大型站房连续倒塌仿真分析

研究目的:大型交通枢纽的空间体量大、覆盖范围广,因而在遭遇偶然荷载作用并因局部失效诱致整体结构发生连续性倒塌时,会造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失,应对其进行抗连续倒塌分析。为研究结构连续倒塌的全过程,采用瞬时加载法和大变形动力有限元软件LS-DYNA,对某大型站房进行2个单柱失效和1个双柱失效情况下的结构连续倒塌分析,构件破坏判断标准参考美国国防部规范UFC 4-023-03的要求。研究结论:分析结果表明:(1)在不同位置单柱失效情况下,该站房结构发生了局部破坏,但破坏限制在去除构件周围的一定范围内;(2)在双柱失效情况下,结构破坏范围明显加大,但最终破坏仍限制在局部范围内,不会造成整体结构的连续坍塌,结构具有较强的抗连续倒塌能力;(3)对于钢结构,提高材料的失效应变可以显著提高结构抵抗连续倒塌的能力;(4)该研究成果可为类似结构的安全性评价提供一种简便的尺度。

大跨度钢结构站房抗连续倒塌动力分析

研究目的:新型大型铁路客站是大型的建筑联合体,具有较大的政治影响,在遭遇非预期荷载作用并因局部失效诱致整体结构发生连续性倒塌时,会造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失。本文采用有限元程序LS-DYNA,针对天津西综合交通枢纽中央站房轨道层以上结构体系进行非线性动力分析,探究结构在防止连续倒塌方面的薄弱环节,为运营期间的维护和类似建筑的设计提供指导与参考。研究结论:(1)在不同位置单柱失效情况下,结构发生局部破坏并产生较大位移,但破坏只集中在特定的局部区域,没有扩散;(2)在双柱失效情况下,结构破坏范围明显加大,但最终破坏仍限制在局部范围,不会造成整体结构的连续倒塌;(3)结构具有很好的冗余度及防止连续倒塌的能力;(4)等效荷载瞬时卸载法简单有效,可应用于大跨度钢结构站房的连续倒塌分析。