有粘结预应力混凝土框架结构抗连续倒塌性能分析

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预应力混凝土技术在大跨度结构中应用较多,主要解决混凝土抗拉能力低下的问题。目前,对于预应力混凝土框架结构连续倒塌性能的相关研究较为少见。故此,文章采用大型通用有限元软件ABAQUS进行精细化有限元建模,运用拟静力非线性的方法研究有粘结预应力混凝土框架结构在局部损伤情况下的抗倒塌性能,主要研究内容与结论如下:1)文章首先以现有的倒塌试验作为参照,应用ABAQUS有限元软件对3层4跨平面钢筋混凝土框架结构的抗倒塌试验和跨间竖向荷载作用下预应力框架内力重分布的试验进行精细化有限元建模,数值模拟结果与试验结果较好吻合,验证了文章所采用的本构关系、单元类型以及建模分析方法的正确性;2)在此基础上,文章以跨高比、预应力张拉控制应力、非预应力配筋率及预应力作用为主要变量,设计了 7个预应力混凝土框架结构和5个普通混凝土框架结构试件,利用ABAQUS有限元软件进行参数分析,研究平面有粘结预应力混凝土框架结构抗连续倒塌性能。分析结果表明:跨高比、非预应力筋配筋率及预应力作用对结构的抗倒塌极限承载力影响显著,而张拉控制应力对其影响不大;考虑悬链线机制与不考虑情况相比,有粘结预应力混凝土结构的抗倒塌极限承载力提高了 9%~20%;采用能量法将数值模拟所得的静力倒塌荷载换算为等效动力荷载,得到有粘结预应力混凝土框架结构的动力增大系数(DIF)介于1.11~1.15之间;3)采用非线性静力Pushdown分析方法,对三维有粘结预应力混凝土框架结构的抗连续倒塌承载力进行了分析。结果表明,同楼层不同失效柱剩余上部结构抗倒塌极限承载力大小情况如下:长边中柱失效>内部柱失效>角柱失效>短边中柱失效;同部位不同楼层剩余上部结构抗倒塌极限承载力随着被拆除承重柱的上移而逐渐降低。
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