钢框架结构地震倒塌数值模拟方法研究

Abstract

准确模拟建筑物地震倒塌可为分析建筑废墟存活空间分布规律和构建救援生命通道提供重要的前期基础。以钢框架结构为研究对象，重点讨论钢框架、填充墙、填充墙与钢框架之间连接问题。采用有限单元法（FEM）和有限-离散单元法（F-DEM）相结合的方法模拟了2跨×3跨的3层钢框架填充墙结构，以倒塌模式为评价指标来验证数值模拟方法的准确性。结果表明：数值模型整体结构表现为倾斜式倒塌模式，朝大跨度方向倒塌并伴随扭转，与实际震害中外廊式结构的倒塌模式相一致；向着结构大跨度方向的存活空间逐渐减小；倒塌层废墟内部的存活空间多呈三角形分布。提出的数值模拟方法可为钢框架结构的震后救援和地震抗倒塌设计提供一定的参考。

Keywords

• 钢框架结构
• 地震倒塌
• 有限单元法
• 有限-离散单元法
• 存活空间