钢筋混凝土框架结构抗倒塌拟静力仿真实验系统

2020年11月24日，该课程被中华人民共和国教育部认定为“首批国家级一流本科课程”。 2100433B

适应专业

钢筋混凝土框架结构抗倒塌拟静力仿真实验系统课程适用土木类专业进行学习。

目前,钢筋混凝土框架结构体系连续性倒塌三维仿真研究尚存不足。本项目研究拟基于三维实体退化虚拟层合单元理论，探索一种具有普遍适用性、力学概念简洁明确、有效的钢筋混凝土框架结构体系连续性倒塌三维仿真分析方法，并籍此对钢筋混凝土框架结构体系连续性倒塌的机理、抗连续倒塌性能及对策进行深入研究，逐步形成钢筋混凝土框架结构体系抗连续倒塌的性能化设计指标，以期进一步完善钢筋混凝土框架结构体系抗连续倒塌的设计理论。

本项目拟以竖向单自由度变形假设为前提，以APM和EPP相结合的分析方法为手段，研究钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能的简化评估方法。通过理论分析、模型试验和数值模拟，明确在不同区域单个柱缺失条件下，钢筋混凝土梁和板构件在不同受力或变形阶段的抗连续倒塌受力机理和抗连续倒塌性能，建立其静力抗连续倒塌简化反应曲线，并基于能量守恒原理，建立其抗连续倒塌简化能力曲线。基于叠加原理，根据各个构件的抗连续倒塌简化能力曲线，及极限状态下构件间的变形协调，建立整体框架结构的抗连续倒塌简化能力曲线。将其与结构的需求曲线比较来判断结构的抗连续倒塌性能，并通过框架模型结构连续倒塌试验和已有连续倒塌事故记录进行验证。项目成果可用于不同钢筋混凝土框架结构在不同区域柱缺失情况下，抗连续倒塌性能的准确快速评估，具有重要的理论意义和工程应用价值；并可为此类结构的抗连续倒塌设计提供参考。

倒塌是结构破坏的一种极端情况，是建筑结构设计所力图避免出现的灾难性后果。本项目以钢筋混凝土框架结构为研究对象，在对结构遭受柱失效情况下的抗倒塌性能深入研究的基础上，基于敏感性分析研究了替换荷载路径原理与安全评估方法、基于能力需求曲线方法的抗倒塌性能评估方法以及基于位移的抗倒塌设计方法。项目研究主要内容为现浇空间钢筋混凝土框架结构的抗倒塌试验与梁柱结构对比试验、结构抗倒塌全过程数值模拟分析、替换荷载路径原理与评估方法以及抗倒塌性能评估方法与设计方法等。项目研究主要目标为深入掌握钢筋混凝土空间框架结构在快速移除过程中与之后的抗倒塌性能，基于最大限度耗尽结构承载能力来保证结构不发生倒塌情况下，研究结构的抗倒塌性能评估方法以及替换荷载路径评价标准，建立框架结构抗连续倒塌设计体系。