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
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
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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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。

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
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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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。