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带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析

高佳明 刘伯权 黄华 周长泉

高佳明, 刘伯权, 黄华, 周长泉. 带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析[J]. 工程力学, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
引用本文: 高佳明, 刘伯权, 黄华, 周长泉. 带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析[J]. 工程力学, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
GAO Jia-ming, LIU Bo-quan, HUANG Hua, ZHOU Chang-quan. THEORETICAL ANALYSIS ON THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF RC FRAME STRUCTURES WITH SLABS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
Citation: GAO Jia-ming, LIU Bo-quan, HUANG Hua, ZHOU Chang-quan. THEORETICAL ANALYSIS ON THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF RC FRAME STRUCTURES WITH SLABS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201

带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
基金项目: 国家自然科学基金项目(51578077,51778060);陕西省自然科学基础研究计划项目(2016JM5050);高等学校博士点专项科研基金项目(20130205130001);中央高校基本科研业务费专项基金资助团队项目(310828173401);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(310828171012)
详细信息
    作者简介:

    高佳明(1986-),男,河北张家口人,博士生,主要从事结构抗震与加固研究(E-mail:jiamingcareer@163.com);黄华(1979-),男,江苏常州人,教授,博士,硕导,主要从事结构抗震与加固研究(E-mail:huanghua23247@163.com).

    通讯作者: 刘伯权(1956-),男,甘肃定西人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与倒塌机理研究(E-mail:bqliu@chd.edu.cn).
  • 中图分类号: TU375.4;TU317.1

THEORETICAL ANALYSIS ON THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF RC FRAME STRUCTURES WITH SLABS

  • 摘要: 采用拆除构件法对一榀两层2×1跨带板钢筋混凝土框架结构进行拟静力倒塌试验,分析了框架结构底层边柱失效后,剩余结构竖向倒塌的变形破坏模式以及受力机制。试验结果表明:带板混凝土结构连续倒塌抗力先后由梁拱-板压膜机制、梁拱-板拉膜机制、梁悬索-板拉膜机制、板拉膜机制提供;结构变形先后经历外推、内收、倒塌三个阶段,结构最大抗力出现在框架柱内收-外推转换点(梁悬索-板拉膜机制)。框架梁破坏后,结构转化为板柱模型,现浇板仍能将抗力维持在较高水平。理论分析了结构竖向连续倒塌关键变形处的临界位移和抗力值,提出了结构极限承载力计算方法,并建议同时考虑极限承载力和梁端转角对混凝土结构进行倒塌判定。
  • [1] 高超, 宗周红, 伍俊. 爆炸荷载下钢筋混凝土框架结构倒塌破坏试验研究[J]. 土木工程学报, 2013, 46(7):9-20. Gao Chao, Zong Zhouhong, Wu Jun. Experimental study on progressive collapse failure of RC frame structures under blast loading[J]. China Civil Engineering Journal, 2013, 46(7):9-20. (in Chinese)
    [2] Sasani M, Bazan M, Sagiroglu S. Experimental and analytical progressive collapse evaluation of an actual RC structural[J]. Structural Journal, 2007, V104(6):731-739.
    [3] 徐颖, 韩庆华, 练继建. 单层球面网壳抗连续倒塌性能研究[J]. 工程力学, 2016, 33(11):105-112. Xu Ying, Han Qinghua, Lian Jijian. Progressive collapse performance of single-layer latticed shells[J]. Engineering Mechanics, 2016, 33(11):105-112. (in Chinese)
    [4] 喻莹, 谭长波, 金林, 等. 基于有限质点法的单层球面网壳强震作用下连续倒塌破坏研究[J]. 工程力学, 2016, 33(5):134-141. Yu Ying, Tan Changbo, Jin Lin, et al. Research on seismic progressive collapse of single-layer reticulated dome using the finite particle method[J]. Engineering Mechanics, 2016, 33(5):134-141. (in Chinese)
    [5] Zineddin M, Krauthammer T. Dynamic response and behavior of reinforced concrete slabs under impact loading[J]. International Journal of Impact Engineering, 2007, 34(9):1517-1534.
    [6] 张凡榛, 易伟建. 无梁楼板的抗倒塌性能试验研究及分析[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2010, 37(4):1-5. Zhang Fanzhen, Yi Weijian. Collapse experiment research and analysis of a RC flat plate[J]. Journal of Hunan University:Natural Sciences Edition, 2010, 37(4):1-5. (in Chinese)
    [7] Kai Q, Li B. Dynamic performance of RC beam-column substructures under the scenario of the loss of a corner column-Experimental results[J]. Engineering Structures, 2012, 42(12):154-167.
    [8] Qian K, Li B. Performance of Three-dimensional reinforced concrete beam-column substructures under loss of a corner column scenario[J]. Journal of Structural Engineering, 2013, 139(4):584-594.
    [9] Kai Q, Li B, Ma J X. Load-Carrying mechanism to resist progressive collapse of RC buildings[J]. Journal of Structural Engineering, 2014, 141(2):04014107-1.
    [10] 周育泷, 李易, 陆新征, 等. 钢筋混凝土抗连续倒塌的压供机制分析模型[J]. 工程力学, 2016, 33(4):34-42. Zhou Yulong, Li Yi,Lu Xinzheng, et al. An analytical model of compressive arch action of reinforced concrete frames to resist progressive collapse[J]. Engineering Mechanics, 2016, 33(4):34-42. (in Chinese)
    [11] Pham Xuan Dat, Tan Kang Hai. Membrane actions of RC slabs in mitigating progressive collapse of building Structures[J]. Engineering Structures, 2013, 55:107-115.
    [12] Xiao Y, Kunnath S, Li F W, et al. Collapse test of three-story half-scale reinforced concrete frame building[J]. ACI Structural Journal, 2015, 112(4):429-438.
    [13] 郭义庆, 喻君. 单柱失效下结构连续倒塌的动力响应分析[J]. 工程力学, 2017, 34(4):72-77. Guo Yiqing, Yu Jun. Dynamic structural response of progressive collapse under a single-column-removal scenario[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(4):72-77. (in Chinese)
    [14] 高佳明, 刘伯权, 黄华, 等. 考虑现浇板作用的钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能试验[J]. 长安大学学报(自然科学版), 2017, 37(6):54-62. Gao Jiaming, Liu Boquan, Huang Hua, et al. Experimental Study on Anti-collapse Performance of RC Space Frame Considering the Effect of Cast-in-place Slabs[J]. Journal of Chang'an University (Natural Science Edition), 2017, 37(6):54-62. (in Chinese)
    [15] 初明进, 周育泷, 陆新征, 等. 钢筋混凝土单向梁板子结构抗连续倒塌试验研究[J]. 土木工程学报, 2016, 49(2):31-40. Chu Mingjin, Zhou Yulong, Lu Xinzheng, et al. An experimental study on one-way reinforced concrete beam-slab substructures for resisting progressive collapse[J]. China Civil Engineering Journal, 2016, 49(2):31-40. (in Chinese)
    [16] 何庆峰, 易伟建. 考虑悬索作用钢筋混凝土梁柱子结构抗倒塌性能试验研究[J]. 土木工程学报, 2011, 44(4):52-59. He Qingfeng, Yi Weijian. Experimental study of the collapse-resistant behavior of RC beam-column substructures considering catenary action[J]. China Civil Engineering Journal, 2011, 44(4):52-59. (in Chinese)
    [17] 熊进刚, 吴赵强, 何以农, 等. 钢筋混凝土空间框架结构连续倒塌性能的试验研究[J]. 南昌大学学报(工科版), 2012, 34(3):229-232. Xiong Jingang, Wu Zhaoqiang, He Yinong, et al. Experimental research on progressive collapse performance of RC spatial frame structures[J]. Journal of Nanchang University:Engineering & Technology, 2012, 34(3):229-232. (in Chinese)
    [18] GSA2005, Progressive collapse analysis and design guidelines for new federal office buildings and major mordernization project[S]. Washington D C:the General Services Administration, 2005.
    [19] DoD2005, UFC4-023-03, Design of structures to resist progressive collapse[S]. Washington D C:Department of Defence, 2005.
  • [1] 杜轲, 滕楠, 孙景江, 燕登, 骆欢.  基于共旋坐标和力插值纤维单元的RC框架结构连续倒塌构造方法 . 工程力学, 2019, 36(3): 95-104. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.01.0055
    [2] 杜永峰, 时晨.  多向动力耦合激励下隔震结构连续倒塌性能分析 . 工程力学, 2019, 36(6): 248-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.11.0616
    [3] 肖宇哲, 李易, 陆新征, 任沛琪, 何浩祥.  混凝土梁柱子结构连续倒塌动力效应的试验研究 . 工程力学, 2019, 36(5): 44-52. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0189
    [4] 钱凯, 李治, 翁运昊, 邓小芳.  钢筋混凝土梁-板子结构抗连续性倒塌性能研究 . 工程力学, 2019, 36(6): 239-247. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.05.0297
    [5] 王景玄, 王文达, 李华伟.  钢管混凝土平面框架子结构抗连续倒塌精细有限元分析 . 工程力学, 2018, 35(6): 105-114. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.02.0148
    [6] 潘毅, 陈侠辉, 姚蕴艺, 邓开来.  基于抽柱法的无粘结预应力装配式框架结构连续倒塌分析 . 工程力学, 2017, 34(12): 162-170. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2016.08.0645
    [7] 刁梦竹, 李易, 陆新征, 闫维明.  钢筋混凝土楼板连续倒塌的一种简化模拟方法 . 工程力学, 2016, 33(增刊): 72-78. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.05.S026
    [8] 周育泷, 李易, 陆新征, 初明进, 任沛琪.  钢筋混凝土框架抗连续倒塌的压拱机制分析模型 . 工程力学, 2016, 33(4): 34-42. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.02.0147
    [9] 田相凯, 陈适才, 张磊, 李易, 闫维明.  基于能量的局部火灾引起钢结构连续倒塌简化分析方法 . 工程力学, 2015, 32(9): 135-140,148. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.02.0118
    [10] 王少杰, 刘福胜, 徐赵东.  RC空间框架结构竖向倒塌全过程试验研究与理论分析 . 工程力学, 2015, 32(5): 162-167,177. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.11.1094
    [11] 王文达, 王景玄, 周小燕.  基于纤维模型的钢管混凝土组合框架连续倒塌非线性动力分析 . 工程力学, 2014, 31(9): 142-151. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.04.0282
    [12] 范圣刚, 刘杰, 刘美景.  基于钢塔架敏感性的连续倒塌分析与数值模拟 . 工程力学, 2013, 30(4): 322-330. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.12.0885
    [13] 李 爽 赵 颖 翟长海 谢礼立.  节点对RC框架结构抗连续倒塌能力影响研究 . 工程力学, 2012, 29(12): 80-87. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.04.0242
    [14] 蔡建国, 王蜂岚, 冯健, 张晋, 冯飞.  大跨空间结构连续倒塌分析若干问题探讨 . 工程力学, 2012, 29(3): 143-149.
    [15] 吴波, 黄仕香, 赵新宇.  混凝土框剪结构的落层倒塌碰撞试验 . 工程力学, 2012, 29(6): 176-187. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.08.0573
    [16] 谢甫哲, 舒赣平.  钢框架连续倒塌的模拟方法研究 . 工程力学, 2011, 28(10): 34-040.
    [17] 杜修力, 石 磊.  钢框架内爆炸连续倒塌简化分析方法 . 工程力学, 2011, 28(9): 59-065.
    [18] 王铁成, 康健, 李志萍.  空间框架抗连续倒塌分析 . 工程力学, 2011, 28(增刊Ⅱ): 161-165.
    [19] 阎 石;王积慧;王 丹;张 亮.  爆炸荷载作用下框架结构的连续倒塌机理分析 . 工程力学, 2009, 26(增刊 I): 119-123,.
    [20] 胡晓斌, 钱稼茹.  单层平面钢框架连续倒塌动力效应分析 . 工程力学, 2008, 25(6): 0-043.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-15
  • 修回日期:  2017-09-29
  • 刊出日期:  2018-07-25

带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51578077,51778060);陕西省自然科学基础研究计划项目(2016JM5050);高等学校博士点专项科研基金项目(20130205130001);中央高校基本科研业务费专项基金资助团队项目(310828173401);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(310828171012)
    作者简介:

    高佳明(1986-),男,河北张家口人,博士生,主要从事结构抗震与加固研究(E-mail:jiamingcareer@163.com);黄华(1979-),男,江苏常州人,教授,博士,硕导,主要从事结构抗震与加固研究(E-mail:huanghua23247@163.com).

    通讯作者: 刘伯权(1956-),男,甘肃定西人,教授,博士,博导,主要从事结构抗震与倒塌机理研究(E-mail:bqliu@chd.edu.cn).
  • 中图分类号: TU375.4;TU317.1

摘要: 采用拆除构件法对一榀两层2×1跨带板钢筋混凝土框架结构进行拟静力倒塌试验,分析了框架结构底层边柱失效后,剩余结构竖向倒塌的变形破坏模式以及受力机制。试验结果表明:带板混凝土结构连续倒塌抗力先后由梁拱-板压膜机制、梁拱-板拉膜机制、梁悬索-板拉膜机制、板拉膜机制提供;结构变形先后经历外推、内收、倒塌三个阶段,结构最大抗力出现在框架柱内收-外推转换点(梁悬索-板拉膜机制)。框架梁破坏后,结构转化为板柱模型,现浇板仍能将抗力维持在较高水平。理论分析了结构竖向连续倒塌关键变形处的临界位移和抗力值,提出了结构极限承载力计算方法,并建议同时考虑极限承载力和梁端转角对混凝土结构进行倒塌判定。

English Abstract

高佳明, 刘伯权, 黄华, 周长泉. 带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析[J]. 工程力学, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
引用本文: 高佳明, 刘伯权, 黄华, 周长泉. 带板钢筋混凝土框架连续倒塌理论分析[J]. 工程力学, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
GAO Jia-ming, LIU Bo-quan, HUANG Hua, ZHOU Chang-quan. THEORETICAL ANALYSIS ON THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF RC FRAME STRUCTURES WITH SLABS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
Citation: GAO Jia-ming, LIU Bo-quan, HUANG Hua, ZHOU Chang-quan. THEORETICAL ANALYSIS ON THE PROGRESSIVE COLLAPSE OF RC FRAME STRUCTURES WITH SLABS[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(7): 117-126. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.03.0201
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