《鋼框架結構的連續性倒塌分析與加固》是依託哈爾濱工業大學，由李泓昊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋼框架結構的連續性倒塌分析與加固
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李泓昊
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
主要針對樓板對鋼框架結構魯棒性的影響進行了研究。本項目主要研究內容以及意義包括：（1）進行了包括樓板、梁和柱等結構構件的鋼框架子結構倒塌試驗，並且令該試驗發展成為今後鋼框架結構連續性倒塌數值計算模型驗證的Benchmark模型；（2）建立試驗模型的三維精細化計算模型，並利用試驗數據對其進行驗證以確保該計算模型的精確度和可靠性；（3）利用已建立的計算模型，以非線性分析為主要研究方法，從微觀角度研究樓板體系在鋼框架結構連續性倒塌中所起的作用，特別是組合效應和薄膜效應，並以此為基礎建立適用於設計工作的簡化樓板計算模型；（4）提出利用FRP提高樓板的拉結強度從而提高現有鋼框架結構抗連續性倒塌能力的加固方法，並利用試驗研究與數值模擬相結合的方法驗證其可行性。總之，本研究對釐清鋼框架結構在失柱情況下的倒塌機理，從而進一步發展鋼框架結構的抗連續性倒塌分析、設計與加固方法具有理論意義，指導作用和實用價值。
結題摘要
隨著鋼結構在工業以及民用建築中的套用日益廣泛，在恐怖主義爆炸襲擊頻繁的今天，研究鋼結構建築，特別是重要建築，在偶然荷載作用下的結構回響以及抗倒塌性能，具有重大意義。本項目主要針對鋼框架結構在中柱失效工況下的魯棒性了研究。利用試驗研究和數值模擬的方法，考察了無樓板以及帶樓板三維剛性連線鋼框架結構的抗連續性倒塌性能，並分析兩大力學機制，即彎曲效應以及懸鏈線效應對結構抗倒塌能力的貢獻；在試驗數據的基礎上，利用能量法估算結構體系在中柱突然失效後的動力回響。通過對比分析，揭示了樓板體系對鋼框架結構抗連續性倒塌性能的影響，並分析了混凝土強度、樓板厚度以及配筋率等參數對鋼框架結構抗連續性倒塌性能的影響。研究結果表明，剛性連線鋼框架結構具有良好的延性以及抗倒塌性能；樓板對與結構的抗倒塌性能以及結構體系中抗倒塌力學機制的形成和發展都有著十分重要的影響；樓板體系可以提高結構體系的承載力，但是結構的延性有所降低；不帶樓板和帶樓板的試驗模型均不會在中柱突然失效後發生連續性倒塌；美國國防部頒布的結構抗連續性倒塌設計規範（UFC 4-023-03）所給出的計算動力放大係數的方法不夠準確也不夠保守。在以上研究結果的基礎上，提出了能夠提高鋼框架結構抗連續性倒塌性能的加固方法，即樑柱節點附近鋼樑下翼緣加蓋板；利用試驗和數值模擬驗證了該方法的有效性並討論了該方法的經濟性。總之，本研究對闡明鋼框架結構在失效工況下的倒塌機理，從而進一步發展鋼框架結構的抗連續性倒塌分析、設計與加固方法具有理論意義，指導作用和實用價值。
