高层建筑结构在罕遇地震作用下的整体失效分析

倾覆力矩基于倾覆力矩的高层建筑结构整体失效分析高层建筑结构在罕遇地震作用下,由重力二阶效应引起的倾覆弯矩非线性递增

当结构高度和高宽比不大时,附加弯矩对倾覆力矩的影响较小,可以忽略不计,但当结构高度和高宽比增大到一定限值时,二阶效应引起的附加弯矩就成为了影响结构整体稳定的不可忽略的因素

虽然高层建筑混凝土结构技术规程(以下简称高规)中给出了高层建筑结构整体稳定性刚重比限值,但大量的实际工程指出结构即使满足高规中对结构参数的规定,在结构刚重比不断变化的结构失稳过程中,重力二阶效应的影响仍然需要考虑,以此作为结构整体失稳的一个判别方面

在对结构进行整体稳定分析时,由于对结构在材料非线性阶段结构参数的变化规律不清楚,常常仅考虑弹性阶段下结构整体稳定的设计参数,缺乏对结构塑性阶段的研究

同时,按照传统的结构设计理念,结构的失效模式认为结构的水平变形导致了结构的损伤,致使结构的抗侧刚度退化,结构的频率降低,当损伤达到一定程度时,即使很微小的变形也会引起极大的结构抗侧刚度、基频的变化,结构达到临界失稳的界限,这种失效分析忽略了结构内部结构形式的多样化,与实际工程实例中个别构件率先达到极限承载力而失去稳定不符

对于高层建筑结构,由于其高宽比较大,重力二阶效应对其整体稳定的影响不可忽视

现有的结构整体稳定评价指标忽视了结构失稳的复杂性以及各状态变量相互之间的关系,使得基于结构变形或抗侧刚度等单一指标的失效判别指标偏不安全

因此,有必要尤其是从塑性阶段结构倾覆力矩出发,建立一个基于倾覆力矩的整体失效的判别指标,从而为评估结构损伤以及整体稳定的发展提供依据

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