＥＮＳｈｉｃａｉ（１．ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＲｅｔｒｏｆｉｔ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４

4、，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＵｒｂａｎＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｆａｉｌｕｒｅｒｕｌｅｏｆｍｕｌｔｉｓｔｏｒｙｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｎｄｅｒｆｉｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｔａｔｉｃｄｙｎａｍｉ

5、ｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄｆｉｅｌｄａｎｄｒｅｓｔａｒｔｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＡＢＡＱＵＳ．Ａｐｐｌｙｉｎｇｔｈｉｓｓｔａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｌｏｃａｌｆｉｒｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｍｕｌｔｉｓｔｏｒｙｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄａｍａｇｅｏｆｃｏｌｕｍｎｗ

6、ａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅｓｔｒａｉｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｒａｔｉｏａｎｄｌｏａｄｌｅｖｅｌｔｏｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｄａｍａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｎｄｅｒｆｉｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏ

7、ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｌｕｍｎｉｎｉｔｉａｌｄａｍａｇｅｌｉｅｓｆｒｏｍ１．２ｔｏ１．５．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｆｉｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅ；ｓｔａｔｉｃｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ；ｅｘｐｌｉｃｉｔｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｄｙｎａｍｉｃｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ收稿日期：２０１３１２０７基金项目：国家自然科学基金项目（５０９０８００６，５１２７８５１６）；中国博士后科学基金项目（２０１３Ｍ５４０

8、０３０）作者简介：陈适才（１９７９），男，湖北黄石人，副教授，工学博士，博士后，Ｅｍａｉｌ：ｃｓｃ＠ｂｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。６６建筑科学与工程学报２０１４年行为，尤其是钢构件火灾作用下的负