土木建筑外文翻譯外文文獻(xiàn)英文文獻(xiàn)在緩解連續(xù)倒塌的鋼筋混凝土板建筑結(jié)構(gòu)中的膜的應(yīng)用

1、Membrane actions of RC slabs in mitigating progressive collapseof building structures在緩解連續(xù)倒塌的鋼筋混凝土板建筑結(jié)構(gòu)中的膜的應(yīng)用關(guān)鍵詞：連續(xù)倒塌 鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu) 倒數(shù)第二列損失 膜擴(kuò)張 鋼筋混凝土板大變形有限元分析摘要可以研究鋼筋混凝土柱結(jié)構(gòu)在潛在的連續(xù)倒塌的突然損失的情況下，是其中的任一內(nèi)部（PI）的倒數(shù)第二個(gè)列或外部（PE）的倒數(shù)第二個(gè)列損失。因?yàn)樽铌P(guān)鍵的情況，它留下了相關(guān)的橫向梁和板的子結(jié)構(gòu)擴(kuò)張。受影響的板坯的膜在大的變形的情況下，組成外周壓縮的膜結(jié)構(gòu)。環(huán)混凝土拉伸膜在中部地區(qū)的行動(dòng)，是一個(gè)重要

2、的道防線來(lái)組織逐步崩潰。在本文中，已驗(yàn)證可用的測(cè)試數(shù)據(jù)，用于研究膜在橫向變形的行為的先進(jìn)的有限元模型（FEM），使得磚與PI列損失室內(nèi)雙跨梁的存在，沿周邊旋轉(zhuǎn)邊緣的限制，和板坯的頂部加固。它已被證明，在中央地區(qū)拉伸膜，更大的力量都動(dòng)員起來(lái)，由于參與梁的配筋板頂部加固。混凝土的壓縮環(huán)，在外部區(qū)域中，也加強(qiáng)樓板負(fù)彎矩。因此，整體的承載能力的受影響的結(jié)構(gòu)，可以是增強(qiáng)顯著，以維持重力施加的由兩個(gè)雙跨越效果和動(dòng)態(tài)效果的載荷。2011年愛(ài)思唯爾有限公司保留所有權(quán)利1. 簡(jiǎn)介當(dāng)?shù)孛娴闹谕蝗槐ㄖ斜粴牡臅r(shí)候，列向的軸向壓縮力在消失的幾毫秒內(nèi)迅速將重新分配。其結(jié)果是，以上所有樓層一樓偏轉(zhuǎn)相同，并在動(dòng)態(tài)均勻重

3、力荷載下尋求新的平衡路徑。（該過(guò)程中）可能會(huì)增加內(nèi)部部隊(duì)在受影響 的地板結(jié)構(gòu)存在兩個(gè)同步變化：雙跨的效果：大跨度橋梁消失的列向的荷載將增加一倍。 被放大的動(dòng)態(tài)效果：現(xiàn)有的重力荷載動(dòng)態(tài)系數(shù)達(dá)到2.0。 束柱正上方的除去列向荷載的連接，以前是為開(kāi)始設(shè)計(jì)占用的時(shí)刻，現(xiàn)在已經(jīng)有進(jìn)行巨大的下垂時(shí)刻. 在離柱子較遠(yuǎn)地方的連接處，作為一個(gè)二次函數(shù)的雙跨度長(zhǎng)度，可能會(huì)增加至少4倍的初始值。如果受影響梁板結(jié)構(gòu)無(wú)法抵制不斷增加的彎矩，防止連續(xù)倒塌的一個(gè)替代的負(fù)載路徑是必需的。從相鄰的邊界元素是足夠的的前提下，懸鏈線能夠有效的防止連續(xù)倒塌情況的發(fā)生。當(dāng)中間跨度的列被刪除，相鄰的磚可以形成一個(gè)非常強(qiáng)的面內(nèi)隔膜，它能夠

4、支持接觸網(wǎng)傳遞的張力（圖1）。然而，無(wú)論是倒數(shù)第二個(gè)外部或倒數(shù)第二個(gè)內(nèi)部列被刪除，接觸網(wǎng)的張力拉向內(nèi)的周長(zhǎng)列的時(shí)候，導(dǎo)致一個(gè)漸進(jìn)的崩潰的。在這種情況下，接觸網(wǎng)行動(dòng)與梁接觸網(wǎng)行動(dòng)，膜的行動(dòng)中板，不需要任何側(cè)向約束。可能會(huì)導(dǎo)致（而不是阻止）發(fā)生連續(xù)倒塌（圖2）。在倒數(shù)第二列損失的情況下，受影響的地磚，與梁接觸網(wǎng)功能不同，膜的中板不需要任何側(cè)向約束相鄰邊界元素。與連續(xù)兩個(gè)邊成為橫向變形是不連續(xù)的，是能夠形成的周邊受壓環(huán)向拉伸膜在中央偏轉(zhuǎn)區(qū)。據(jù)設(shè)想，周邊壓縮環(huán)在外線接觸網(wǎng)行動(dòng)的需求將減少。從而使結(jié)構(gòu)放大，以維持重力施加的載荷在失穩(wěn)前不至于連續(xù)倒塌（圖3）。橫向伸放板可以由圖3（a）解釋膜的運(yùn)動(dòng)。裂痕的

5、形成后，將板坯分為四個(gè)獨(dú)立的連接在一起由裂紋的產(chǎn)生部分。在大變形，在板坯的中心的力作用下獨(dú)立部分傾向于在增加拉伸的作用下向內(nèi)移動(dòng)，但受到相鄰的部分抑制，這樣做創(chuàng)建了一個(gè)周環(huán)的壓縮來(lái)支持中心網(wǎng)的拉力。因此，包括拉伸板板坯中心的承載能力和在外圈的抗彎承載力下增強(qiáng)膜的能力以及在平面壓縮應(yīng)力發(fā)生在大板的橫向運(yùn)動(dòng)的行為已廣泛用于研究。Hayes3，Sawcuzk4，Brotchie和華立5，米切爾和Cook6正在著力研究的板的橫向運(yùn)動(dòng)的行為。顯而易見(jiàn)，承載膜的運(yùn)動(dòng)的能力是至少兩次的收率線路的容量。最近，在歐洲這些機(jī)制已成功應(yīng)用于防止其倒塌的復(fù)合地板。通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的起火的艙，在倒數(shù)第二列損失的情況下，貝利

6、開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)方法7（梁板結(jié)構(gòu)）是類似的一個(gè)簡(jiǎn)單的支板，在這個(gè)意義上，這兩個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)相鄰的周邊都是自由的水平移動(dòng)。然而，相對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的支持板坯，梁板結(jié)構(gòu)需要額外考慮的因素是：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)約束板頂部鋼筋沿周邊邊緣板坯。（2）存在著相當(dāng)數(shù)量的頂部加固內(nèi)部的雙跨梁。（3）兩個(gè)室內(nèi)雙跨度的梁被放置在對(duì)稱軸的板坯上。此外，根據(jù)一列失穩(wěn)場(chǎng)景跨度的深度比，板坯增加高達(dá)80倍，其中最大加倍為一個(gè)單一的面板。 本文提出了用一種準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)值分析的進(jìn)行調(diào)查分析膜運(yùn)動(dòng)的梁板下部結(jié)構(gòu)的倒數(shù)第二列內(nèi)部列損失。根據(jù)這種分析手段，納入上述因素修改為一個(gè)簡(jiǎn)支板模型。這三個(gè)因素是簡(jiǎn)支順序，累計(jì)新增，平板模型估計(jì)各因素對(duì)整體的貢獻(xiàn)

7、的結(jié)構(gòu)行為（圖4）。板坯的邊界條件受制約的，但橫向運(yùn)動(dòng)和垂直施加的載荷均勻地分布。非線性有限元軟件，DIANA，被用于此目的。2。有限元分析2.1 數(shù)值案例研究一系列的鋼筋混凝土組標(biāo)本，簡(jiǎn)稱“PI”系列（倒數(shù)第二列的內(nèi)部虧損），目的是為研究梁板體系對(duì)拉伸膜的作用。所確定的試樣的尺寸縮減了4倍（表1）。根據(jù)BS-8110-97，原型建筑設(shè)計(jì)為重力荷載的設(shè)計(jì)活荷載3 kN/m2，所施加的靜載荷2 KN/M2。外觀梁的額外的負(fù)載設(shè)計(jì)1 kN / m。底部和頂部的配筋率是最主要的方面， 因此有必要研究四種不同情況，表2對(duì)此進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)于每一種情況下，最佳的加固的比率（qutp）頂部的是底部的2倍

8、，其他的結(jié)構(gòu)元件的尺寸如梁，在所有的情況下，板和列，都保持相同的。邊界條件和加固結(jié)構(gòu)的有限元在圖中示出的模型如圖4。 3。有限元建模圖5（a）所示的歐洲CEB-的FPI具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在這項(xiàng)研究中得到采用。被定義的峰值抗壓強(qiáng)度作為特征筒抗壓強(qiáng)度的值FCK和初始線性彈性階段的具體模型是達(dá)到30的抗壓強(qiáng)度。混凝土結(jié)構(gòu)模型在雙向應(yīng)力狀態(tài)為藍(lán)本的Drucker-Prager破壞面,如圖所示,圖5（b）。通過(guò)相關(guān)的組合切斷, 采用具體的張力保留多方位的固定充滿裂縫模型。混凝土開(kāi)裂后的剪切剛度定義的恒定值0.2。詳細(xì)的材料屬性在分析的使用見(jiàn)表3。鋼筋模型的彈塑性是塑料模型的模擬。Von Mises的塑料標(biāo)準(zhǔn)化

9、模型適用與加工硬化假說(shuō)。 四邊形等參數(shù)曲線分層元素（CQ40L）（圖6a），用于模型鋼筋混凝土梁和樓板。基于以下假設(shè)CQ40L：（1）平面部分保持平面，但其法線向量不一定是正常的基準(zhǔn)表面。這種理論基于mindlin-reissner的理論。（2）兩個(gè)相鄰的層之間的外殼元件是多層的應(yīng)力減少到零。在每一層中，剪切應(yīng)變的約束通過(guò)剪切的校正因子來(lái)校正。每一個(gè)元素節(jié)點(diǎn)具有的自由度，即五度，三平移兩個(gè)旋轉(zhuǎn)。梁和樓板中的鋼筋，即模擬鑲嵌在殼單元的平面網(wǎng)格加固，所謂的母體元素。母體元素的計(jì)算完成，使得混凝土與周圍的鋼筋的完美粘結(jié)。網(wǎng)格加固相當(dāng)于加固每單位長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)元素（梁和板）中的區(qū)域。在這種分析中，增量迭代

10、求解過(guò)程由兩部分組成：增量部分和迭代部分，在增量部分，采用解決非線性問(wèn)題的位移場(chǎng)應(yīng)劃分成許多增量弧長(zhǎng)法。在迭代過(guò)程中的部分平衡階段結(jié)束時(shí)的每一個(gè)增量可以是由經(jīng)常Newton-Raphson方法取得。幾何非線性是考慮到拉格朗日方法，這是適合解決大變形的問(wèn)題，但不能處理小應(yīng)變的問(wèn)題。M1進(jìn)行Bailey等人通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證的有限元模型。荷載均勻地布置在簡(jiǎn)支的板上，具有合理良好的相關(guān)性之間的數(shù)值分析和測(cè)試結(jié)果如圖6（b）。 由于邊界和負(fù)載條件下的雙對(duì)稱關(guān)系，只有四分之一的鋼筋混凝土梁板子結(jié)構(gòu)建模和分析是使用8* 8軸網(wǎng)。邊界節(jié)點(diǎn)沿著對(duì)稱軸自由地上下移動(dòng)。垂直位移的元素節(jié)點(diǎn)沿周邊邊緣被設(shè)置為在所有的情況下

11、為零。沿著對(duì)稱軸的水平反應(yīng)代表的張力和壓縮力的分布在中央?yún)^(qū)和外圍的壓縮環(huán)。需要強(qiáng)調(diào)的是，總水平反應(yīng)沿著每一個(gè)對(duì)稱的一頭應(yīng)該是零，由于受力平衡，及沿周邊邊緣的總垂直反應(yīng)必須等于施加的載荷。4 數(shù)值結(jié)果探討DIANA分析了16個(gè)例子，為了研究受額外的影響下RC上膜的運(yùn)動(dòng)。直到中央垂直變形板的有效深度在3-5倍左右時(shí)，膜的有限元分析進(jìn)入很好地進(jìn)入了終止階段。已經(jīng)記錄的點(diǎn)的水平反應(yīng)沿著thesymmetrical軸運(yùn)動(dòng)，包括沿周邊的反作用力，混凝土和鋼筋的應(yīng)變和應(yīng)力的影響，和垂直元素節(jié)點(diǎn)的位移。在進(jìn)入膜的大變形行為的混凝土板上，這些點(diǎn)提供了寶貴的見(jiàn)解。4.1 簡(jiǎn)支板上的膜的行動(dòng)圖7中示出，原始模型的邊界條件和加固的配置，其實(shí)僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)支的版。在面內(nèi)的膜的運(yùn)動(dòng)，其特征在于，包括壓縮的周圍環(huán)中部地區(qū)的具體得運(yùn)動(dòng)，