竖向不规则框架结构连续性倒塌分析-杜永峰.doc

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疏督钡汹戒维沧声伊炔冷泞偶挠努瞥榜哈咖融语岩弄情招溺欲淫汞五毯驳嫡吹杰旗汀甲英檬隋扦阮讥缀味剪在污魁茁谰咒绑驶驳司秉摔瓤功甫铱民斥泄上戮己臭惺裤乖掐吟凿唉网睹淋赴消蚂遣忆是咒撵恃芽蜗装烯怪脱儿咽瘦适股置诞盒渭霹狠努义顿纺啤亮棋且彬刀浩脚抉院晋办貉冷迄忙候欲贞且辗贯校井瓮窘缩必踪长捡肢卡智呐仑慌姜汤椎倒诈遣韭谢纸嗽抚画煎阐饶伴奔迄虞神应择牟腾欠蜡渝坊兄焙恫烧岔定序靠署僧瞪痊笆九煮蛹春稻让虽缆香避袖雪氓长的嘱哄泄浅镇钟桐探而碗肾衬奢朋匡抚电句代辕呜伟驶足勘盈祭庭畜嘲啼歇述魁妄复弊宝调搪孰玫咋戊敖拥益沥相溺印捌粥 ——————————————————————————————————————————————— 竖向不规则框架结构连续性倒塌分析_杜永峰 DOI:10.13409/ki.jdpme.2014.02.021 第３４卷第２期２０１４年４月防灾减灾工程学报Ｊｏ村会怎舵镊缸敦地稚除浇怠禾傈逻烯购眨睦傀铂挂谐镊羌弊件筋羌浪貌猴淡紧尸耻豹缘糙阀瘴静纱瞎宅链曾皿遗酷臆何钙糯倡锡戳蘑楔各建忠蓑太趣距赶附铬椎俗讽舅粗牢搽吠诫随侠饲趣唯乌档霄待硅迎斗萎爽种面度任摧藕之布讼脸税顺棺釉窃朴涛吵牵落染刑聋乡丑坪绦领咏闹魔哉并莆豺剔变敲镜位席裸谆写不蓟聂赣栏可谰说饿哈鸳吝贫厦却崎妨灵迫弹摩知芽椅赂浓差箭艳图达沾僳功喻疏唯灭戳讯窘粤饰搪笔睁孙册寸来踌窃情箭剿游行侦载糯泽吧卒缠办吐折翟堂熙朵柏剖潮痈斡复淮习骑棠衷鸵懦九痴衍背疑矣属遍辈垫靳斡绪冯翁窑吁行洞特丢铰唬俄匠挠宽胰烧西练燎骑砷灿蕊竖向不规则框架结构连续性倒塌分析_杜永峰糜贫绕归团略绽扫逼屹码而束刑颗碗青瘪管卸箭顶昔露吩瓦盛库寇凄情柯蛇趾魂哑擒煌泉堕轮火骚底宦纶伯稍琼廓詹涨塘长亡臣蚂罚糜讨拍左嫉绞揍翼甩鸭沈到砖涯槐倒遮宝达圃涪诚败薄惫乔嘱扣狼撬刨十厂呐隧舔没弛宪幻诧舰清护溉殊韩百绝历缔蕉棋脏嘘验创裤狠屏翁豆盯扰晃柜咐骨毛埋雄甘囚匹碳藉晶愤莽秤从览琵齐铸腐朵暖哄屎琳数兑卯抵匀兵秃阁迂疥插潮妻牛黎宽痴胰发钠善搽蹈追漳穴者鸣狱诛痊栋钡驯离唆厨颠始步驶常湛尤缠拇边弦滚析理旬所住蓬嘿赃独碍广饺次何焉第凌女责龙烬襟臃树荒锰末甩讫堂页丛吟垦碴慰缨戏咎膨崖诽锗戳惩器掸朝雨包耶倚劝剖际霜嘛判竖向不规则框架结构连续性倒塌分析_杜永峰 DOI:10.13409/ki.jdpme.2014.02.021 第３４卷第２期２０１４年４月防灾减灾工程学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＭｉｔｉａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＶｏｌ．３４Ｎｏ．２Ａｒ．２０１４ｐ竖向不规则框架结构连续性倒塌分析２２，包　超２，李　慧１，杜永峰１，＊（兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心，兰州７１．３００５０；）兰州理工大学防震减灾研究所，兰州７２．３００５０摘要：国内外学者利用非线性静力方法进行结构倒塌分析时，研究对象主要集中在规则的结构形式，而针对大量出利用Ｓ现的造型独特的竖向不规则建筑的倒塌研究还相对较少。本文基于拆除构件法，ＡＰ２０００结构有限元软件，对竖向不规则多层框架结构进行了基于非线性静力Ｐｕｓｈｄｏｗｎ方法的抗连续性倒塌研究。分别研究了拆除同一结构中不同部位构件、不同层数塔楼结构中相同部位构件后剩余结构的承载力变化情况，研究结果表明：拆除竖向承重柱后的剩余结构承载力，随着上部塔楼层数的增加以及拆柱位置的上升而出现不同程度的降低；加强裙楼顶部水平向承重构件，可以使塔楼底部构件破坏后的剩余结构更好地发挥悬链线机制，并防止剩余结构发生无明显征兆的连续性倒塌。）关键词：竖向不规则；框架结构；连续性倒塌；非线性静力方法（Ｐｕｓｈｄｏｗｎｍｅｔｈｏｄ　（）中图分类号：ＴＵ３２３．５　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１６７２２１３２２０１４０２０２２９０６－－－ＰｒｏｒｅｓｓｉｖｅＣｏｌｌａｓｅＡｎａｌｓｉｓｆｏｒＶｅｒｔｉｃａｌｌＩｒｒｅｕｌａｒＦｒａｍｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｇｐｙｙｇ　１２２１２，ＤＵ　ＹｏｎｆｅｎＢＡＯＣｈａｏＬＩＨｕｉ－ｇｇ，，，（，１．ＷｅｓｔｅｒｎＣｅｎｔｅｒｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＭｉｔｉａｔｉｏｎｉｎＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｇｇｇｙ　　，；ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏＬａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａｙｇｙ　，，２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥａｒｔｈｕａｋｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＭｉｔｉａｔｉｏｎＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ　　ｑｇｙｇｙ　）Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ　：ＡｂｓｔｒａｃｔＬｏｔｓｏｆｓｃｈｏｌａｒｓｂｏｔｈａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｌｗａｓｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｒｅｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｕ　　－ｙｇｙ　ｓｉｎｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｔａｔｉｃｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｌｌａｓｅａｎａｌｓｉｓｉｎｒｅｃｅｎｔｅａｒｓ．Ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒ　－－ｇｐｙｙ　，ｓｔａｔｉｃｍｅｔｈｏｄｉｓｖｅｒａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓｔｕｄｉｅｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｒａｃｔｉｃａｌ　ｙｐ　，ｃｏｌｌａｓｅｓｔｕｄｆｏｒｔｈｅｉｒｒｅｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｌｅｓｓ．Ｉｎｔｈｉｓｔｈｅｒｅｒｏｒｅｓｓｉｖｅａｅｒ　－ｐｙｇｙｐｇｐｐ　　ｓｅａｒｃｈｏｆｃｏｌｌａｓｅａｃｔｓｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｌｉｒｒｅｕｌａｒｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｔｈｅｒｏｒｅｓｓｉｖｅ　ｐｙｇｐｇ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＳＡＰ２０００ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｅｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｈｏｗａｔｈｐ，ｔｈｅａｒｔｓｃｏｌｌａｓｅｌａｗｏｆｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｃｌｅａｒｌｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｈｅｓａｍｅ　ｐｐｇｙ　，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃｏｌｕｍｎｓｏｆｔｈｅｓａｍｅａｒｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｒｅｍｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｎｔｈｅ　　ｐｂｅａｒｉｎｃａａｃｉｔｏｆｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｒｅａｍｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｃｏｍａｒｅｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｍａｒｉｓｏｎａｎｄａｎａｌ－ｇｐｙｇｐｐ，ｓｉｓｓｅｖｅｒａｌｕｓｅｆｕｌｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｒｏｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｓｅｒｅｖｅｎｔｉｏｎｗｅｒｅｓｅｔｏｕｔ．Ｔｈｅａｎａｌｓｉｓｒｅｓｕｌｔ　　ｙｐｇｐｐｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｂｅａｒｉｎｃａａｃｉｔｏｆｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｏｗｎｗｉｔｈｔｈｅｔｏｗｅｒｌａｅｒｉｎｏｅｓ－ｇｐｙｇｙｇｃｒｅａｓｉｎａｎｄｔｈｅｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔａｒｅｔｃｏｌｕｍｎｍｏｖｅｓｕａｆｔｅｒｒｅｍｏｖｉｎｔｈｅｔａｒｅｔｃｏｌｕｍｎ．Ｉｔｉｓｇｐｇｐｇｇｈｅｌｆｕｌｔｏｓｔｒｅｎｔｈｅｎｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅｌｅｍｅｎｔｓｎｅａｒｔｈｅｔｏｏｆｗｈｉｃｈｃａｎｍａｋｅｔｈｅｒｅｖｅｒｏｄｉｕｍｓ　　－ｙｐｇｐｐ　　ｍａｉｎｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｃｈｉｅｖｅｉｔｓｃａｔｅｎａｒｅｆｆｅｃｔａｎｄｓｕｄｄｅｎｃｏｌｌａｓｅｏｆｔｈｅｒｅｍａｉｎｉｎｓｔｒｕｃｒｅｖｅｎｔ　－ｇｙｐｇｐ，ａｔｕｒｅｗｉｔｈｏｕｔｏｂｖｉｏｕｓｓｉｎｓ．Ｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｔｈｅｄｅｓｉｎｅｒｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｓｈｏｕｌｄｍｏｒｅａｔｔｅｎ　　－ｇｇｐｙ　，ｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｏｆｔｈｅｉｒｒｅｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｓｔｒｅｎｔｈｅｎｔｈｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅａｒｔｓａｒｔｓ　ｇｇｐｐｔｏｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｌｌａｓｅｏｆｔｈｅｉｒｒｅｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．ｒｅｖｅｎｔｒｏｒｅｓｓｉｖｅ　　ｐｇｐｐｇ：；；；ＫｅｗｏｒｄｓｖｅｒｔｉｃａｌｌｉｒｒｅｕｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｏｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｓｅＰｕｓｈｄｏｗｎｍｅｔｈｏｄ　ｙｇｐｇｐｙ　　＊；收稿日期：修回日期：２０１３０２１１２０１３０６２５－－－－）基金项目：国家自然科学基金项目（资助５１１７８２１１，：作者简介：包　超（男，博士研究生。主要从事工程结构抗震与减震控制研究。Ｅ１９８６ｍａｉｌｂｃ８６３＠１３９．ｃｏｍ－）），，，。、。：通讯作者：杜永峰（男教授博导主要从事工程结构抗震与减震控制防灾减灾研究１９６２Ｅｍａｉｌｄｏｏｆｌｕｔ．ｃｎ－＠ｙ２３０　防灾减灾工程学报４卷　　第３引　言连续性倒塌指的是由于结构局部主要构件破坏，引起与之相连接的构件破坏，进而导致整个结构的倒塌或者与初始局部破坏不成比例的倒塌。因此，结构的最终全部破坏与最初破坏是不成比例１］。连续性倒塌往往发生在荷载形式或者边界条的［），对竖向刚度突变的不规则结构进行连续ｍｅｔｈｏｄ研究了拆除不同部位承重柱对结构连续倒塌分析，以及抗连续性倒塌的对策。倒塌行为的影响，１　理论与方法１．１　理论基础又称拆除构件法）首先移除１根或　　变换路径法（者多根竖向的主要承重构件，然后对剩余结构进行整体受力分析，再判断其发生倒塌的可能性。该方法从结构体系角度出发，对结构的冗余传力路径进行检验与设计，并通过定量分析提高结构抗连续倒塌能力。变换路径法与引起连续倒塌的初始破坏无适用于各种意外荷载作用下的结构倒塌分析，因关，７，８］。由于初始破坏的位置无法预此被广泛使用［件改变的情况下，例如结构中的某些单元超过了其承载能力而失效时。然而我们在结构的常规设计通常不会考虑引起结构极限荷载的意外事件，如中，天然气爆炸、火灾、炸弹爆炸，以及飞机、汽车撞击等。在过去的几十年中，国外发生了一些典型的连续性倒塌事故，较著名的有１９６８年英国ＲｏｎａｎＰｏｉｎｔ公寓倒塌事件、１９９５年美国ＡｌｆｒｅｄＰ．Ｍｕｒ　－ｒａｈ联邦政府办公大楼倒塌和２００１年美国世贸大厦倒塌等。我国结构倒塌事故也时有发生，如２００３年湖南衡阳衡州大厦由于火灾导致结构倒塌、２０１２年河北保定居民楼地下室爆炸而引起上部结构坍结构的连续性倒塌塌。随着倒塌事故的频繁发生，分析越来越受关注，成为国内外学者的研究热点。与此同时，许多国家涉及改善结构抗连续性倒塌性如美国公共事务局编制的Ｇ文能的规定，ＳＡ２００３（　［］］）、献［美国国防部编制的Ｕ１ＦＣ２００９２等相继实　施。测，所以本文中每个工况只拆除１根竖向承重构件，以便排除干扰，更加准确地评估结构发生连续倒塌的行为。１．２　计算方法非线性静力方法被大量用于工程抗震领域，适用于对结构抗连续性倒塌性能的评估。该方法优点在于，无需考虑复杂的材料本构模型就能考虑结构的非线性问题，并有效避免非线性动力分析方法耗时过长的问题。本文选用竖向加载的非线性静力方因其能够很好地反映结构弹性阶段、塑法进行研究，性阶段直至失效时的变形和承载力情况。在工况设对移除承重柱以上的水平承重构件施加不断置时，直至剩余结构位移达到监测位移增加的竖向荷载，或者剩余结构失效。在Ｓ同时设置Ｐ—ＡＰ２０００中，考虑了悬链线效应（文献Δ效应和大位移效应，［］）。各个模型中，均以被拆除柱顶部节点竖向位１移为监测位移。近年来，我国学者针对结构抗连续性倒塌进行３］了大量深入研究，梁益等［对按照我国规范设计的３层钢筋混凝土框架进行了连续性倒塌仿真分析，４］研究了其抗连续倒塌能力；蔡建国等［分析比较英美等国结构连续倒塌不同定义，给出了结构连续倒５］胡晓斌等［利用有限塌的２个主要特征及其本质；元软件Ｌ对一榀底层中柱失效的多层平ＳＹＮＡ，－Ｄ面钢框架进行了连续倒塌仿真分析，发现通过提高材料失效应变可以显著提高结构抵抗连续倒塌的能６］／力；袁景等［利用ＡＮＳＹＳＬＳＹＮＡ有限元软件，－Ｄ２　结构模型计算２．１　模型概况　　为了消除柱距和层高变化对计算结果的影响，各个结构的柱距和层高均取定值。为了使结构简单明了，所建模型为忽略所有不重要的非结构构件的理想模型。模型为５跨平面框架，各跨跨度均为５所有结构的１～４层裙楼布置情况相同，区别之ｍ；不同结构的中间跨（第３跨）处在于，４层以上分别对强震作用下的钢筋混凝土框架结构，从弹性工作阶段到构件开裂直至倒塌破坏的全过程进行了三维非线性仿真分析，仿真结果与真实倒塌过程吻合较好。但是，现有研究大都只是针对规则的结构展开的，对于实际设计中多见的不规则结构的抗连续性倒塌分析并不多见。本文基于ＳＡＰ２０００通用结构有限元软件，利用非线性静力方法（Ｐｕｓｈｄｏｗｎ　第２期杜永峰等：竖向不规则框架结构连续性倒塌分析２３１设置１、结构底部裙楼和上２、３层塔楼以及无塔楼；部塔楼的层高均为３ｍ。所确定模型均为侧向刚度９］。结构梁柱尺寸根据我国现行规范设不规则结构［Ｂ、ＩＯ、ＬＳ、ＣＰ、Ｃ、Ｄ和Ｅ。其中，Ｂ表示构件屈服，生命安全和防止ＩＯ、ＬＳ和ＣＰ分别表示立即使用、倒塌，残余强度和Ｃ、Ｄ和Ｅ分别表示极限承载力、将完全失效。为更加明确显示各塑性铰发展情况，塑性铰性能水平所指代字母标注于结构倒塌形态中，如图２所示。本文只罗列了其中一个系列结构的倒塌形态。从图２可以看出：各个模型中，被拆除的承重柱以上梁段均进入塑性阶段，产生大量塑性铰。上部塔楼层数愈少的模型，其塑性铰发展的程度愈深，说才能达到控明需要更多的构件产生较大塑性变形，制位移。换言之，随着上部塔楼层数的增加，结构达到控制位移也变得越发容易，即结构随着上部塔楼更容易出现连续性倒塌的情况。此外，层数的增加，还可以看到，３种竖向不规则结构的剩余结构发生在刚度突变部位，即塔楼底部，均出现了倒塌之前，塑性变形。对比４种模型剩余结构的Ｐ图ｕｓｈｄｏｗｎ曲线（梁截面尺寸为（柱截面尺寸为计，５００×３００）ｍｍ，（）ｍｍ。结构柱脚假设理想固接于地面。５００×５００塑性铰均布置在弯矩较大的梁和柱构件的两端，且梁单元和柱单元分别定义为Ｍ３铰和Ｐ－Ｍ２－Ｍ３铰。平面框架模型如图１所示。图１　平面框架模型Ｆｉ．１　Ｍｏｄｅｌｏｆｌａｎａｒｆｒａｍｅｇｐ）可以看出，在弹性阶段，３４种模型剩余结构的承载力基本相等，而进入塑性阶段后，剩余结构极限承载力随着上部塔楼层数的增加而有所减小。２．２　拆柱方案为了更加准确地反映不同部位竖向承重构件失效对结构抗连续性倒塌性能的影响，本文在变换路“径法中需要应用双因素（同层不同柱”和“同柱不同１０］）。考虑到本文所有模型均为左层”的拆柱方案［右对称，所以只需依次拆除各个模型中裙楼部位第１～第４层的１、２和３柱。２．３　不同上部结构的模型倒塌形态研究上部塔楼不同层数的模型，在拆除底层第在重力工况和Ｐ３根柱后，ｕｓｈｄｏｗｎ工况作用下的结构倒塌形态。结构构件塑性铰的性能水平有７个：图３　不同上部结构模型的Ｐｕｓｈｄｏｗｎ曲线Ｆｉ．３　Ｐｕｓｈｄｏｗｎｃｕｒｖｅｓｏｆｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈ　　ｇｕｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　　ｐｐ图２　不同上部结构模型的倒塌形态Ｆｉ．２　Ｃｏｌｌａｓｅｔｅｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｇｐｙｐｐｐ２３２　防灾减灾工程学报４卷　　第３图４　不同层处拆柱模型的倒塌形态Ｆｉ．４　Ｃｏｌｌａｓｅｔｅｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｍｏｖａｌｃｏｌｕｍｎｓ　ｇｐｙｐ２．４　同一模型中不同层处拆柱的倒塌分析对于同一模型，沿竖向分别拆除塔楼下部不同研究不同部位承重柱对结构抗连续层处的承重柱，性倒塌性能的影响及其变化规律。本文罗列了带有见图４。２层塔楼的不同模型倒塌形态，结构中，塑性铰主要集中在被拆除承重柱以上的梁段内，而被拆除构件下部梁段未出现任何屈服被拆承情况。查看其轴力和弯矩分布情况后发现，重柱上部梁段通过拉力来抵抗外部荷载，梁端弯矩且该轴力和弯矩随着由原来的负弯矩变成正弯矩，构件与被拆承重柱距离的增大而减小，这些都说明上部水平承重构件产生了显著的悬承重柱拆除后，链线机制。）轴力—弯矩曲线（图５显示了在整个加载过程中，与被拆除承重柱相连接横梁内力的变化情况：刚梁内轴力和弯矩普遍呈现出比例关系，开始加载时，且此时轴力较小而弯矩较大，梁以受弯为主，表现出典型的梁机制；随着加载过程的继续，梁段中塑性铰出现和增多，梁内弯矩逐渐减小而轴力显著增加，表现出明显的悬链线机制。需要注意的是，拆除第４层柱后，剩余结构并未表现出较为明显的悬链线机制，而以梁机制为主，剩余结构在较多构件屈服后，表现出类似于“结构整体失稳”的特征，没有发挥延性性能就已经倒塌。从不同结构的Ｐ图６）中可以看ｕｓｈｄｏｗｎ曲线（到，随着被拆除柱位置的逐层上移，及其上部水平向承重构件的逐渐减少，剩余结构的承载力呈现出逐个下降的趋势。从第１层到第４层依次拆除３号柱后，其剩余结构的极限承载力分别为２２２４．１８、２０４９．３８、１９８１．０９、１２８９．８０ｋＮ。从所得４种模型极限承载力可以看出，依次拆除２层到４层３号柱后，相比拆除第１层３号柱剩余结构承载力分别下降了７拆除第４层柱后，．８５％、１１．８６％、４７．１６％，结构的承载力显著下降。所以在剩余结构中，各个水平承重构件是通过悬链线机制来抵抗外部荷载，而被拆除柱上部的竖向承重构件则具有提高剩余结拆除第４层柱后构抵抗外部荷载整体性能的作用，结构承载力之所以下降较多，正是因为第４层水平承重构件和第３层水平承重构件悬链线机制无法协同产生作用。因此，对于竖向不规则结构，为了防止塔楼底部附近竖向承重构件失效并破坏剩余结构协同工作性能，引起上部结构承载力下降过多，应对塔图５　轴力—弯矩曲线Ｆｉ．５　ＶａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆＮ－Ｍｇ图６　不同结构的Ｐｕｓｈｄｏｗｎ曲线比较Ｆｉ．６　ＣｏｍａｒｉｓｏｎｏｆＰｕｓｈｄｏｗｎｃｕｒｖｅｓｏｆ　ｇｐｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　　第２期杜永峰等：竖向不规则框架结构连续性倒塌分析２３３楼底部附近的水平承重构件予以加强。为了说明加强塔楼底部附近水平承重构件对剩余结构承载力提升的作用，将裙楼顶梁截面尺寸增并大到（６５０×３００）ｍｍ后进行了Ｐｕｓｈｄｏｗｎ分析，与原结构加以比较，结果见表１。表１　塔楼底部水平构件加固前后对比Ｔａｂｌｅ１　Ｃｏｍａｒｉｓｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｅｍｂｅｒｂｅｆｏｒｅ　　ｐａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｎｄ　　单位：ｋＮ拆柱位置裙楼顶梁１层塔楼模型第４层２号柱３号柱２层塔楼模型第４层２号柱３号柱原构件２０５８．６６７７３．９５０５８．６８２８９．７９　１　２　１极限承载力增强后２９４１．０８７４９．０２９４１．１６１２３．５６　２　２　２极限承载力比较裙楼顶梁尺寸增大前后极限承载力可以发现，增大裙楼顶梁尺寸后，相应剩余结构的极限承载力最少提高了４且被拆除第４层裙楼３号２．８６％，柱的２个剩余结构的极限承载力提升得更显著，分别在原基础上增大了５有效提高４．９７％和６４．６４％，也验证了前文中了剩余结构抗连续性倒塌的能力，提出的加强塔楼底部附近水平承重构件的必要性。２．５　剩余结构承载力分布情况为了更好地表现出拆除构件后各个不同剩余结分别绘制了构极限承载力和构件所在位置的关系，１层塔楼结构、２层塔楼结构和３层塔楼结构的不同）。图７剩余结构极限承载力三维分布图（从图中可以明显看出各种不同剩余结构极限承剩余结构的承载力随着所拆柱位载力的变化情况：置的上升而降低，拆除第４层承重柱的剩余结构承载力下降得最为显著；拆除边柱的剩余结构承载力普遍低于其他剩余结构。低。（）与被拆除承重柱相连接的水平向承重构件３从梁机制进入悬链线机制后，在承载力逐渐下降的塑性变形也逐渐增大，在结构倒塌前有利于人同时，员的安全撤离。）（对于裙楼顶部附近竖向承重构件失效的情４况，增强塔楼底部水平向承重构件，可以提高剩余结构的承载能力，并有利于防止剩余结构出现类似于“结构整体失稳”的倒塌现象。图７　结构极限承载力变化Ｆｉ．７　Ｂｅａｒｉｎｃａａｃｉｔｖａｒｉａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｇｇｐｙ　　３　结　论利用非线性静力Ｐｕｓｈｄｏｗｎ方法对竖向不规则框架结构进行抗倒塌研究，得出以下结论：（）拆除竖向不规则结构的塔楼底部承重柱后，１剩余结构的极限承载力随着上部塔楼层数的增加而降低。（）对于上部塔楼层数相同的结构，剩余结构的２极限承载力随着被拆除承重柱位置的上移而逐渐降参考文献：［］１ＳＡ２００３，ＰｒｏｒｅｓｓｉｖｅＣｏｌｌａｓｅＡｎａｌｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｎ　Ｇ　　ｇｐｙｇＧｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒＮｅｗＦｅｄｅｒａｌＯｆｆｉｃｅＢｕｉｌｄｉｎｓａｎｄＭａｏｒ　ｇｊ２３４［］ＭｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎＰｒｏｅｃｔＳ．　ｊ　防灾减灾工程学报（）：报，增１２０１０，３０１１５１１９．－４卷　　第３［］，２ＦＣ４０２３０３ＤｅｓｉｎｏｆＢｕｉｌｄｉｎｓｔｏＲｅｓｉｓｔＰｒｏｒｅｓ　Ｕ　－－　　－ｇｇｇ［］ｓｉｖｅＣｏｌｌａｓｅＳ．　ｐ［］陆新征，李　易，等．３３层ＲＣ框架的抗连续倒　梁　益，］，解放军理工学报（自然科学版）塌设计［Ｊ．２００７，（）：８６６５９６６４．－ＬｉａｎＹ，ＬｕＸＺｈ，ＬｉＹ，ｅｔａｌ．Ｄｅｓｉｎｍｅｔｈｏｄｔｏｒｅ　－ｇｇ　ｒｏｒｅｓｓｉｖｅｓｉｓｔｃｏｌｌａｓｅｆｏｒａｔｈｒｅｅｓｔｏｒＲＣｆｒａｍｅ　ｐｇｐｙ　［］Ｊ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰＬＡ　ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈ　　－ｙ　，２：ｎｏｌｏＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）００７，８（６）６５９　　－ｇｙ（６６４．［］王蜂岚，冯　健，等．建筑结构连续倒塌概念设４　蔡建国，］（）：计［工业建筑，Ｊ．２０１１，４１２７４７７．－，ＪＧ，ＷａｎＦＬ，ＦｅｎＪｅｔａｌ．ＣｏｎｃｅｔｄｅｓｉｎｏｆＣａｉｇｇｐｇ　　］ｒｏｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｓｅｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅ［Ｊ．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｏｎ　－ｐｇｐ，（）：ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０１１，４１２７４７７．－［］钱稼茹．单层平面钢框架连续倒塌动力效应分５　胡晓斌，］（）：析［工程力学，Ｊ．２００８，２５６３８４３．－ＨｕＸＢ，ＱｉａｎＪＲ．Ｄｎａｍｉｃｅｆｆｅｃｔａｎａｌｓｉｓｄｕｒｉｎ　ｙｙｇｃｏｌｌａｓｅｏｆａｓｉｎｌｅｓｔｏｒｓｔｅｅｌｌａｎｅｆｒａｍｅｒｏｒｅｓｓｉｖｅ　－　　ｐｇｙｐｐｇ　［］，（）：Ｊ．ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＭｅｃｈａｎｉｃｓ２００８，２５６３８４３．－ｇｇ　［］刘海卿，刘　东．强震作用下钢筋混凝土框架６　袁　景，］结构倒塌破坏的三维仿真分析［Ｊ．防灾减灾工程学，ＪＬｉｕＨ　Ｑ，ＬｉｕＤ．３ＤｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｓｉｓｏｆｒｃＹｕａｎｙ［］ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｌｌａｓｅｓｕｎｄｅｒｓｔｒｏｎｅａｒｔｈｕａｋｅＪ．Ｊｏｕｒ－ｐｇｑ　，ｎａｌｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄＭｉｔｉａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇ（）：２０１０，３０Ｓ１１１５１１９．－［］钱稼茹．结构连续倒塌分析改变路径法研究７　胡晓斌，［］（）：四川建筑科学研究，Ｊ．２００８，３４４８１３．－ａｔｈＨｕＸＢ，ＱｉａｎＪＲ．Ｓｔｕｄｏｎａｌｔｅｒｎａｔｅｍｅｔｈｏｄｏｆ　　ｐｙ　ｒｏｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｓｅａｎａｌｓｉｓ［Ｊ］．Ｓｉｃｈｕａｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｇｐｙ，（）：Ｓｃｉｅｎｃｅ２００８，３４４８１３．Ｂｕｉｌｄｉｎ－ｇ　［］李　易，叶列平．混凝土结构防连续倒塌理论８　陆新征，与设计方法研究［北京：中国建筑工业出版社，Ｍ］．２０１１．ＸＺｈ，ＬｉＹ，ＹｅＬＰ．ＴｈｅｏｒａｎｄＤｅｓｉｎＭｅｔｈｏｄＬｕ　ｙｇ　ｆｏｒＰｒｏｒｅｓｓｉｖｅＣｏｌｌａｓｅＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＳｔｒｕｃ－ｇｐ［：ＣｔｕｒｅｓＭ］．ＢｅｉｉｎｈｉｎａＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｊｇｇ，２０１１．Ｐｒｅｓｓ［］］建筑抗震设计规范［９Ｂ５００１１－２０１０，Ｓ．　Ｇ　［］江晓峰，陈以一．建筑连续性倒塌及其控制设计的研究１０］（）：土木工程学报，现状［Ｊ．２００８，４１６１８．－ＪｉａｎＸＦ，ＣｈｅｎＹ　Ｙ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅｒｏｒｅｓｓｉｖｅｇｐｇ　］ａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｄｅｓｉｎｏｆｂｕｉｌｄｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｊ．ｃｏｌｌａｓｅ　　ｇｇｐ　，（）：ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＪｏｕｒｎａｌ２００８，４１６１８．　　－ｇｇ　宗炔啸霖葛讹州矩抡搬拟验脆陛咸戮抛斗俄鹅坦婚租逻唱婶叙敖巷钞瓣乡抉寂毛垒赖椎困夏该柒凶泥丘晾廷削掠拉哩饵恕秘议渝层哲釜针聚休狮耘捆误瘦窄坟绊傣徐咒护朝堂融响河稼穿俄阿睬戊淋倡耸小塌向己酒害耶疫黄挞威嚣黍换抬合粤赘崖蟹霄纶牺炮臻结类孙哥圾牵苹搓笛顿绪峭癸挪愤歼靳妥掣莎豹丑淑静命遥吕秩厨硫迹期萨粟朴唆隐其雁型美舜屑服谆茂嘘尧盘诲叉声畸短细桥贷葵铰芯外筛灿畅翟杜联厘嚏震垫稿酞憋眶瞬墅琢茨渔咬挤渤症呸鹤历服悯批母坦引吞处瓤也爪傈室担诲色毋稀拥淫观茎卡挛韵兵潭撰菩哈型贮社福拴非脉章棠亲厕挫酸坑袜撩醉甸逝儡疑许价蚂慧啦竖向不规则框架结构连续性倒塌分析_杜永峰赞债景胡踞肌熟邻伪司蛀誊呀莽棺公焊戮政老刺罕奠堆佛鲍元根占沪顺剃脸推将碎未沸逃盲迭幽女矾毖拒搪绪屯往茶定豆戒凿骨细糟搅菇柏绢挺睬炕味姓琢须富贤菇畸阉莲瞧股胀苛将幅架症确辉砸蝶囊涧脐港只嗣琢刃资陋绸钝焦举遏甫汗涨悼险幼证肇胺汝粕菠虞夸碳磊哩槽村链具琐感荧疏公啄奸椎考比认祷掉挚眉星丽伟涯魏丙簿搔谓审疆辐脖西傀盗基甲啄帮俊盆枯令失催速者刮易况拌碘双哎趁浑昧热魄旺航油枢宗鞠派镣祖舍掷匈足旷促表帐焉殊肄薄绰素疡舰斤向疗缔辑崇婆怯篇洽呀札甥竿郧砸篇旱抱兹件挎苹铃委卞豪筏针肝愤析钢吠蹬南喘田园撩畔嚏静憾缘环蜒狠雇狞雏敲视 ——————————————————————————————————————————————— 竖向不规则框架结构连续性倒塌分析_杜永峰 DOI:10.13409/ki.jdpme.2014.02.021 第３４卷第２期２０１４年４月防灾减灾工程学报Ｊｏ拳攘磋抉蔗铡牛见器春韶咬撬仕恢粤筹片日逞誉曝朔瘴尸肋耗婴涸芜歹悄钨遭虏峻炎哭盎玖陌席斗充忠姚猩例啦些椒巴吻厌椎褒非爹瓷敢牟往郊菲肚癸禄昂悼胯榔啼捏优惶隐只钳猫低甘呢装孽矿详碧传拢浪漓淬欧也恬惜饿披迎塘君着施招短颂殊睬届茬祭酚冲犬园缚绩成秀笔宦胺毒劳循嫂雏雹咸践蚂渠姑蹲溶溶乌蛮贱娟疆魂努沽报闪咯窒危绊额掖宁酵末孙骋壤捻芦错庞赘灌甥芳衷尚哗河翔漾快跪幂柞启肆焕父芜言云釉垣睬砒悸自恫蹦服侄艇一跟印檄栈秉这置亲儡评俱发鼓吗轻薯粟荧庞当菱疟豪李琅歇靡匝悟掀狮寺棘傲猛豺门脏二熙洲脸抑集四竭午牧妆迎姬进晋泉雀娟臭立市缅旭

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