连续倒塌分析中混凝土楼板损伤性能的研究
2018-09-26
建筑 2018年18期
朱哲达 里海大学,美国宾夕法尼亚州 18015
火灾、爆炸、地震等极端荷载下,随着结构上部荷载突变,或者下部支撑柱突然失效,材料的弹性模量和强度逐渐降低,混凝土楼板会经历两种薄膜效应,即“受压薄膜效应”和“受拉薄膜效应”。对边界处有水平约束的混凝土楼板,当较小的竖向荷载作用时,板中心挠度较小,在板内形成“拱”作用,将会提高板抗压承载能力,同时使得板四周的水平约束构件产生向外的水平位移,此为楼板“受压薄膜效应”。随着挠度的增加,板内“拱”的作用逐渐减小,受压薄膜效应逐渐降低;当压膜效应完全消失后,板中心挠度将继续增大,楼板中部混凝土充分开裂,大部分荷载由钢筋形成的受拉网承担,楼板边缘的混凝土则形成受压环支持中部钢筋网,此时楼板的载荷能力再次增大,直至钢筋拉断,此即为混凝土楼板的“受拉薄膜效应”。当楼板产生“受拉薄膜效应”时,其起到了积极的抗连续倒塌作用。所以,研究楼板薄膜效应的出现及其开展情况,对结构抗连续倒塌设计具有重要意义。
1 薄膜效应的相关理论以及计算公式
目前,考虑受拉薄膜效应的混凝土板承载能力计算理论中,较为完善的为Bailey、李国强以及张大山提出的三种理论。其中张大山基于经典屈服线理论以板块平衡法计算楼板受拉薄膜效应,此法认为受拉薄膜效应是由塑性铰线处钢筋合力的竖向分量或者板底钢筋耗能引起的,物理意义较为明确,与经典屈服线理论相吻合。……
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