考虑地震动力效应的混凝土结构连续倒塌破坏机理与控制策略研究

The simulation of the whole progressive collapse process, the investigation of damage mechanism, collapse mechanism and method of control strategies of the major engineering structure under strong earthquake are hot issues in current research. Concrete and reinforcing steel are both sensitive to strain rate, the mechamical properties, deformation behavior and failure mode will be changed to affected dynamic response of structures. By theoretical analysis, numerical simulation and experimental research, the progressive collapse mechanism and resistance of concrete structure considering dynamic effect under seismic action are investigated. The method of elastic-plastic response consdering strain rate effct under seismic action is proposed,and the influence of strain rate effect on elastic-plastic response of concrete structure under strong earthquake are studied. The reasonable simulation method of collapse analysis considering strain rate effect is established, and the whole progressive collapse process is simulated.The collapse experiment of the model on shaking table test is carried out. Based on numerical and test results, the collapse mechanism of concrete structure is revealed and the criterion of the collapse is established, and the reasonable strategies of collapse resistance are proposed. The research of this project has very important significance to improve seismic and collapse resistence capacity of concrete structure.

对重大工程结构进行强震下连续倒塌全过程模拟，研究其损伤机理和倒塌破坏机制，并提出合理的控制策略已成为当前的热点问题。同时，混凝土、钢筋均为率敏感性材料，强震下的力学特性、变形行为和失效模式都将发生改变，从而对结构的动力响应产生影响。本项目拟采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，研究考虑地震动力效应的混凝土结构连续倒塌破坏机理及抗倒塌破坏策略。提出考虑材料应变率效应的混凝土结构弹塑性地震反应分析方法，研究强震下材料应变率效应对混凝土结构弹塑性反应的影响规律；提出考虑材料应变率效应的混凝土结构连续倒塌分析方法，模拟强震下混凝土结构连续倒塌破坏全过程；开展混凝土结构整体模型振动台试验研究；结合数值模拟与试验研究结果，建立混凝土结构倒塌破坏判别准则，提出更为合理的混凝土结构抗连续倒塌破坏对策。本项目的研究对于提高混凝土结构的抗震及抗倒塌能力具有重要的意义。

对重大工程结构进行强震下连续倒塌全过程模拟，研究其损伤机理和倒塌破坏机制，并提出合理的控制策略已成为当前的热点问题。同时，混凝土、钢筋均为率敏感性材料，强震下的力学特性、变形行为和失效模式都将发生改变，从而对结构的动力响应产生影响。本项目采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法，研究了考虑地震动力效应的混凝土结构连续倒塌破坏机理及抗倒塌破坏策略。提出了考虑材料应变率效应的混凝土结构弹塑性地震反应分析方法，研究了强震下材料应变率效应对混凝土结构弹塑性反应的影响规律；提出了考虑材料应变率效应的混凝土结构连续倒塌分析方法，模拟了强震下混凝土结构连续倒塌破坏全过程；开展了混凝土结构整体模型振动台试验研究；结合数值模拟与试验研究结果，建立了混凝土结构倒塌破坏判别准则，并提出混凝土结构抗连续倒塌破坏对策。本项目的研究对于提高混凝土结构的抗震及抗倒塌能力具有重要的意义。