高温下钢框架结构鲁棒性指标研究

谢云飞 董凯杰 邢洋洋 周航

摘  要：为了研究高温荷载作用下结构抗连续倒塌性能，基于鲁棒性分析方法提出一个评价指标。通过ANSYS数值仿真，计算了8个数值模型，提取相应数据，得到构件敏感性系数和重要性系数，综合考虑受损杆件自身形变程度，得出杆件的鲁棒性系数。对两种不同工况进行分析，分析结果表明：对钢框架结构施加同等温度荷载时，鲁棒性系数越低，结构越容易破坏，应对鲁棒性较低的杆件加强保护;随着温度的升高，结构中各构件鲁棒性系数均降低，整体结构越容易失稳，安全性越差。所以对高温下结构，应增强构件鲁棒性以防止结构发生连续倒塌。

关键词：钢框架结构  温度荷载  抗连续倒塌  结构鲁棒性

中圖分类号：TU391                                文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0075-05

随着社会的发展，人们对建筑的要求也越来越高，不仅要求它具有美观的结构造型，同时还要求它具有良好的力学性能。钢结构以其自重轻、抗震性能好等特点被广泛应用于大跨度建筑，但是钢结构有一个不耐火的缺点，在高温下它的强度和刚度会有明显降低，一旦结构的强度和刚度降低后将会导致结构整体发生破坏[1]。现如今高层建筑频频发生连续倒塌事故，如我国的中央电视台电视文化中心在2009年2月9日晚发生了一场特大火灾，经济损失高达1.6亿元[2]。

Szyniszewski等[3]从能量的角度分析了钢框架建筑的渐进式倒塌，并提出来一种基于能量的多层建筑渐进式倒塌评估方法。Kwasniewski[4]以8层钢框架结构为研究对象研究了在垂直荷载增大和理论柱移除的情况下，整个结构的发展情况。……