次边缘柱失效下RC框架连续倒塌响应研究

在次边缘柱失效工况下,关键子结构处于非对称的水平约束条件,比中柱失效面临更大的倒塌风险。为探究非对称边界条件对钢筋混凝土(RC)结构抗连续倒塌性能的影响,该文对3个次边缘柱失效的1/2缩尺RC梁柱子结构进行拟静力Pushdown试验,分析了抗震设计/非抗震试件以及不同柱截面尺寸对承载能力、破坏模式和抗力机制演变的影响。结果表明:抗震设计配筋可以使梁的悬索机制得到充分发展,进而显著提高结构抗力;无论是否考虑抗震设计,子结构边节点均具有足够的抗剪切能力,其失效由梁端纵筋断裂控制。此外,基于有限元软件LS-DYNA分析了梁纵筋直径、柱截面尺寸和节点配箍率的影响。结果表明:增大梁纵筋直径可以显著提高结构抗力,但纵筋产生的更大的水平拉力会导致外侧边柱发生大偏心受压破坏;增加边柱尺寸对结构抗力提高不明显。

次边缘柱失效下预应力混凝土框架抗连续倒塌性能研究

考虑到去柱后弯矩方向在去柱处出现反转并且可能与预应力筋布置形式相反,预应力混凝土结构具有较大的倒塌风险,该文通过拟静力试验和数值模拟研究了次边缘柱失效下无黏结预应力混凝土(PC)梁-柱子结构的抗连续倒塌性能。对2个具有不同预应力筋布置形式(直线型和抛物线型)的1/2缩尺梁-柱子结构进行Pushdown加载,分析了试件的破坏模式、抗力机制演变和极限承载力。为量化预应力筋的影响,制作了一个具有相同几何尺寸和非预应力筋配筋率的钢筋混凝土试件作为参考。结果表明:预应力筋可以显著提高结构承载力,同时改变结构的破坏模式,降低结构变形能力。预应力筋产生的水平拉力加剧了边柱的挠曲P-δ效应,使边柱提早发生大偏心受压破坏。为进一步了解预应力混凝土框架抗倒塌性能,基于有限元软件LS-DYNA建立了精细化有限元模型开展系列参数分析。数值分析表明,预压应力可以增强压拱机制,预应力筋对于大变形阶段承载力的提高贡献显著。