《RC框架結構水平向連續倒塌試驗和設計理論研究》是依託北京工業大學，由李易擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：RC框架結構水平向連續倒塌試驗和設計理論研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李易
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現有RC框架結構的連續倒塌研究和設計方法主要針對豎向連續倒塌模式，但因豎向構件水平向抗側能力不足而引起的水平向連續倒塌模式會引起破壞在更大範圍內傳播，然而目前國內外還未針對RC框架結構水平向連續倒塌問題展開研究。本項目針對RC框架結構水平向連續倒塌問題，通過試驗研究、理論分析和數值模擬的方法，對其倒塌機制、豎向構件的側向抗力和變形能力需求、以及水平向抗連續倒塌措施進行全面系統的研究，研究內容包括：（1）通過RC框架子結構的水平向連續倒塌試驗，研究RC框架結構水平向連續倒塌的破壞機理及其合理的抗水平連續倒塌機制；（2）研究關鍵參數對RC框架結構抗水平向連續倒塌機制的影響；（3）基於能量方法建立水平連續倒塌抗力和變形需求的理論模型；（4）基於試驗和理論研究，提出抗水平向連續倒塌的設計方法及其相關構造措施。通過本項目研究，揭示RC框架結構水平向連續倒塌的機理，進一步完善RC框架抗連續倒塌設計理論和方法。
結題摘要
建築結構的連續倒塌造成嚴重的生命和財產損失。連續倒塌可以沿結構系統的豎向或水平向傳播或是同時在兩個方向傳播，水平向連續倒塌通常由豎向連續倒塌誘發且與之共同作用。目前科學研究和工程設計集中解決最基本的豎向連續倒塌問題，尚未對水平連續倒塌問題展開研究。但是水平向連續倒塌會引起破壞在更大範圍內傳播，進而造成更加嚴重的損失。本項目針對RC 框架結構水平向連續倒塌問題，通過試驗研究、理論分析和數值模擬的方法，對其倒塌機理、結構倒塌抗力需求以及設計方法進行了系統的研究。主要研究工作如下： (1)設計開展了6個不同邊界和受力條件的RC 框架子結構試件的水平向連續倒塌試驗。通過分析試件在載入過程中的倒塌抗力、材料應變和構件損傷的發展，研究了RC 框架結構水平向連續倒塌的破壞機理。研究表明RC框架水平連續倒塌的破壞模式是梁兩端和柱底端發生嚴重的塑性破壞，框架形成機構而發生局部倒塌破壞，進而觸發水平向相鄰結構部分的後繼破壞和倒塌傳播。框架柱的抗側剛度和承載力是影響RC框架水平連續倒塌的關鍵因素。當多跨框架共同抵抗水平向倒塌時，桁架拱效應可能導致框架柱的受力發展不均更易發生破壞，結構連續倒塌易損性變大。 (2)建立了基於能量的RC框架連續倒塌抗力需求分析的理論框架，能夠考慮非線性動力效應對連續倒塌過程中結構內力的影響。基於該方法，分別建立了RC框架在小變形梁機制和大變形懸鏈線機制下的抗力需求計算公式。採用大量數值算例對其準確性進行了驗證。 (3) 建立了RC結構連續倒塌分析的數值模型，並基於這些模型開展了典型RC結構系統的連續倒塌機理分析。基於微觀受力分析和變形協調條件，建立了考慮梁板組合作用的RC框架連續倒塌抗力的工程計算方法。提出了一種基於倒塌率的建築結構連續倒塌易損性評價方法，分析了抗震設計和抗連續倒塌設計對RC框架結構倒塌易損性的影響。這些成果可為RC框架結構的抗連續倒塌工程設計提供重要的參考。
