PDF《续倒塌分析》

新广州站索拱结构屋盖体系连 续倒塌分析 报告人:冯健 东南大学 混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室 东南大学 江苏省预应力工程技术研究中心 1/27 研究背景

9 结构的连续性倒塌是指在正常使用情况下,意外事件造成结 构局部发生初始破坏,继而引起周围杆件的连锁破坏,最终 形成与初始局部破坏不成比例的结构大范围倒塌或是整体倒 塌.

9 在框架结构领域中取得丰富的研究成果,而大跨度空间结构 在意外事件下结构抗倒塌性能的研究仍处于起步阶段.

9 变换荷载路径法(AP法)在其设计过程中不涉及意外事件的 种类及其对结构的影响,能较好地评估结构的抗连续性倒塌 性能,因而是目前使用较为广泛的一种连续性倒塌设计方法.

9 本文利用基于概念判断的敏感性分析方法分析了单榀索拱结 构的重要构件,然后对整个结构的重要构件及其几何位置分 布、整体结构中空间作用的分布情况进行了讨论,最后采用 AP法对该屋盖结构的抗连续倒塌性能进行了评估. 2/27 工程概况

9 新广州站主站房长468.8m、宽222.0m.屋盖采用大跨度 预应力空间结构形式,根据结构体系的不同,屋盖大致 上可划分为三个区域,即中央采光带单层索拉网壳结 构,两端入口处三向张弦梁结构以及中央采光带两侧由 索拱、联系桁架、檩条、撑杆和钢管混凝土柱共同组成 的空间结构,其主要受力构件为52榀索拱. 3/27 结构连续性倒塌设计流程 4/27 新广州站工程简介 本文研究对象: 26榀索拱的组 合体 5/27 新广州站工程――重要构件判断 ? 整体结构分析 6个单向 索拱结构 沿结构长边分析 沿结构短边分析4列,每列 6跨索拱 单向传力 体系 间隔布柱 柱、桁架重要 6/27 单榀索拱结构分析

9 新广州站主站房主要采用两种索拱结构,即内凹式索拱 结构以及张弦梁结构(外凸式索拱结构).

9 相对其它索拱结构而言,索拱结构的一个明显的特点是 采用双拱及双索体系,相当于是2榀平面索拱通过上弦 连杆与拉索撑杆连接在一起的空间索拱. 7/27 新广州站工程――重要构件判断 ? 单榀构件 ? 索拱结构 ? 联系桁架 索拱支座处桁架杆件 拱顶 拱脚 与撑杆 相交处 拉索 撑杆(内凹 式不考虑) 拉索连杆 8/27 单榀索拱结构分析――概念判断

9 初步选定的移除构件为: 与拉索、撑杆相交处的上弦拱杆件;

两处撑杆跨中拱段也是整个结构传力途径的关键部分;

双索之间的连杆是维持两榀平面索拱共同作用的关键构 件;

张弦梁结构的中间撑杆是其重要构件;

拉索. 9/27 新广州站工程――敏感性计算 ? 单榀索拱 10/27 单榀索拱结构分析――敏感性分析

9 对于内凹式索拱而言,上弦拱对结构的刚度和承载能力 所起的作用最大,且越接近拱顶,拱段的构件重要性系 数越高;

拉索之间的连杆是维持结构的刚度和承载能力 的重要构件,其重要程度稍高于上弦拱的拱顶杆件.

9 而张弦梁结构最重要的上弦拱段出现在中间撑杆的外 侧,不是完全的拱顶处.

9 在正常使用情况下,更换单根拉索对索拱结构性能的影 响为各种情况中最小,这说明双索体系的设置,显著降 低了拉索断裂对结构性能的影响.

9 采用AP法进行连续性倒塌分析时,对于张弦梁结构可取 中间撑杆外的上弦拱作为移除构件,对于内凹式索拱则 可取拉索之间的连杆及拱顶处的杆件作为移除构件. 11/27 整体结构分析