[发明专利]基于子结构的钢框架结构抗连续倒塌性能快速判定方法

摘要

本发明公开了基于子结构的钢框架结构抗连续倒塌性能快速判定方法,它包括以下步骤：(1)首先确定关键柱失效后整体结构的容许倒塌范围；(2)选取子结构边界范围；(3)求子结构与整体结构中的剩余结构连接的各个梁柱中点处沿各个方向的弹簧刚度及相应的荷载值；(4)对子结构是否倒塌进行判断。本发明的优点：传统的分析方法需要建立复杂的整体结构模型进行抗连续倒塌性能分析，而本发明所提方法只需要建立较小的子结构模型即可，子结构模型简单计算时间短，可以实现对建筑结构抗连续倒塌性能的快速准确评估,当建筑结构抗连续倒塌性能不足时，可提前采取适当防护措施，提高其抗连续倒塌性能。

主权项

基于子结构的钢框架结构抗连续倒塌性能快速判定方法,其特征在于它包括以下步骤：(1)首先确定关键柱失效后整体结构的容许倒塌范围，步骤为：当角柱失效时，倒塌总面积≤楼层总面积的10%及与失效柱相邻的1个开间面积的较小值；当边柱失效时，倒塌总面积≤楼层总面积的15%及与失效柱相邻的2个开间面积的较小值；当内部柱失效时，倒塌总面积≤楼层总面积的30%及与失效柱相邻的4个开间面积的较小值；(2)选取子结构边界范围，步骤为：以失效柱为基准，包括容许倒塌范围规定的开间数及失效柱正上方相邻开间内的所有梁柱作为子结构，将子结构边界选取在子结构与整体结构中的剩余结构相连接的梁柱中点处；(3)求子结构与整体结构中的剩余结构连接的各个梁柱中点处沿各个方向的弹簧刚度及相应的荷载值，步骤为：(a)将子结构与整体结构中的剩余结构连接的梁柱中点处作为节点全部约束，约束全部节点的所有自由度；(b)将整体结构中某一柱子假定为失效柱并移除，对边界已经约束的子结构进行非线性静力分析，得出所有节点处沿各个方向的约束反力，所述的约束反力为所有节点处沿各个方向的荷载值并且所述的约束反力为整体结构中的剩余结构对子结构的作用力；(c)将子结构边界处所有节点的约束全部去掉，释放边界处全部节点的自由度，同时去掉整体结构上的所有荷载，在子结构各边界节点处反向施加求得的约束反力，并求得每一个边界节点沿各个方向的变形值；(d)根据每一个边界节点上的约束反力与节点沿各个方向的位移之间的关系，得到每一个边界节点上沿各个方向的弹簧刚度；(4)对子结构是否倒塌进行判断，判断方法为：(a)移除假定失效柱，并对子结构进行动力响应分析；(b)计算子结构中柱和梁的塑性铰转角，如果塑性铰转角超过0.21，则认为这些柱和梁发生失效；(c)根据失效的柱和梁确定倒塌的开 间总数及面积；然后与步骤（1）中的确定的结构容许倒塌范围比较，当破坏范围超过容许倒塌范围认为整体结构发生连续倒塌破坏。