[发明专利]一种提升RC框架核心筒结构防倒塌能力的设计方法

摘要

本发明涉及一种提升RC框架核心筒结构防倒塌能力的设计方法，（1）根据既定条件对RC框架核心筒结构进行常规设计，得到初始模型；（2）选择具体一个框架柱或剪力墙关键部位做失效处理，运用有限元软件LS‑DYNA对整体结构进行静力响应分析，评估其倒塌状态；（3）若步骤（2）中框架核心筒结构并未发生倒塌，继续施加动力荷载，进行倒塌全过程分析并评估其倒塌状态；（4）对其余关键部位重复步骤（2）‑（3），以得到每个关键部位处于失效状态后的框架核心筒结构的响应，并对其进行倒塌评估；（5）对RC框架核心筒结构进行性能设计，提高其防连续倒塌能力。该方法通过倒塌全过程分析可以直观清晰地判断框架核心筒结构是否发生倒塌破坏，而不需要借助倒塌判别准则，同时可以了解倒塌机理并基于此进行防倒塌设计。

主权项

1.一种提升RC框架核心筒结构防倒塌能力的设计方法，其特征在于具体步骤如下：（1）：根据既定条件对RC框架核心筒结构进行常规设计，得到初始结构模型；根据现有规范及抗震要求，对所得初始结构模型中的梁、柱、板及剪力墙结构进行配筋设计；（2）：选择初始结构模型中一个具体的柱或剪力墙结构关键部位做失效处理，运用有限元软件对整个初始结构模型进行静力响应分析，评估其倒塌状态；具体为：根据现代结构设计中存在较多的不规则结构，且灾害调查显示RC框架核心筒结构遭遇地震、撞击、火灾或者恐怖袭击意外因素时首先出现破坏的多为竖向受力构件，采用拆除构件法沿初始结构模型的外围护对结构的长边中柱、短边中柱、角柱或剪力墙逐一拆除；运用有限元软件对失效前的初始结构模型进行计算，得到失效构件所承受的力，并将此力线性缓慢减小至零以模拟该构件的失效；运用有限元软件LS‑DYNA对引入失效构件后的结构模型进行分析求解，通过动画观察框架核心筒结构是否发生倒塌，并分析节点位移、构件受力情况，进而探索倒塌机制；（3）：若步骤（2）中框架核心筒结构并未发生倒塌，继续施加动力荷载，进行倒塌全过程分析，获得响应时程曲线、杆件受力状态、整体破坏形态和局部失效情况信息，评估倒塌性能；（4）：对步骤（1）得到的初始结构模型其余关键部位重复步骤（2）‑（3），以得到其余每个关键部位处于失效状态后框架核心筒结构的响应，并对其进行倒塌评估；（5）：进行RC框架核心筒结构防连续倒塌设计；如果框架核心筒结构在拆除某构件之后发生了倒塌，则通过增加剩余构件的强度来避免倒塌，考虑设置“二道防线”，即增强框架核心筒结构的冗余度，提供有效的备用传力路径；如果一个构件无法找到替代路径，则应设计使其具有足够的强度，能抵御意外荷载作用。