砌体填充墙对RC框架抗连续倒塌性能影响研究.pdf

分类号TU375.4 密级IJDC _硕士学位论文砌体填充墙对RC框架抗连续倒塌性能影响研究学科专业 结构工程 砌体填充墙对RC框架抗连续倒塌性能影响研究摘要结构连续倒塌现象是指偶然荷载引起结构局部构件破坏，由于不能找到有效 荷载替代路径，最后破坏发展成与初始破坏不成比例的倒塌。当今社会经济发展 不平衡，恐怖袭击或者煤气爆炸等偶然荷载作用容易导致连续倒塌，造成巨大的 社会影响，连续倒塌已经成为21世纪结构工程学科的热门研究课题，许多专家 学者对该课题进行了大量的试验和数值分析，现阶段对建筑结构的连续倒塌机制 研究已经比较充分，对梁构件、楼板、梁柱节点和钢支撑等在RC结构抗倒塌抗 力的作用已有不少研究，而填充墙在传统结构设计中作为非承重构件，一般不考 虑其承载能力，同时也常常在已有连续倒塌研究中忽略其抗力贡献。但是，考虑 到连续倒塌事件是小概率事件，任何可能的抗力贡献都需要被充分挖掘以降低连 续倒塌设计成本，因此本文为研究砌体填充墙对钢筋混凝土框架连续倒塌机制的 影响，开展了一组试验研究以及应用三种数值分析方法对填充墙各个参数进行分 析，研究内容主要有：1.在课题组已做的裸框架试验的基础上，制作了三个试件：一根RC全填充 墙框架试件和两根RC开洞填充墙框架试件，填充墙位于框架二层和三层，框架 的钢筋布置、截面尺寸以及加载方法等参数与对照组裸框架试件完全相同。试验 结果包括：荷载一位移曲线、试件开裂模式、试件变形、钢筋应变等局部行为和 破坏模式。通过比较带填充墙试件和对照裸框架的结果，分析全填充墙和开洞填 充墙对RC框架抗连续倒塌机制的影响。研究发现：填充墙会抵消作用在框架梁 柱节点处的部分剪力和悬链线阶段作用在梁纵筋的拉力，对结构抗连续倒塌性能 有明显的改善作用，包括可以提高试件的第一峰值荷载、初始刚度、极限变形能 力和大变形阶段的极限承载力。2.考虑到试件个数有限，许多参数需要通过有限元仿真进行研究。本文采用 LS-DYNA软件显示分析方法，建立了以上四个试件的有限元模型，对不同建模 方法做了对比。根据已有理论和试验结果，对全填充墙和开洞填充墙通过等效撑 杆模型进行简化模拟，验证修改后撑杆模型的合理性，同时建立精细化实体模型，与撑杆模型的模拟结果进行对比，结果表明精细化模型的准确性更高3.选择精细化模型对RC填充墙框架试件进行拓展参数分析，研究不同失效 柱工况下、门洞大小数量和位置、填充墙强度与厚度对RC框架抗倒塌性能的影 响规律。研究表明：洞口越大，第一峰值荷载越小，靠近边柱位置的洞口对结构 抗连续倒塌性能的影响相对其它位置更为不利。关键词：RC框架；连续倒塌；砌体填充墙；有限元分析；LS-DYNAEffects of Masonry-Infilled Walls on RC Frames to ResistProgressive CollapseABSTRACTProgressive collapse refers to the failure of structures caused by accidental load,disproportionate to the initial damage due to no reliable alternative load path.As the development of society is unbalance,terrorism attack or gas explosions prone to lead to progressive collapse,which may cause severe society impacts.Progressive collapse has become a hot research topic in the 21st century in the field of structural engineering.A number of experts and scholars had carried out extensive experimental and numerical analysis on load resisting mechanism of RC frames to mitigate progressive collapse.To date,the behavior of the beams,slabs,beam-column joints,and steel bracing to resist progressive collapse has been investigated deeply.However,masonry-infilled walls as a unstructured component in the conventional design,is not generally considered its load carrying capacity in progressive collapse design.However,as progressive collapse event is low probability events,it is important to consider any possible load resisting source to save the cost for progressive collapse consideration.Therefore,to study the influence of masonry-infilled walls on load resisting mechanism of RC frames to mitigate progressive collapse,this paper conducts a series of tests together with numerical analysis to quantify the influences of each parameter.The main research contents were:1.Based on the bare frame tested in other student in our research group,three specimens were designed and tested:one frame with solid infill wall and two frames with perforated infill walls.The infill wall was located at the second and third floors of the frame.The infilled frames have identical dimensions and reinforcement details as the bare frame.Test results included:the load-displacement relationship,crack pattern,deformation shape of the frame and local behavior of strain gauge results.By comparing the results of infilled frames with that of controlled bare frame,the effects of the masonry infilled wall on the load resisting mechanisms of RC frame to resist progressive collapse were quantified.The infilled walls can partially offset the shear force at the beam-column joins and the tensile force from longitudinal reinforcement in catenary action stage.Therefore,the infilled walls could improve the performance of RC frames against progressive collapse significantly including the upgrade of first peak load,initial stiffness,ultimate deformation capacity,and ultimate load capacity in large deformation stage.2.In consideration of limit of test specimens,several of parameters have to be investigated by numerical simulation.In this study,LS-DYNA software was utilized to establish the finite inelement models of above mentioned four specimens.Different methods for simulation of the effects of masonry-infilled walls were compared.Based on the theoretical and experimental results,the solid infilled walls and perforated walls were simplified simulated by struts.The reasonability of equivalent struts was evaluated by comparing with the results from high-fidelity models.Moreover,it was found that the high fidelity models performed better regarding the accuracy.3.Therefore,the high-fidelity models were utilized for further parametric study.The effects of the locations of missing column,number of door size and locations,strength and thickness of infilled walls on behavior of RC frames to resist progressive collapse were evaluated.It was found that the larger of openings,the lower of the first peak load,the door openings closer to the side column detriments the behavior of the frames worse.KEY WORDS:RC frame;Progressive collapse;Masonry-infilled wall;F initeelement analysis;LS-DYNAIV目录摘要.IABSTRACT.ID目录.1第一章绪论.11.1 引言.11.1.1 课题背景.11.2 连续倒塌研究现状.21.2.1 国内外试验研究现状.21.2.2 国内外理论分析与模拟.613填充墙框架研究现状.91.3.1 填充墙框架连续倒塌试验研究.91.3.2 填充墙的模拟现状.101.4本文的主要研究内容.11第二章全填充墙框架抗连续倒塌性能试验.132.1 引言.132.2 试验概况.132.2.1 试验设计.132.2.2 试验加载及测量方案.162.3 试验结果.192.3.1 竖向荷载一中柱位移曲线.1923.2裂 缝的发展与钢筋断裂破坏方式.202.3.3 节点水平位移.222.3.4 梁变形.222.4 失效机制.232.4.1 梁机制.232.4.2 压拱机制.232.4.3 悬链线机制.242.5 本章小结.25第三章开洞填充墙框架连续倒塌试验.263.1 弓I 言.263.2 开洞填充墙框架试件试验.263.2.1 试验设计、加载与测量.263.3 试验结果.273.3.1 作用荷载T立移曲线.273.3.2 裂缝的发展与钢筋断裂破坏方式.28333节点水平位移.313.3.4 梁变形.323.3.5 失效机制.333.3.6 试验结果对比.333.4 本章小结.34第四章裸框架试件抗连续倒塌数值分析.354.1 引言.354.2 裸框架试件有限元模型的建立.354.2.1 单元的选取.364.2.2 材料本构关系模型的选取.384.23钢 筋与混凝土之间粘结滑移的模拟处理.414.2.4 接触控制.414.2.5 加载条件与边界约束的模拟.414.2.6 网格划分和收敛判定.424.3 裸框架数值分析结果.434.3.1 破坏模态对比.434.3.2 竖向荷载一位移曲线对比.464.3.3 特征荷载对比.474.3.4 水平位移一竖向位移曲线对比.484.4 本章小结.49第五章填充墙框架试件抗连续倒塌数值分析.505.1 弓|言.505.2 全填充墙框架试件有限元模型的建立.505.2.1 撑杆模型的单杆模型与数学修正.505.2.2 撑杆模型的三杆模型与数学修正.535.2.3 精细化模型.535.3 填充墙框架数值分析结果.555.3.1 各模型的破坏模态对比.555.3.2 各模型的竖向荷载一位移曲线对比.585.3.3 特征荷载对比.595.3.4 各模型的水平位移一竖向位移曲线对比.6025.4 开洞填充墙框架试件有限元模型的建立.615.4.1 撑杆模型的单杆模型与数学修正.615.4.2 精细化模型.625.5 开洞填充墙框架数值分析结果.635.5.1 各模型的破坏模态对比.635.5.2 各模型的竖向荷载一位移曲线对比.675.5.3 特征荷载对比.685.5.4 各模型的水平位移一竖向位移曲线对比.695.6 本章小结.71第六章基于验证后有限元模型的拓展分析.726.1 引言.726.2 有限元模型的建立与结果.726.2.1 去柱情况的影响.726.2.2 门洞大小与位置的影响.776.2.3 填充墙强度厚度的影响.846.3 本文小结.87第七章总结和展望.887.1 本文主要工作和研究结论.887.2 本文主要创新点和展望.二.89参考文献.91致谢.96广西大学硕士学位论文砌体填充墙时 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究第一章绪论1.1 引言1.1.1 课题背景随着经济水平和科技能力的提高，融合现代审美需求的建筑结构开始脱离建筑原始 的居住需求，超高层、大跨度建筑层出不穷，因此传统的结构设计也受到相应的挑战。现行的设计规范主要考虑建筑结构承载力极限状态，以可靠度理论确定荷载和抗力分项 系数和组合系数，用于计算在不同荷载工况组合下的结构承载力。这种设计方法依靠增 大荷载作用和减小材料强度来保证结构体系可靠度，一般不考虑建筑结构可能遇到的极 端情况，比如火灾、爆炸、冲击、恐怖袭击等偶然灾害事件。这些偶然荷载容易导致结 构局部破坏，剩余结构需要承担破坏结构本来承担的荷载，内力重分布后如果剩余结构 不能找到新的平衡，其余部位会陆续失效，最终发生连续倒塌。建筑结构连续倒塌的 主要特征是最终破坏与初始破坏不成比例。下面介绍世界上三个著名连续倒塌的事例：1968年英国伦敦Ronan Point公寓倒塌事件，该事件是连续倒塌研究第一次引起社 会的关注。由于煤气爆炸，公寓第18楼角部承重墙被推出，失去竖向支撑的19-22层 对应位置结构发生坍塌掉落，巨大的冲击力导致18层下部结构破坏，最终公寓东南角 的整体倒塌，造成21人伤亡；1995年美国俄克拉荷马州Murrah F ederal联邦政府办公大楼倒塌事件，该事件重新 引起结构工程师对连续倒塌的重视。该办公大楼遭到汽车炸弹的恐怖袭击，位于爆炸点 附近的三根柱子相继破坏造成上部转换梁破坏，结构发生大变形，最后大楼的1/3部分 发生倒塌，事件造成千余人伤亡；2001年的美国纽约世贸双子楼倒塌事件，该事件中将连续倒塌研究推向高潮。被劫 持的两架客机分别撞击世贸大厦一、二号楼，飞机燃油引起部分楼层大火，火灾的高温 造成钢结构承重构件失效，最后两个塔楼完全倒塌，事件将近三千人死亡或失踪。可见结构的连续倒塌破坏后果严重，往往会造成巨大的人身财产损失和恶劣的社会 影响。而如今反恐问题逐渐引起关注，恐怖袭击的猖狂使得建筑发生连续倒塌的可能性 提高，因此世界各国的专家学者对结构连续倒塌问题越来越重视，抗连续倒塌相关课题 成为近年来土木工程学科的热门研究方向之一。1广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究1.2 连续倒塌研究现状1.2.1 国内外试验研究现状从1968年的英国Ronan Point公寓爆炸开始，国外对连续倒塌研究的开展时间已 经有五十余年，通过大量的试验和理论分析研究，国外己经比较系统地掌握了连续倒塌 的产生原因、分析方法、抗连续设计，美国甚至还有专门抗连续倒塌设计规程，相比其 他国家设计规范，在抗连续倒塌设计目标、计算分析方法和结构构造要求等方面有了更 详尽的规定。相对国外，国内在结构抗连续倒塌方面的研究开展时间较晚，工作量较少。随着社会进步，我国学者在连续倒塌研究逐渐加大力度，对连续倒塌机制、设计规范方 法的具体应用等都进行相关工作。1974年McGuire0提出结构连续性倒塌的概念并针对在结构设计中如何避免连续倒 塌出现进行探究。McGuire认为偶然荷载带来的建筑隐患需要引起重视，在此基础上他 提出的设计思路应既保证结构在正常荷载作用下的安全性，同时保证在偶然荷载下剩余 构件是具备有效的备用传力路径。1975年Breens研究了在爆炸作用下一组RC框架结构废弃制造车间的倒塌反应。研究表明偶然荷载的不确定性导致定量分析荷载大小不适于结构抗倒塌设计，应该通过 增加结构的备用传力路径，提过结构的延性和整体性来结构抗连续倒塌能力。1977年Ellingwood”归纳了偶然荷载的类型和总结归纳一些常规的结构抗连续倒塌 方法，提出了三种设计方法，即事件控制法、间接设计法和直接设计法，并对这三种方 法的优缺点进行比较。1984年Mitchell和Cook进行一组关于楼板的RC框架缩尺倒塌试验，通过研究楼 板连续倒塌过程，得到楼板在极限状态的内力值。并对楼板边缘全约束和点约束这两种 情况进行研究，分析了钢筋在楼板倒塌中的作用。1989年Yokel等对驻俄美国大使馆进行结构分析并评估建筑出现连续倒塌风险，该文提出了遭受炸弹袭击建筑后预防倒塌发生的补救手段，提出在前期设计阶段未考虑 抗倒塌能力的大使馆，可以通过改善替补传力途径等提高建筑物抗倒塌能力。1996年Longinow和MniszewskiU1专门研究了爆炸荷载，对比分析两次经典爆炸案 例：世贸中心大楼倒塌和AHYedP.Murrah联邦政府大楼倒塌。文中分析出两者倒塌破坏 程度轻重和不同结构体系之间的关系，在此基础上提出框架结构体系中较高的结构冗余 度可以有效防止结构连续倒塌。2008年Sasani对San Diego的一组6层RC框架旅馆进行爆破拆除，试验拆除了 相邻边柱和角柱，测量了结构整体、局部的变形和梁柱的应变，并建立有限元对比分析，2广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究研究表明框架双向空腹作用(Vierendeel fiame action)参与结构内力重分布并且影响重 大，填充墙可以提供梁一定的约束与支撑使得填充墙参与结构内力重分布，提高梁构件 承载力。2008年Bazan即通过对一组缩尺比例为3/8的两跨梁柱子结构进行试验，研究了悬 链线机制对结构抗倒塌能力的影响与机制的发展过程。试验和分析表明，悬链线机制提 供的抗力在节点区附近的底部钢筋断裂后得到提高；在悬链线阶段，整个梁截面的拉力 主要顶部钢筋承担，全截面钢筋受拉。2009年Su等人期通过12个RC框架双跨梁的拟静力试验，对梁轴向进行约束，试验发现了轴向约束下梁中的压拱机制能够显著的提高竖向荷载下梁的抗弯强度，其中 压拱作用大小受到梁受弯配筋率和梁跨高比的影响。2012年Kokot等人【”】对一个足尺三层RC板柱框架进行拆除柱的试验，试验考虑了 三种加载情况，三根不同柱子被先后拆除，并且计算每种工况下框架的结构响应。2012年Qian和口口对边柱失效下多个rC梁柱构件进行拟静力试验，发现现阶段 设计的框架内部梁柱构件的破坏是梁塑性校的形成造成的，而不是节点或柱的失效造成 的；而且抗震设计配筋的框架比非抗震设计的框架具有更高的抗连续倒塌能力。2012年Qian和口网对角柱失效下6个缩尺比例为1/3的RC梁柱子结构开展动力 试验。试验结果表明，跨度对结构抗连续倒塌能力有明显影响，抗震设计可以明显提高 结构抗连续倒塌能力，且跨度较长的梁要比跨度较短的梁更易倒塌。同时文献认为DoD 规范建议的动力放大系数为“2.0”的值偏于保守。2013年Yu等人【对中柱失效下6个两跨的RC梁柱子结构进行拟静力试验，试验 结果表明在梁端设置适当的轴向及转动约束条件下，梁中产生压拱机制和悬链线机制可 以显著提高结构抗倒塌承载力，并对两种机制对构件不同配筋率、跨高比的影响进行评 估。2013年Yu和Tan均对两个1/2缩尺的两跨RC梁柱构件进行拟静力试验，构件分 别为抗震和非抗震设计配筋，在试验中随着加载位移的增大，梁中依次出现梁机制、压 拱机制和悬链线机制。研究发现：压拱机制可以提高梁的承载力，使构件承载力比梁机 制大。2013年Yang和Tan的在中柱失效下对7个梁端节点不同的两跨钢梁柱试件进行 拟静力试验，研究表明梁机制和压拱机制对结构承载力贡献不同，不同节点形式的梁柱 节点在加载各阶段的行为不同。加强节点对比普通节点有更高的承载能力和更大的变形 能力，两者悬链线机制的发展和构件的失效模式不一样。3广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒埸性能影响研究2013年Gouvemeu等人口刀在中柱失效下对两个纵向受约束的钢筋混凝土单向板进 行拟静力试验，对单向板中悬链线机制的发展及其影响进行评估，试验表明底部钢筋截 断配筋单向板和连续配筋的单向板破坏模态大致相同，但最终破坏荷载远小于连续配筋 的单向板。2014年Prasad和Hutchinson对角柱失效下非抗震设计的梁一板构件进行拟静力 试验，研究表明受到拉膜机制的作用，实测极限荷载高于基于屈服线理论（YLT）的预 测值。2014年Tsai等人在柱子失效下进行6个梁一柱构件的拟静力试验，研究了钢筋 在梁中不同截断对结构连续倒塌承载力的影响。试验表明，梁端抗弯强度大致相同的试 件，压拱阶段峰值承载力十分相似，钢筋的截断对构件大变形阶段承载力影响显著。2015年Tsai和Change。】对4个跨高比不同和2个箍筋间距不同的的梁-柱构件进 行拟静力试验研究，发现梁跨高比越大，压拱机制对承载力提高幅度越低，而悬链线机 制正好相反；箍筋间距越大，梁剪切破坏越明显。2015年Qian等人加对六个1/4缩尺的梁板构件进行拟静力试验研究，阐述其失效 模式，荷载一位移曲线，局部应变等结果，讨论梁机制、压膜机制、压拱机制、拉膜机 制和悬链线机制对梁板构件承载力的贡献；并认为梁的悬链线机制和板的拉膜机制可以 明显地提升结构的连续倒塌承载力。2019年Qian和口田在倒数第二边柱失效下对三个1/3缩尺的梁一板一柱子结构进 行试验，试验表明螺栓连接的预制构件冗余度不足，十分容易引起连续倒塌。因此文章 提出了 GF RP加固方法提高预制结构的抗连续倒塌性能。2007年我国易伟建等123最早开展了连续倒塌试验研究，在中柱失效下对一根4跨 3层的钢筋混凝土平面框架开展拟静力加载。基于试验结果分析了RC框架结构受力过 程和抗力机制的转换，研究表明五个受力机制分别是弹性状态、弹塑性状态、塑性较状 态、悬索作用状态和倒塌极限状态。同时指出根据塑性理论分析得到的抗倒塌承载能力 时偏保守的。2011年何庆峰和易伟建24通过5个约束梁试验，研究分析了梁柱子结构在悬链线 效应下不同配筋率、钢筋等级、加载速度等参数的抗连续倒塌性能；试验结果表明，当 结构处于大变形阶段，构件受力方式由受压变成受拉，构件进入悬链线阶段，而钢筋强 度的增强和钢筋均匀拉伸对悬索机制的形成和发展有利，同时文献提出悬链线作用的简 化计算方法。4广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性熊影响研究2012年熊进刚等间对中柱失效下RC空间框架拟静力试验,通过观测荷载一位移曲 线等发现，横向框架抗倒塌机制仅有梁机制，而纵向框架抗倒塌机制包括了梁机制，还 包括复合机制和悬链线机制。2013年李凤武和肖岩等2句对中柱失效下1/2缩尺的三层RC空间框架开展连续倒塌 试验，研究了承重构件突然失效后结构的内力重分布和破坏状态。试验结果表明：按照 现行抗震规范的设计要求的RC结构有较好抗连续倒塌能力，并利用SAP2000建立有限 元模型对试件力学性能开展数值分析。2014年肖岩等囱对边柱瞬间失效下1/2缩尺的3层3跨钢筋混凝土空间框架进行 倒塌试验，了解结构的动力反应、内力重分布和破坏形态。研究表明依照现行抗震设计 规范设计的框架结构在底层某个边柱瞬间失效工况下仍具有较好的抗连续倒塌性能，动 力效应对结构的影响并不显著。2015年何庆峰等网在落锤作用下对两根单层平面框架进行试验，镌验结果表明冲 击作用会对剩余结构产生动力效应，动力冲量作用使得框架产生压拱效应，当冲量超过 框架梁极限承载力，结构发生连续倒塌。2016年刘懿在均布荷载作用下对8个RC梁 柱子结构进行拟静力试验，其中6个位无粘结RC试件，试验结果表明，试件的破坏模 态与集中加载情形不同，钢绞线的存在提升了整体抗倒塌能力。非预应力配筋率和跨高 比对结构的抗倒塌能力有影响，而预应力的张拉值对抗力影响不大。2018年黄文君等网对中柱失效下的横、纵向均为2跨的混凝土板柱子结构进行静 力倒塌试验，试验表明子结构冲剪承载力比中国规范计算值低50%,大变形试件承载力 主要来自节点区残余受弯能力和面内受拉薄膜效应承载，节点受损严重后承载力主要承 担者变为板底整体钢筋的受拉薄膜效应。2018年杨涛等对边柱失效下1/3.5缩尺的1层2跨RC板柱子结构进行静力倒塌 试验，结果表明配置斜向构造钢筋的试件的开裂荷载、第一峰值荷载和极限抗倒塌承载 力明显提高，且边柱失效下的DIF取值应在L16.2.0之间。基于试验文献还提出了边柱 失效情况下板柱结构的抗倒塌承载力计算模型。2019年邓小芳等RI中柱失效下对四个PC梁一柱子结构进行拟静力试验，通过对比 有黏结和无黏结PC梁一柱子结构发现：有黏结预应力筋相对无黏结等有效提高结构的 屈服荷载和初始刚度；且非预应力配筋率对结构抗连续倒塌性能影响也较为明显，在PC 结构设计中需要考虑预应力和非预应力钢筋的比例。5广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究1.2.2 国内外理论分析与模拟2004年MarjanishviliR】提出四种评估结构连续倒塌风险的分析方法，分别是线性与 非线性静力分析方法、线性与非线性动力分析方法并对它们的优缺点进行比较，认为非 线性动力分析方法最贴近真实情况，因为它考虑到动力效应和材料非线性对结果的影响。2008年Tsai和Lin34利用SAP2000对一个抗震设计的RC框架分别进行非线性静 力和非线性动力分析，文献认为非线性静力分析采用“2.0”作为动力放大系数(DAF),计算的抗连续倒塌承载力将偏于保守。2009年Mohamed区使用替代路径方法对角柱失效下8层钢筋混凝土裸框架和带 有不同钢支撑的RC框架进行性静力分析，研究表明支撑可转移失效柱之前承受部分内 力到剩下的结构体系中。2011年Sasani等的对一个3/8缩尺的RC框架进行试验，并采用有限元软件DIANA 建立两跨梁的1/2结构模型来研究倒塌过程，精细建模中考虑了钢筋和混凝土粘结滑移，该建模方式分析精度高但效率低。文献认为峰值过后，梁的竖向承载力突然下降是由大 变形阶段支座处混凝土压碎引起的。2012年HelmyR等人根据DoD规范分别在角柱失效、边柱失效、内柱失效、边跨 剪力墙和内部剪力墙失效下的一个10层RC框架，应用非线性动力分析应用单元法(Applied dement method)模型倒塌过程，研究表明在连续倒塌分析中不能忽略楼板的 影响，并对RC结构设计提出改进建议。2012年Kim和Yu网对抗震和非抗震设计的3层、6层和15层RC框架进行非线 性静力及和非线性动力分析，结果表明：考虑抗震设计的框架的抗连续倒塌能力更强。2013年Pachenari等网在角柱和边柱失效下通过非线性静力和非线性动力分析方 法对基于中震设计的一根I RC框架进行连续倒塌时程分析，文献对框架的钢筋布置提出 改进建议，非线性静力分析对梁竖向位移和剪力的计算结果偏于保守。2001年我国陆新征等14。利用LS-DYNA动力显式软件对受到飞机撞击的世贸双塔 倒塌过程进行仿真模拟，计算结果表明：此类结构是由火灾高温引起钢材软化和楼板塌 落冲击引起的倒塌，提高结构延性和抗火性能显著提高此类结构的抗连续倒塌性能。2008年钱稼茹和胡晓斌叫应用瞬间加载法对中柱失效下单层平面钢框架结构连续 倒塌过程进行模拟，文献采用两种模型对动力效应的影响因素进行研究。在线弹性阶段，动力放大系数最大值取“2”，动力放大效应与所受荷载无关；在塑性阶段，动力效应逐 渐减弱。2009年赵新源网等在局部爆炸工况下采用替代路径法对钢筋混凝土框架结构的抗6广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性熊影响研究连续倒塌设计进行验算和再设计。研究结构抗震设防烈度、层数、柱子间距等参数对结 构抗连续倒塌性能的影响规律。2010年吴赵强网对一个三层4x2跨RC空间模型进行拟静力试验，研究底层中柱 缺失后结构连续倒塌受力机制的转化过程，研究表明：空间模型比平面框架更能反映客 观情况，而倒塌过程可以分为四个阶段：即弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和悬链线 破坏阶段，悬链线机制的影响因素主要有：纵筋、箍筋和混凝土强度。2010年梁益等的对依照我国现行规范设计的8层RC框架进行数值模拟，分析结果 表明该框架结构不满足结构抗连续倒塌要求，需要参照DoD2005进行加强设计；在相 同位置柱发生失效时，高层建筑比低层建筑抗倒塌能力更弱,提高结构抗倒塌能力实质是 提高结构冗余度。2010年吕大刚M等对框架柱瞬间失效的工况下采用拆除构件法对结构进行 pushover分析，采用三种冗余度指标作为定量指标评估损伤结构鲁棒性，研究结果表明：在瞬间失柱工况下pushover方法和冗余度指标可用于对结构的抗连续倒塌能力进行定 量分析与评估。2011年李易等46,4刀基于能量平衡原理，建立了钢筋混凝土框架结构连续倒塌抗力需 求分析的理论框架，并讨论了结构在梁机制和悬链线机制下的非线性动力抗力需求与线 性静力抗力需求之间的关系，此外通过数值算例提出并验证RC框架结构各抗力机制下 的连续倒塌抗力需求关系。2012年陆新征等网对框架、关键梁柱节点、关键框架柱进行拟静力试验并进行相应 的数值模拟，以此研究汶川地震中RC框架结构的震害机理。结果表明，节点区域受到破 坏最为严重，并验证了纤维单元有限元模型的高效性和准确性，适用于连续倒塌方面的 有限元模拟。2015年东东等网利用ABQUS对地震作用下高层钢筋混凝土结构进行数值分析，该方法通过子程序实现单元积分点材料消失来实现构件材料层面的失效，并通过两个试 验例子验证模型的有效性，为竖向荷载下结构的连续倒塌数值模拟提供借鉴思路。2015年王少杰等【5。】对中柱失效下的双层双向RC空间框架结构进行拟静力倒塌试 验，试验结果表明现浇楼板推迟梁较出现，RC空间框架结构具有良好抗连续倒塌性能，同时文献提出最大侧向变形和临街塌落位移的计算模型和求解方法。2015年周健等】对英国、欧洲、美国和日本最新抗连续倒塌规范进行梳理对比，对 概念设计法、拉结构件法、拆除构件法和关键构件法四种主要抗连续倒塌设计方法进行 详细的阐述，文献还对比各国对四种方法的侧重，为我国抗连续倒塌设计方法的工程应 用和规范编制提供参考。7广西大学硕士学位论文砌体填充墙对 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究2016年林红等（52利用LS-DYNA对平面框架和空间框架的倒塌过程进行模拟，分 析平面和空间框架结构不同的失效模式，同时研究了不同失效区域下的倒塌情况和堆积 范围等，对结构传力荷载和内力重分布过程实施了可视化，为实际工程的倒塌预防控制 提供理论基础。2016年肖诗云和王雪婷153对一个8层空间框架结构进行整体式建模，模拟表明框 架底层是结构薄弱层，而“强柱弱梁”的受力机制有利于结构抗连续倒塌承载力提高，同时模型应该考虑峰值后强度退化，否则结构抗连续倒塌能力受到高估。2016年周育龙等型提出了 RC框架结构在压拱机制下的连续倒塌抗力计算公式，通 过国内外53个梁板子结构试件结果对比验证新计算公式的有效性。比起现有模型，新 模型计算公式得到简化，所需参数大大减少，并且考虑楼板的作用。2016年周媛等155在 角柱失效下利用ABQUS建立钢筋混凝土框架，研究重现角柱失效时框架的弹性阶段、塑性较形成阶段和失效阶段，揭示钢筋混凝土框架连续倒塌过程的破坏机理。2017年于晓辉等156在中柱移除下利用Opensees建立两个RC框架子结构，研究悬 链线效应对RC框架子结构抗连续倒塌能力的影响，结果表明在移除底层中柱情况下，不考虑悬链线效应分析得到的荷载放大系数最大值小于考虑悬链线效应分析得到的荷 载放大系数，不考虑悬链线效应时候结果偏于保守。2018年潘亮等卬对1/3缩尺的RC空间有板框架结构试件拟静力加载试验进行精细 化模拟，利用ABQUS模拟该结构竖向倒塌过程，模拟结果与试验结果吻合良好，该文 献详细的建模过程可以对RC框架结构连续倒塌模拟提供参考。2018年钱凯等网在角柱和相邻边柱同时失效下对RC梁一板一柱子结构试件进行 拟静力试验并利用DIANA模拟验证数值模型有效性，结果表明角柱和相邻边柱同时失 效的钢筋混凝土梁一板一柱子结构反应与悬挑板相近，梁与板无法形成有效的压拱机制、悬链线机制或薄膜机制来抵抗连续倒塌的发生，采用塑性较线法对试验屈服荷载和第一 极限荷载进行理论计算，其分析结果偏于保守。2018年何庆峰和邓颖婷囹利用OpcnSees有限元软件对中柱失效下的一根框架在地 震作用下的抗连续倒塌性能进行分析，结果表明水平与竖向地震作用能显著增加损伤结 构的竖向动力反应，竖向地震作用比起水平地震作用更明显加剧损伤结构的连续倒塌风 险。2018年乔惠云等阿在考虑空腹机制作用下对多层框架简化成单层子结构提出了新 的简化模型，并通过分析俄亥俄综合大楼的抗力机制证实了简化模型的合理性，结果表 明多层结构顶层和底层表现不同的倒塌机制，需要考虑空腹机制的影响。2019年周云等利用ABAQUS软件对Qian K等的中柱失效下框架拟静力试验进8广西大学硕士学位论文砌体填充猫对 RC 框架抗连续倒塌性能影响研究行精细化模拟，校核了有限元模型的准确性并改变平面框架两边边跨约束情况，结果表 明，框架子结构承载能力与边跨约束密切相关，两边边跨均有约束时，子结构边节点水 平相对位移较小，悬链线阶段的承载能力较高。1.3 填充墙框架研究现状