基于机械铰理论的钢筋混凝土框架结构倒塌分析

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1、：？￡二：：變硕士学位论文ｍａｓｔｅｒ画ｅ—。Ｉ、＿＾ｋ论文题目：基于机械絞理论的钢筋混凝土框架结构倒塌分析专业：建筑与土树国内图书分类号：ＴＵ３１１．２密级：公开西南交通大学研究生学位论文基于机械絞理论旳钢筋混凝土框架结构倒塌分析年级二〇一二级姓名王初ｉ中申请学位级别硕士专业建筑与土木工程指导老师潘毅二〇一五年四月ｒ－ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ；ＴＵ３１１．２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅ

2、ｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＣｏｌｌａｐｓｅＡｎａｌｙｚｅｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＦｒａｍｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＨｉｎｅＴｈｅｏｒｇｙＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＷａｎｇＣｈｕｃｈｏｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｅｃｉａｌｉｔ：ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｙｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：

3、ＰａｎＹｉｐＡｐｒｉｌ，２０１５西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家。有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。“十（请在以上方框内打）学位作者签名：指导老师签名：曰期

4、：曰期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）基于机械铰的理论研宄，从构件层面提出了对构件层面的机械铰量化准则，运用于混凝土节点有限元模型，计算结果与试验对比，验证了该量化准则的合理性；（２）从对结构层面提出了机械狡机构的等效判定分析方法，运用于混凝土框架有限元模型中，釆用Ｐｙｔｈｏｎ二次开发完成相关分析和验证，并对倒塌余量和安全储备系数进行了讨论。本人郑重声明：所呈交的学位论文。除，是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果

5、文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体。本人完全了，均己在文中作了明确说明解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：抖西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要一直是人民生命和财产遭受重大损失的主要原因历史地震表明，建筑物的倒塌破坏。近年来频发的地震促使着人们愈加关注建筑物防倒塌问题，遭遇强震时结构如何防止倒一塌。，成为了结构工程学科个亟待解决的问题通常，倒塌前结构会

6、进入弹塑性阶段，伴随众多非线性的问题。例如，框架结构会逐渐在构件截面形成塑性铰，当结构中出现足够多的塑性铰，会转变为可变体系，最终丧失运动稳定性一。但塑性铰实际是种可以承受弯矩，也可以逆向恢复运动稳定的概念铰，并不能真实的反应结构从变形到倒塌的全过程。鉴于此，刘西拉教授提出了机械铰的概念，认为机械铰不可以承受弯矩也具有不可逆向恢复运动稳定的特性，并在此定性的基础上阐述了机械铰理论相关的倒塌判断准则。我国很多学者对倒塌全过程也有研宄．ＭＡＲＣ，多利用ＡＮＳＹＳ、ＡＢＡＱＵＳ、ＭＳＣ等大型通用有

7、限元软件的非线性求解能力来进行分析，但多采用计算稳定的隐式算法，这导致在进行高度非线性分析时常遭遇不收敛的问题。而显式积分方法在这个领域却表现出了强大的优势，包括不检验模型收敛问题，节省大量计算机储存空间，并行技术提高分析速度等；但同时对显式积分的计算稳定与精确则需要更高的保障。参考机械铰的定性研究，本文对其判断准则进行了量化定义，利用ＡＢＡＱＵＳ显式ｔｈｏｎ二分析模块分别在构件层面和结构层面对该定义进行了验证；通过Ｐｙ次开发，可以对ＡＢＡＱＵＳ模块中某些不支持计算的变量进行计算和输出

8、，提供了该软件内的实现方法；并将该理论的分析方法运用于实际的双层单跨结构中，讨论了结构安全储备等参数。具体研究成果如下：１．机械铰的量化定义深入分析了塑性铰与机械铰的联系与区别，尽管都是塑性破坏的延伸，但明确了结构形成机械铰机构才是倒塌发生的根本原因。基于机械铰理论，对其在构件层面确定了量化细则，并在结构中讨论了该量化意义所在，丰富了