钢筋混凝土框架结构抗震与抗连续倒塌的比较

连续倒塌

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第3 6卷第 1 1期 20 10年 4月

山西建筑 S HANXI ARCHI TECTURE

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文章编号：0 96 2 (00 1.020 1 0 .8 5 2 1 ) 10 7—2

钢筋混凝土框架结构抗震与抗连续倒塌的比较 *吴赵强李艳熊进刚 摘要：从钢筋混凝土结构受力机制和倒塌破坏准则两方面，对抗震与抗连续倒塌的区别进行了分析与比较，结果表明 抗倒塌不同于抗震，结构抗震设计的有益作用并不能取代抗倒塌设计。 关键词：钢筋混凝土结构，连续倒塌，震作用地中图分类号： 3 5 4 TU 7 .文献标识码： A

1概述

要小得多。地震作用是地震引起的震动以波的形式传递至结构

地震时结构上的荷载是结构反应加速度和质量引起的惯所谓结构的连续倒塌 ( rg si oas) Por s e lpe是指结构在偶然荷的过程， e vcl性力，结构在地震时会发生往复运动，其持续时间一般为数秒至载(主要包括炸药爆炸、气体爆炸、车辆撞击和重物冲击等 )作用数分钟，地震引起的振动周期相对更接近于结构的自振周期。与下局部破坏不断扩展并最终形成和结构初始破坏面积不成比例偶然荷载作用相比，地震作用下构件反复受力而出现严重的强度的破坏甚至导致结构倒塌的过程。连续倒塌一旦发生，一般造成延 严重的生命财产损失，并产生恶劣的社会影响，因而日益受到公与刚度退化，性差。众的关注和研究者的重视。抗连续倒塌设计和抗震设计在结构 3破坏准则的比较的整体性、延性和冗余度等方面有类似要求。结构构件的抗震构 3 1地震作用下倒塌的破坏准则 .造要求改善了构件的延性，使得结构在大震下实现延性破坏，而在抗震设计的早期，人们使用强度破坏准则，主要认为结构这些能力正是结构在抵御连续倒塌时所需要的。美国学者 C r y内力大于允许承载力时结构就破坏了， ol e就是说结构在地震作用下和 H ys ae等人对美国俄克拉荷马州政府大楼的倒塌事故进行了旦屈服，凝土应力就不再增加，然这是用加大强度的方法混显一

调查与分析，结果表明，抗震设计中提出的结构冗余特性和连接来提高结构的抗震能力，而提

高强度只能推迟进入塑性阶段。长延性能力等要求，对提高结构抵抗连续倒塌能力是有益的。但结期的抗震工程实践表明，将一般结构物设计为“延性结构”是适宜构抗连续倒塌设计与抗震设计还是存在诸多差别，过结构的受的。通过适当的控制结构物的刚度与强度，结构构件在强烈地通使力机制和倒塌破坏准则两方面，其进行比较分析。对

震时进入非弹性状态后仍具有较大的延性，而可以通过塑性变从形消耗地震能量，使结构物至少保证“坏而不倒”目前人们常使。用的破坏准则有变形准则，能量准则，劳准则或由两种经过组疲

2受力机制的比较2 1作用不确定性的比较 .

与地震作用相比，偶然荷载的发生概率以及作用的大小具有合而形成的双重破坏准则。有研究者认为对变形和累积能量进更大的不确定性。同时，其对于建筑结构局部产生的破坏作用一行某种组合而建立的双重破坏准则及相应建立的破坏指标是较般要大于地震作用。因此，在考虑偶然荷载时，建筑设计的安全合理的。

. 储备与考虑地震作用时相比应当适当降低，许结构出现较大的 3 2连续倒塌的破坏准则允对偶然荷载作用下结构发生的连续倒塌破坏，清华大学的陆变形和裂缝，至出现局部破坏。甚 2 2作用方向的比较 .新征等学者通过对爆炸荷载下的结构的倒塌进行了研究分析，在层 虽然地震作用可来自任意的方向，在抗震设计时，但一般只对 3钢筋混凝土框架结构进行拆除构件法的连续倒塌分析时，同时采用了强度准则和变形准则进行判断。认为在 3层钢筋混需对结构纵、横两个主轴方向进行抗震计算，主要承受水平方向的力，而连续倒塌时结构主要承受竖向的恒载和部分活载。

凝土框架结构的倒塌分析中，混凝土应力达到抗拉或抗压强度标准值即发生软化，钢筋应力达到抗拉强度标准值则发生屈服，屈服后伸长超过 1%即认为钢筋发生断裂。另外，照 1 1 05 0按 3 3 0 o2

2 3作用分布区域的比较 .偶然荷载的作用效应通常都是局域性的，其结果是结构发生局部严重破坏。地震作用是由地面运动产生，并通过基础作用于

附录 B的说明，当框架梁在失去其支承柱后，承点处的挠度不支应超过梁跨度的 1%,作为构件的失效判别准

则。 0亦

结构整体，使结构的各个部分同时受力。当建筑物受到地震作用

时，分布于整个结构各个部分的非弹性变形能力能够有效地减轻 4结语通过以上分析，我们可以得到如下结论： ) 1抗震与抗连续倒对结构的损坏。

2 4作用时间及方式的比较 .

塌在作用方向、作用时间及作用区域等方面均有较大差别，当应

)塑性铰的位置和偶然荷载的作用时间非常短暂，例如爆炸冲击波会以超音速分别考虑。2结构连续倒塌的荷载一位移曲线、转动能力及结构破坏机制等有其自身特点。3结构抗震设计的 )传递，其作用为一次脉冲性动荷载，一般可以简化为由升压段和应立足于结构连续倒塌的衰减段组成的同向荷载，结构受到爆炸冲击波的直接作用持续时有益作用并不能取代抗连续倒塌设计，建立合适的评价方法和设计体系。 间通常为几毫秒到几百毫秒，其持续时问与结构的自振周期相比自身特点，收稿日期： 1 1 7 2 0— 0 0 0李

*:国家自然科学基金资助项目(目编号： 9 8 1 )项 5 6 0 2 030 0 3003 00 30 0

作者简介：吴赵强( 96,,昌大学建筑工程学院硕士研究生， 18 .)男南江西南昌

艳 ( 9 1,,程硕士，理实验师，昌大学建筑工程学院，西南昌 17 .)女工助南江

熊进刚(9 0,, 17一)男博士，硕士生导师，教授，昌大学建筑工程学院，南江西南昌

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壁式框架空心墙结构体系及其应用王玉良于庆荣摘要：针对我国多层小高层住宅中采用的钢筋混凝土剪力墙结构体系存在的问题，介绍了壁式框架空心墙结构体系的特点，并结合具体实例阐述了空心墙结构体系的实验要点和构造要求及节能减排效应，后得出了有益的结论。最 关键词：式框架，壁空心墙，结构体系，构造要求中图分类号： U3 8 2 T 9 .文献标识码： A

1概述在我国的多层小高层住宅多用钢筋混凝土剪力墙结构。对

2壁式框

架空心墙结构体系特点1壁柱的剪跨比大于 2壁柱厚 3 0rT,厚比为 2。它 ), 0 l宽 nl~5

这种结构体系，存在的问题是结构刚度很大、结构自重大、震作可以避免脆性的剪切破坏、弯破坏和小偏压破坏。因此它的塑地剪用大、部分墙体容易脆性破坏，特别是外墙开窗洞部位的窗间墙，性变形能力很好。2壁式框架可以做到梁铰机构，性耗能较 )延墙肢刚度大小不同，压比大小不同，剪极其容易引起脆性破坏。多，震作用较小。3和异形柱结构体系比较，柱滞回曲线是 地 )壁剪力墙开洞口，结构效应复杂，既非板式结构亦非杆系结构，应力对称的而异形柱有时不对称。 4在室内角点也不露柱角。 ) 分布极不均匀，建议使用壁式框架空心墙结构体系 (图 1。壁见 )用材

实心大片内墙，自重较大，度大和地震作用大。空心墙减 刚

式框架空心墙结构体系可以减少地震作用，免脆性破坏，约少了墙身重量和刚度，震作用相应减少。空心墙受剪承载力减 避节地

少。如果减少墙身面积所降低的受剪承载力，等于地震作用的减少，就可能实现不降低抗震安全度。

3空心墙的试验要点空心墙轴心受压承载力即为扣除孔洞面积的承载力。为了避免实心与孔洞交接处应力集中采用孔洞末端上下交错 5 0mm~1 0 im。 0 Fl 壁式框架柱a立面图 )

通过理论分析，般情况下不会发生平面外失稳，为试验一亦所验证。空心墙平面内弯曲试验，边的边缘构件起主导作用。两 空心区处于法向应力较小区段，总的承载力影响较小。对

b平面图 ) 28+4 20@ 6

空心墙截面计算，用将空心墙的圆孔洞按截面形心位置、采

面积不变以及惯性矩不变的原则，换算为实心截面。计算是符合8 4 5 5卜————寸—扣卜 1 5 l 0

于试验结果的。空心墙在洞口的周边均应设置边缘构件。2 1 O 0

通过一个 1层建筑的设计实例 ( 4Ⅱ类场地土 8度设防 )比对

C空心横墙 )

实心墙和空心墙的地震作用和底层效应 (见表 1。 )壁式框架空心墙的抗震性能，现在 9层房屋模型的反

复循 表南大学硕士学位论文，0 8 20 .

图 1壁式框架空心墙结构体系示意图

参考文献：

[]江晓峰，以一 .筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究[]李国强， 1陈建 4李杰，苏小卒 .筑结构抗震设计[ .建 M]北京： 中国建筑工业出版社，0 2 20 .现状[]土木工程学报，0 8 4 ( )3—8 J. 2 0, 16:73 . 5于德成，李雪 .于底部框架砖混结构震害分析关[]宋晓胜，幼坡，兴国， .炸与地震作用对钢筋混凝土[]王刚， 2苏王等爆的反思[]山西建筑，0 8 3 ( )1 112 J. 20,4 9:2—2 . 结构影响的比较[]自然灾害学报，0 8 1( )1—4 J. 2 0,7 2:31 .

『]张素芬 .筋混凝土框架结构抗连续倒塌分析[ .沙： 3钢 D]长湖

Th o r s na y i f d s g f r i f r e o c e e f a e e c nt a ta l ss o e i n o e n o e d c n r t r m b idi g t e e t p o r s i e c la e a d t e i te r h a u l n o pr v n r g e s v o l ps n o r ss a t qu keⅥ, Z a - in LIYa XI U h o q a g n ONG i - a g Jn g n Ab ta t 0 s e ig f ) t e f rem e h n s o en o c d c n r t tu t r n ec l p eo alr rt r,weh d a ay e n t edf sr c:C n i r m h c c a i d n o m f i f re o c e esr cu ea d t l s f i ec i i r h o a f u ea a n lz o i d h— f rn ewe n rss a t q a ea d p e e t r g e s ec l p e e e tb t e e’ e r h u k n r v n o r si ol s .Th ay i eu t h w h td s n o en o c d c n r t rme t rv n l t p v a ea l ss s l s o t a e i f i f re o c e efa p e e t n r s g r o p o e sv olp sdf rn r m o r s t at q a e r g

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收稿日期：0 91—7 2 0—22

作者简介：王玉 1 17一)男，￣( 98,博士，师，讲天津城市建设学院土木工程系，天津于庆荣 ( 93 )男，授，津大学建筑工程学院，津 13一，教天天 307 002

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/sp6m.html