徐州三華網(wǎng)架有限公司對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在靜力荷載和強震下的破壞模式進行了分析,表明網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在出現(xiàn)局部桿件破壞后,往往不能形成有效的備用荷載路徑,使破壞模式呈連續(xù)倒塌特征,因而網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力較弱.根據(jù)分析,提出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在靜力以及強震下連續(xù)倒塌破壞的判斷準則,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)靜力荷載下的優(yōu)化設(shè)計方法,以及基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)二次防御能力的分析設(shè)計方法。

首先,我們回顧了連續(xù)倒塌研究的發(fā)展過程,介紹了國內(nèi)外網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌事故。通過分析網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在靜力極限荷載下的耗能機理和破壞模式,提出了靜力下網(wǎng)架結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的判別準則,該準則反映了在靜力荷載下,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)破壞過程中的整體變形、總變形能與破壞模式之間的聯(lián)系,可以有效分析和判斷網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞模式,也可對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的延性進行評價。研究研究了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在強震下的失效機理,建立了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在強震下連續(xù)倒塌的判別準則,該準則反映了強震下網(wǎng)架結(jié)構(gòu)破壞發(fā)展過程中的整體變形和總變形能和破壞模式的聯(lián)系,以分析和判斷網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞模式,并可對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的延性進行評價。

結(jié)果表明,強震下網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞可分為延性破壞和連續(xù)倒塌兩種模式,延性破壞的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),在破壞前塑性發(fā)展深入、承載力發(fā)展充分、位移預(yù)兆明顯;而趨向連續(xù)倒塌的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),破壞前塑性變形發(fā)展較淺、承載力發(fā)展不充分、位移預(yù)兆較小,破壞突然;在不同的地震波峰值下,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)破壞模式會在延性破壞和連續(xù)倒塌間相互轉(zhuǎn)化。通過在計算模型的本構(gòu)模型中引入損傷累積效應(yīng),對比網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分別在考慮損傷累積效應(yīng)與不考慮的情況下強震時的破壞模式,表明損傷累積效應(yīng)對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞有一定影響。通過在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的極限承載力分析中引入基于中部塑性鉸的壓桿模型,驗證了桿件失穩(wěn)會對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)極限承載力和破壞模式有顯著影響,并基于對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的破壞模式的分析,提出了通過修改受壓桿件計算長度系數(shù),提高網(wǎng)架極限承載力的滿應(yīng)力優(yōu)化方法。同時,在備用荷載路徑方法的基礎(chǔ)上,提出了適用于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的二次防御能力分析方法,該法可有效地簡化對于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力的分析。