爆炸下钢柱破坏时间及残余承载力对钢框架连续倒塌的影响*1

李国强，杨涛春，陆　勇，陈素文

(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海　200092; 2. 同济大学 土木工程学院, 上海　200092; 3. 济南大学 土木建筑学院, 山东 济南　250022; 4.爱丁堡大学 工程学院, 英国 爱丁堡　EH9 3JL)



爆炸下钢柱破坏时间及残余承载力对钢框架连续倒塌的影响*1

李国强1,2，杨涛春2,3†，陆勇4，陈素文1,2

(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室, 上海200092; 2. 同济大学 土木工程学院, 上海200092; 3. 济南大学 土木建筑学院, 山东 济南250022; 4.爱丁堡大学 工程学院, 英国 爱丁堡EH9 3JL)

建立钢框架连续倒塌单自由度(SDOF)分析模型，研究钢柱破坏时间及其残余承载力对钢框架连续倒塌的影响规律，发现钢柱破坏时间越长、残余承载力越大，结构位移响应越小.以SDOF模型响应的理论解为基础，得出在钢框架倒塌计算中是否考虑钢柱破坏时间的界限标准：当钢柱破坏时间与连续倒塌的SDOF模型周期比τ<0.2时，可忽略破坏时间的影响；当τ>3.0时，可采用静力方法计算结构响应；当0.2<τ<3.0时，需考虑破坏时间对结构连续倒塌的影响.通过对钢柱等效SDOF模型的理论分析，当其抗力模型分别为理想弹塑性和刚塑性条件时，求得柱子破坏时间的近似计算方法，并以爆炸作用后柱子变形为初始状态，结合数值方法给出钢柱残余承载力计算过程.通过对钢柱的破坏时间和残余承载力对结构倒塌影响的算例分析，表明钢柱的破坏时间(越长)和残余承载力(越大)对结构抗倒塌起有利作用，在结构抗倒塌计算时不可忽略.

钢框架; 连续倒塌; 破坏时间; 残余承载力; 单自由度模型

在爆炸作用下，构件破坏虽然持续时间很短，但并非均可简化为瞬间发生，同时，破坏构件或具有一定残余承载力.事实上破坏时间及残余承载力的存在将直接影响个别构件破坏后整体结构的响应形式.由于拆除构件法假定构件在瞬间被移除[1-3]，忽略了破坏时间和残余承载力的影响，从而影响到构件破坏后整体结构响应计算结果的准确度[4-5].为提高评估钢柱损伤后钢框架抗连续性倒塌能力的准确性和可靠性，需要……