[發明專利]一種抗連續倒塌性能快速判定方法

在審

• 申請號: 201810037537.3
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108280280A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 趙晉;周海濤;廖黎芳;王向梅;王儀;張鋒劍;郝曉;武海榮
• 申請（專利權）人: 河南城建學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種抗連續倒塌性能快速判定方法，步驟1、建立整體結構的非線性數值模型，采用靜力方法進行pushdown分析，得到美國典型工況下的最大相對承載力；步驟2、計算構件延性和結構延性，根據延性需求關系，計算最低相對承載力需求；步驟3、根據每個工況下的最大相對承載力和最低相對承載力需求的相對關系，判別在該處是局部破壞下結構是否發生連續倒塌，并計算拆除工況的抗連續倒塌承載力儲備指標；步驟4、計算整體結構的倒塌指標和抗連續倒塌承載力儲備指標；步驟5、判斷整體結構所處的結構連續倒塌的過程。本發明計算結果可靠，且能顯著提高計算效率，可實現對整體結構抗連續倒塌性能的快速評估。

技術領域

本發明屬于建筑技術領域，涉及一種抗連續倒塌性能快速判定方法。

背景技術

結構的連續倒塌可能由許多原因造成，如錯誤的施工順序、偶然的超載、地震或爆炸沖擊荷載作用下結構關鍵構件破壞等。近年來國內外發生多次建筑結構連續倒塌破壞的慘劇，為了避免建筑結構的連續倒塌，降低人員傷亡與財產損失，很有必要在新建建筑結構設計中，以及現有建筑結構性能評估中，對建筑結構的抗連續倒塌性能進行評估，進而采取適當的防護措施，提高其抗連續倒塌性能。目前，結構抗連續倒塌性能評估常用的方法為替代傳力路徑法。該法的優點是分析過程與連續倒塌的觸因無關，僅僅考察結構發生初始損傷后的結構特性，適用范圍廣，可用于不同原因造成的連續倒塌分析。然而，采用替代傳力路徑法對結構進行連續倒塌的線性靜力、線性動力及非線性靜力分析時，得出的結果與實際差別較大，并且可能得出不安全的結果；采用非線性動力方法進行連續倒塌分析時，得出的結果較為準確，但是當建筑結構體型較大、形式復雜時，計算效率低，無法快速對建筑結構抗連續倒塌性能進行評估。

發明內容

本發明的目的在于，提出了一種抗連續倒塌性能快速判定方法，該方法計算結果可靠，且能顯著提高計算效率，可實現對整體結構抗連續倒塌性能的快速評估。

其技術方案如下：

一種抗連續倒塌性能快速判定方法，包括以下步驟：

步驟1、建立整體結構的非線性數值模型，采用靜力方法進行pushdown分析，得到美國典型工況下的最大相對承載力；

步驟2、計算構件延性和結構延性，根據延性需求關系，計算最低相對承載力需求；

從高強約束混凝土的應力-應變關系出發，推導出高強約束混凝土梁的截面延性系數；不考慮超筋構件和小偏心受拉構件的情況，當截面達屈服曲率時，截面受拉鋼筋中心達到其屈服強度；截面達到破壞曲率時，截面受拉區纖維增強作用忽略不計，采用雙模量彈性理論進行鋼筋混凝土構件正截面承載力的計算，利用鋼筋混凝土構件受壓應力與應變本構關系，由截面靜力平衡條件推導出采用鋼筋混凝土本構關系計算構件正截面承載力的方法，使用該方法應用于構件承載力的計算。

步驟3、根據每個工況下的最大相對承載力和最低相對承載力需求的相對關系，判別在該處是局部破壞下結構是否發生連續倒塌，并計算拆除工況的抗連續倒塌承載力儲備指標；利用有限元軟件ABAQUS對拆除工況進行非線性動力分析，模擬拆除工況；

步驟4、計算整體結構的倒塌指標和抗連續倒塌承載力儲備指標；

步驟5、判斷整體結構所處的結構連續倒塌的過程。

進一步，步驟5中，所述結構連續倒塌的過程具體為：

(1)出現初始破壞；

(2)剩余結構構件無法承擔初始破壞導致的內力重分布或沖擊荷載；

(3)引起剩余構件的連鎖破壞。

進一步，步驟5中，結構倒塌判定準則參照美國GSA 2003指南中規定的鋼結構構件塑性鉸轉角限值判斷構件是否失效，進而判定其他構件是否發生破壞，當失效構件所在區域超過容許倒塌范圍時，認為整體結構發生連續倒塌。