基于位移性能及能量法鋼框架結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌的可靠性研究

1、摘要摘要近年來(lái)全球恐怖事件日益增多，結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注。本文基于位移性能，采用GSA與DOD設(shè)計(jì)指南，對(duì)比分析了純鋼框架結(jié)構(gòu)、V型支撐與X型支撐結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：支撐結(jié)構(gòu)體系的荷載儲(chǔ)備系數(shù)LRR明顯優(yōu)于純鋼框架結(jié)構(gòu)，且X形支撐優(yōu)于V形支撐。同時(shí)，論文進(jìn)一步開(kāi)展了結(jié)構(gòu)靜態(tài)與考慮“去柱”動(dòng)力效應(yīng)的動(dòng)態(tài)Pushdown的對(duì)比分析，研究結(jié)果表明：兩種分析情形下結(jié)構(gòu)的倒塌模式基本一致，結(jié)構(gòu)剩余承載能力基本相同

2、。但是支撐的存在能夠顯著減小柱構(gòu)件瞬時(shí)失效引起的突變位移幅度，減緩柱損壞時(shí)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)，且X形支撐優(yōu)于V形支撐。此外，本文基于能量的方法研究鋼結(jié)構(gòu)失去某一柱構(gòu)件發(fā)生連續(xù)性倒塌的可能性。通過(guò)分析構(gòu)件在結(jié)構(gòu)受損前后應(yīng)變能的變化確定抗連續(xù)性倒塌的子結(jié)構(gòu)。文章提出了基于能量法的結(jié)構(gòu)尺度損傷因子定量評(píng)估受損結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)性倒塌的可能性，修正了塑性鉸模型并提出簡(jiǎn)化的梁損傷模型分析梁構(gòu)件考慮懸鏈線效應(yīng)情形下能量的吸收與耗散。此外，梁構(gòu)件在變形全過(guò)程的

3、力矩軸力相關(guān)性在文中給出了詳細(xì)分析修正的過(guò)程且理論分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。最后，基于本文提出的可靠度分析流程，采用修正的一次二階矩法確定結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌概率。根據(jù)基于建立的梁?jiǎn)卧Ｐ图白咏Y(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，考慮隨機(jī)變量之間的相關(guān)性?；诮Y(jié)構(gòu)可接受的倒塌概率與結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌概率提出的魯棒性因子，表征結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：連續(xù)性倒塌，鋼框架，位移，能量法，可靠性本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（5140848951308448）；陜西省自然科學(xué)基

4、金（2014JQ7255）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)基金（3102014JCQ01047）；西北工業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新創(chuàng)意種子基金重點(diǎn)項(xiàng)目（Z2016018）資助。I目錄目錄摘要....................................................................................................................................

5、.....IABSTRACT............................................................................................................................III目錄.............................................................................

6、..........................................................V第一章緒論............................................................................................................................11.1研究背景........................

7、..............................................................................................11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀..........................................................................................................21.2.11.2

8、.21.2.3抗連續(xù)性倒塌設(shè)計(jì)方法.......................................................................................2連續(xù)性倒塌實(shí)驗(yàn)研究...........................................................................................3連續(xù)性倒塌數(shù)值模擬研究...

9、................................................................................61.3主要研究?jī)?nèi)容............................................................................................................17第二章基于位移性能的鋼結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌的P

10、USHDOWN分析...................................192.1引言............................................................................................................................192.2模型建立UNSHA...............................

11、.........................................................................192.3靜態(tài)PUSHDOWN分析................................................................................................202.4動(dòng)態(tài)PUSHDOWN分析.................

12、...............................................................................252.4.12.4.22.4.3純鋼框架體系.....................................................................................................25V形支撐結(jié)構(gòu).........

13、............................................................................................26X形支撐結(jié)構(gòu).....................................................................................................282.5結(jié)論............

14、................................................................................................................29第三章基于能量法鋼框架結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌分析................................................................313.1引言...............

15、.............................................................................................................313.2結(jié)構(gòu)敏感性分析...................................................................................................

16、.....313.3結(jié)構(gòu)失效能................................................................................................................323.3.13.3.23.3.3梁耗散能........................................................................

17、.....................................33模型驗(yàn)證.............................................................................................................37計(jì)算流程..............................................................

18、...............................................393.4實(shí)例分析....................................................................................................................393.4.13.4.2分析模型................................