网架结构连续倒塌破坏模式及倒塌极限位移研究

基于网架结构的敏感性分析结果,模拟结构的连续倒塌破坏过程.采用基于位移响应的连续倒塌判别准则,确定了网架结构的两类连续倒塌模式：由于结构中部杆件失效引起的对称的连续倒塌破坏和由于支座附近杆件失效引起的非对称的连续倒塌破坏.分析了支承形式、厚跨比、跨度以及节点刚度对结构连续倒塌极限位移的影响,并通过与规范限值及文献试验结果的比较,验证了数值分析结果的正确性和合理性.结果表明,周边支承网架和点支承网架的抗连续倒塌性能较好,网架结构连续倒塌极限位移随网架厚跨比增大而增大、随跨度的增大而减小;当厚跨比为1/12的网架、跨度在48m～72m范围内变化时,与第一类倒塌破坏模式对应的极限位移在1/130～1/154之间,与第二类倒塌破坏模式对应的极限位移在1/108～1/120之间;节点刚接网架的倒塌极限位移小于节点铰接网架.

基于IDA的格构式拱结构抗倒塌性能分析

采用自定义钢材本构模型,考虑压杆失稳后的力学性能,对格构式拱结构进行增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA),得到格构式拱结构的薄弱位置以及倒塌破坏极限位移。不同跨度的格构式拱在竖向地震作用下,结构概率分位值为95%对应的结构倒塌极限竖向位移为结构跨度的1/154~1/104。在水平地震作用下,结构概率分位值为95%对应的结构倒塌极限水平位移为结构柱高的1/40~1/28。在竖向地震作用下,结构的薄弱位置主要位于跨中;在水平地震作用下结构薄弱位置主要位于桁架柱身;考虑压杆失稳时,1/4跨度处的斜腹杆由于长细比较大将会发生失稳破坏。在双向地震作用下,主桁架失效位置主要集中于桁架柱腹杆和1/4跨度处。IDA分析结果与试验结果一致,可为格构式拱结构的抗倒塌设计提供参考。