摘要
结构连续倒塌是一种最终破坏与初始破坏不成比例的破坏现象，一旦发生将造成严重后果。经过近年来的相关研究，人们对结构倒塌的认识逐步深入。然而在实际应用上，仍缺少有效地提高结构抗连续倒塌能力的方法。本文提出一种在钢筋混凝土结构中设置钢索的方法，该方法可大幅度提升结构抗连续倒塌能力，适用范围广，显著减少倒塌设计的计算量。研究基于子结构法，通过静力试验和数值模拟的方法研究混凝土梁-体外钢索子结构的抗倒塌性能。 混凝土梁-体外钢索子结构的静力试验共5个试件，设计两个变量为钢索直径和配筋率。试验中钢索初始长度略大于混凝土梁长，使得钢索在混凝土梁小变形(中柱位移小于30mm)时处于松弛状态不参与受力，在极限状态时与混凝土梁几乎同时达到承载力最大值。试验结果表明，混凝土梁-体外钢索子结构经历梁和压拱阶段以及悬链线阶段，破坏总是发生在悬链线阶段，受钢索控制。对比无钢索的试验结果，增设直径10mm、14mm钢索将混凝土梁承载力提高了167.7%、255.1%，可见增加钢索可以大幅提高混凝土梁承载力。 为了验证并补充子结构试验，建立与试件相同的有限元模型进行模拟。相比于试验结果，模拟承载力的误差小于13%，模拟极限位移的误差小于15%，此模型吻合较好。结合试验和数值模拟结果，证明通过叠加混凝土梁和钢索两部分承载力可得到混凝土梁-体外钢索子结构承载力。其中混凝土梁承载力可以通过前人提出的解析公式预测，钢索承载力可以通过钢索本构关系和变形协调关系计算得到。
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