钢筋混凝土结构抗连续倒塌研究
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结构的连续倒塌问题近年来引起国际工程界和研究界的广泛关注，但是目前我国尚缺乏适当的工程设计手段，本课题通过对钢筋混凝土结构连续倒塌过程的模拟，针对我国钢筋混凝土框架结构建议了相应分析方法和计算公式，可供有关工程和研究人员参考。
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Download基于能量方法的RC框架结构连续倒塌抗力需求分析I：梁机制,
建筑结构学报, 2011, 32(11): 1-8.
摘要：结构抗连续倒塌设计方法的关键是确定因偶然作用导致局部构件失效后剩余结构的连续倒塌抗力需求。现有规范连续倒塌抗力需求计算的经验系数法因缺乏理论基础，难以合理考虑结构连续倒塌过程中的非线性和动力效应的影响，其可靠性不足。基于能量方法，建立了RC框架结构连续倒塌抗力需求分析的理论框架，推导出RC框架结构梁机制下抗连续倒塌子结构及其构件的非线性动力抗力需求与线性静力抗力需求之间的关系，通过该关系对线性静力抗力需求的修正，能够综合考虑RC框架结构在梁机制下连续倒塌过程中的非线性和动力效应的影响。最后，通过数值算例分析了现有规范中经验系数法的问题，验证了本文方法的正确性。
关键词：RC框架结构，抗连续倒塌，梁机制，抗力需求，能量方法
基于能量方法的RC框架结构连续倒塌抗力需求分析II：悬链线机制,
建筑结构学报, 2011, 32(11): 9-16.
摘要：悬链线机制下的连续倒塌抗力需求计算是RC框架结构大变形阶段抗连续倒塌设计的关键。现有规范方法没有考虑非线性动力效应对该阶段抗力需求的影响，因而导致不安全的设计结果。根据RC框架结构基于能量平衡原理的抗连续倒塌抗力需求分析的理论框架，推导了RC框架结构在悬链线机制下抗连续倒塌子结构及其构件的非线性动力抗力需求与非线性静力抗力需求之间的关系，建立了RC框架结构悬链线机制下连续倒塌抗力需求计算的理论方法。最后，通过数值算例证明本文方法能够正确描述RC框架在悬链线机制下的连续倒塌抗力需求关系。
关键词：RC框架结构，抗连续倒塌，悬链线机制，抗力需求，能量方法
An
improved tie force method for progressive collapse resistance design
of reinforced concrete frame structures
Engineering Structures, 2011, 33(10): 2931-2942.
Abstract: Progressive collapse of structures refers to local damage due to occasional and abnormal loads, which in turn leads to the development of a chain reaction mechanism and progressive and catastrophic failure. The tie force (TF) method is one of the major design techniques for resisting progressive collapse, whereby a statically indeterminate structure is designed through a locally simplified determinate structure by assumed failure mode. The method is also adopted by the BS8110-1:1997, Eurocode 1, and DoD 2005. Due to the overly simplified analytical model used in the current practical codes, it is necessary to further investigate the reliability of the code predictions. In this research, a numerical study on two reinforced concrete (RC) frame structures demonstrates that the current TF method is inadequate in increasing the progressive collapse resistance. In view of this, the fundamental principles inherent in the current TF method are examined in some detail. It is found that the current method fails to consider such important factors as load redistribution in three dimensions, dynamic effect, and internal force correction. As such, an improved TF method is proposed in this study. The applicability and reliability of the proposed method is verified through numerical design examples.
钢筋混凝土框架抗连续倒塌机制研究,
建筑科学, 2011, 27(5): 12-18.
摘要: 通过非线性动力拆除构件法，对不同抗震设防水平下的典型钢筋混凝土（RC）非整体现浇楼板框架和整体现浇楼板框架的抗连续倒塌机制进行分析。首先，总结出了两种典型连续倒塌模式并进行了讨论，发现框架柱的抗侧刚度不足将导致连续倒塌在水平向的传播。然后，通过分析框架在不同部位发生初始破坏后的力学响应，研究了框架结构不同部位的框架梁抗连续倒塌贡献，结果显示所有的框架梁都可以通过梁机制发挥抗连续倒塌承载力，但是只有两端具有足够水平支座约束框架梁才能发挥其悬链线机制的承载力。最后，通过研究框架结构的连续倒塌规律，分析了楼板和抗震设防烈度对框架抗连续倒塌性能的影响。
关键词: 混凝土框架；抗连续倒塌机制；非线性动力拆除构件分析
基于Pushdown分析的RC框架抗连续倒塌承载力研究,
沈阳建筑大学学报(自然科学版), 2011, 27(1): 10-18.
摘 要：目的 分析了典型钢筋混凝土框架的抗连续倒塌承载力规律，为抗连续倒塌设计和研究提供参考.
方法 采用非线性静力Pushdown方法，对不同抗震设防烈度的非整体现浇板框架和整体现浇板框架的抗连续倒塌承载力进行了分析和对比. 结果
层间不均匀内力是导致多层框架梁共同作用时相对承载力偏低的原因. 梁机制和悬链线机制作用下框架结构的抗倒塌承载力分别由框架梁的抗弯承载力和抗拉承载力决定.
结论 抗震设计增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力，而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力提高有限. 楼板显著增强了框架在梁机制作用下的抗连续倒塌承载力，而对悬链线机制作用下的抗连续倒塌承载力的增强效果则取决于参与工作的楼板宽度.
关键词：混凝土框架；抗连续倒塌承载力；非线性静力Pushdown分析；抗震设计；楼板
楼板对结构抗连续倒塌能力的影响,
四川建筑科学研究, 2010, 36(2): 5-10.
摘 要：建筑结构在意外事件情况时的连续倒塌问题已成为国内外土木工程学科的研究热点。楼板作为主要的结构构件，对结构的整体性有重要贡献，对结构的抗连续倒塌能力产生较大影响，但现有建筑结构抗连续倒塌研究往往并没有考虑楼板的影响。本文参考美国国防部编制的《结构抗连续倒塌设计》（DoD
2005）提供的设计流程，对按照我国现行规范设计的八层钢筋混凝土框架进行了连续倒塌仿真分析，通过比较带楼板和不带楼板的两栋框架结构倒塌仿真计算结果，研究了楼板对整体结构抗连续倒塌能力的影响，得到了楼板可对框架结构的抗连续倒塌能力有较大提高的结论。
关键词：连续倒塌；楼板；混凝土框架；仿真分析
混凝土框架结构的抗连续性倒塌设计方法,
建筑结构, 2010, 40(2): 1-7.
摘 要：介绍了各国规范关于结构抗连续性倒塌的设计目标和有关设计规定。结合按我国规范设计的钢筋混凝土框架结构的实际情况和抗连续倒塌设计目标，在大量分析研究的基础上，提出了对我国框架结构抗连续性倒塌的概念设计方法、拉结强度设计方法和拆除构件设计法，并给出了有关配筋构造措施。
关键词：框架结构；抗连续性倒塌；拉结强度；拆除构件；配筋构造
国外RC框架抗连续倒塌设计方法的检验与分析,
建筑结构, 2010, 40(2): 8-12.
摘要: 建筑结构在意外事件时的连续倒塌已成为严重威胁公共安全的重要问题。国外自1968年英国Ronan
Point公寓倒塌事件发生以来，已经对连续倒塌问题进行了40余年的研究，并编制了相关设计规范，而我国规范目前尚未规定详细的连续倒塌设计方法。参考美国国防部编制的《结构抗连续倒塌设计》（DoD
2005）提供的设计流程，对按照我国现行规范设计的八层钢筋混凝土框架进行了连续倒塌仿真分析，研究了其抗连续倒塌能力。并应用拉结强度法和拆除构件法，对该框架进行了抗连续倒塌设计，建立了将国外规范中的抗连续倒塌设计方法应用于我国框架结构的设计实例，并指出了其中存在的一些问题。
关键词: 连续倒塌；混凝土框架；拉结强度法；拆除构件法
钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计方法的研究
工程力学, 2008, 25(Sup.2): 150-157.
摘 要：首先简要介绍了国外抗连续倒塌设计规范的主要设计方法和分类设计体系，然后重点对钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌拆除构件设计法和拉结强度设计法进行较为深入的分析研究。在基于非线性动力分析的拆除构件设计法进行分析的基础上，对基于线弹性静力分析的拆除构件法的原理和设计参数进行了分析和验算，提出适合我国工程结构的设计参数。分析了国外规范拉结强度设计法应用于按我国规范设计的框架结构的不适用性及其原因，并对国外规范拉结强度设计法中基本拉结强度的计算模型所存在的不足进行了改进，提出了考虑空间传力路径等因素的拉结强度设计法。通过算例对该文建议的线弹性静力拆除构件设计法和拉结强度设计法进行了设计验证。
关键词：钢筋混凝土框架结构；抗连续倒塌设计；非线性动力拆除构件法；线性静力拆除构件法；拉结强度法
Study
on the design methods to resist progressive collapse for building structures
Proc. 10th Int. Symp. on Structural Engineering for
Young Experts, Oct. 2008, Changsha:478-483.
Abstract: Since the collapse of
the Ronan Point Tower in United Kingdom in 1968, the progressive collapse
resistance of building structures has attracted a global attention.
Important foreign design codes have developed their specifications for
building structures to resist progressive collapse, but the related
research is still lack in China. This paper presents a series of researches
by the Department of Civil Engineering in Tsinghua University on progressive
collapse resistance of building structures. The existing design methods
are briefly summarized, and two major design methods, which are alternate
path (AP) method and tie force (TF) method, are proposed together with
feasible procedure and carefully studied factors that are suitable for
Chinese structures. The effects of each proposed methods are verified
with nonlinear dynamic simulations and the additional cost due to progressive
collapse resistance design is compared.
Keywords: building structure; progressive collapse design; nonlinear
dynamic alternate path method; linear static alternate path method;
tie force method
Application
of fiber model for progressive collapse analysis of reinforced concrete
frames,
Proc. 12th Int. Conf. on Computing in Civil and Building
Engineering, Oct. 2008, Beijing, CDROM
Abstract：The progressive collapse
of the building structures due to accidents has become a hot research
topic of civil engineering all around the world. The researches and
designs on progressive collapse are based on accurately simulation for
the failure process of whole structural systems. However, due to the
complicated material and geometric nonlinearity and large computational
workload in collapse simulation for a real reinforced concrete (RC)
structure, normal finite element (FE) analysis with solid elements are
not feasible in collapse researches. Hence, a fiber beam model is proposed
in this work to simulate the collapse of RC frame. The fiber beam model
is firstly verified with a collapse test of a planar RC frame. And then
following the design process proposed in DoD 2005, the collapse processes
of two typical Chinese 8-story RC frames with and without slabs respectively
are simulated and compared. The influence of slabs on the progressive
collapse behavior of structures is studied and the result proofs that
the slabs can greatly improve the progressive collapse resistance of
structures.
Keywords：fiber model; progressive collapse; simulation; reinforced
concrete frame; slabs
混凝土结构多种灾变模拟：模型开发与工程实践
第二届结构工程新进展国际论坛论文集, 2008.10, 大连: 653-660.
摘 要：地震、火灾、爆炸等灾害荷载可能对工程结构造成严重的损害。在混凝土结构中，框架、剪力墙和楼板是最常见的结构构件，准确模拟其灾变过程中的非线性行为是研究结构抗灾能力的关键。清华大学土木工程系开发了适用于工程结构极限分析的纤维模型和分层壳模型，能够对钢筋混凝土结构在地震、火灾、爆炸、连续倒塌等各种灾害下的非线性破坏过程进行准确的计算。并且由于其较高的计算效率，可用于大型复杂钢筋混凝土实际工程灾变的全过程模拟。本文结合具体实验和工程实例，介绍了上述模型的原理及其在科学研究和工程实践中的典型应用。
关键词：灾害模拟; 纤维模型; 分层壳模型; 动力大变形计算; 热-力耦合计算
建筑结构的抗倒塌能力——汶川地震建筑震害的教训
建筑结构学报,
2008, 29(4): 42-50
摘 要：工程结构的抗震能力是社会抗震防灾系统的第一道防线。建筑物的倒塌是震害的根源，建筑物在地震中的破坏程度，大体决定了震害的严重程度。因此，建筑结构的抗震能力，特别是抗倒塌能力，对于社会整体抗震防灾非常重要。本文结合汶川地震中建筑震害的教训，运用系统科学的思想分析了提高建筑结构整体抗震能力的途径，重点针对建筑结构抗倒塌能力，提出了建筑结构抗震设计中应注意的问题和改进建议。
关键词：汶川地震；建筑震害；结构抗震体系；抗倒塌设计；鲁棒性；整体稳定性；整体牢固性
结构抗连续倒塌的拉接强度设计方法
第十届全国混凝土结构基本理论及工程应用学术会议, 2008.8.1~4, 大连: 391-396.
摘要：拉结强度法是国外抗连续倒塌设计规范采用的主要设计方法之一，我国还没有这方面的相关研究。拉结强度法通过假设破坏模式，将超静定结构在局部转化为静定结构进行分析，从而对结构的拉结强度进行验算和设计。该方法无需对整个结构进行受力分析，比较简便易行，是一种适合工程设计的设计方法。但由于其计算模型过于简化，设计参数的经验性成分较多，其可靠性和适用性需要进一步的检验。本文总结了国外抗连续倒塌设计规范的拉结强度法的概念和条文，通过有限元数值仿真证明了国外拉结强度法不能明显提高我国混凝土框架结构抗连续倒塌能力的结论。最后，本文对国外拉结强度法的基本拉结强度的计算原理进行了分析，指出了该方法计算模型的不足，建议对该方法进行改进使之能够适应我国混凝土框架结构的抗连续倒塌设计。
关键词：混凝土框架结构，连续倒塌，规范设计方法，拉结强度法
三层RC框架的抗连续倒塌设计
解放军理工大学学报(自然版),2007, 8(6): 659-664
摘 要：结构的连续倒塌已成为严重威胁公共安全的重要问题。国外自1968年英国Ronan
Point公寓倒塌事件发生以来，已经对连续倒塌问题进行了三十余年的研究，并编制了相关设计规范，而我国规范目前尚未规定详细抗连续倒塌设计方法。本文参考美国国防部编制的《结构抗连续倒塌设计》（DoD
2005）提供的设计流程，对按照我国现行混凝土结构设计规范设计的三层钢筋混凝土框架进行了连续倒塌仿真，分析了其抗连续倒塌能力。并应用拉结强度法和拆除构件法，对该框架进行了抗连续倒塌设计，建立了将国外规范中的抗连续倒塌设计方法应用于我国框架结构的设计实例，指出了其中存在的一些问题。
关键词：连续倒塌；混凝土框架；仿真；拉结强度法；拆除构件法
结构的连续倒塌：规范介绍与比较
第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集, 洛阳, 2007.8, 195-200.
摘要: 目前，结构的连续倒塌已成为严重威胁公共安全的重要问题，因而日益受到关注。国外自1968年英国Ronan
Point公寓倒塌事件发生以来，已经对连续倒塌问题进行了三十余年的研究，并编制了相关设计规范。而我国规范目前尚未规定详细抗连续倒塌设计方法。因此，本文对国外主要的抗连续倒塌设计规范（如美国ACI
318，GSA 2003，DoD 2005、欧洲EuroCode 1、英国BS8100等）中相应的抗连续倒塌设计条文进行了总结和比较，并在此基础上提出了一些结构抗连续倒塌的设计概念和几种主要的设计方法，以及我国在这方面需要解决的问题，可供我国编制相关规范参考。
关键词: 连续倒塌 规范 设计方法
基于纤维模型的钢筋混凝土框架结构爆破倒塌破坏模拟
爆破, 24(2), 2007, 1-6.
摘 要：结构在爆炸荷载下的倒塌破坏模拟日益受到关注。本文采用基于MSC.MARC有限元软件开发的钢筋混凝土纤维模型程序THUFIBER，对一钢筋混凝土框架结构在爆炸荷载下的倒塌破坏进行了模拟，并根据我国规范特点考虑了框架的正截面和斜截面破坏。计算结果表明，THUFIBER程序可以较好的模拟钢筋混凝土框架结构的倒塌破坏，并对一些关键模型参数进行了讨论。
关键词：爆炸，倒塌，纤维模型，钢筋混凝土，有限元
倒塌分析中框架及土体模型研究
计算机辅助工程, 15(Sup.), 2006, 417-420.
摘 要: 本文以有限元软件MSC．MARC为平台，利用其方便的二次开发功能，开发了钢筋混凝土框架结构和土体的计算模型。框架梁柱采用钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER模拟，地基土则采用一种改进的Drucker-Prager模型来模拟。计算结果表明，基于MSC.MARC出色的非线性分析能力和二次开发能力，可以很好的进行结构倒塌过程中上部结构和土体关系的模拟。
关键词: MSC.Marc，钢筋混凝土框架，纤维模型，土体模型
世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析.
土木工程学报. 2001. 34(6). 8-10.
摘 要: 本文利用动力有限元程序LS-DYNA对纽约世界贸易中心受飞机撞击后的倒塌进行了力学分析和仿真，并根据计算结果进行了参数讨论。仿真计算的结果与真实倒塌过程非常接近，说明通过适当的选取计算参数和计算模型，可以对这种特殊的复杂破坏过程进行模拟分析和仿真。计算结果说明，世界贸易中心倒塌的直接原因是火灾导致的钢材软化和楼板塌落冲击荷载引起的连锁反应。如果能够提高结构的抗火能力或者提高结构的延性，将有可能避免结构倒塌，避免惨剧再次发生。
关键词：动力有限元，世界贸易中心，倒塌