綜合吊掛體系抗連續(xù)倒塌性能分析

姚云龍陸

（華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，杭州310014）

綜合吊掛體系抗連續(xù)倒塌性能分析

（華信咨詢設(shè)計研究院有限公司，杭州310014）

摘 要綜合吊掛體系構(gòu)件破壞可能引起體系發(fā)生連續(xù)性倒塌，采用有限元分析綜合吊掛體系單根吊桿及吊桿群組失效后剩余結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及應(yīng)變特性，判斷構(gòu)件破壞及確定倒塌范圍。結(jié)果表明單根吊桿破壞會引起相鄰吊桿及橋架破壞，吊桿群組破壞會引發(fā)局部吊掛體系倒塌。通過在關(guān)鍵部位設(shè)置冗余約束可以提高體系的魯棒性。采用具有良好抗震性能的斜拉桿側(cè)向約束構(gòu)件，豎向吊桿失效后水平支撐通過斜拉桿與兩側(cè)主鋼梁形成新的有效傳力體系，單根吊桿及吊桿群組發(fā)生破壞后均不會向周邊擴(kuò)展。采用緊鄰雙斜拉桿體系進(jìn)行綜合吊掛體系分區(qū)，可控制綜合吊掛體系子區(qū)域面積滿足抗連續(xù)倒塌范圍。

關(guān)鍵詞綜合吊掛體系，關(guān)鍵構(gòu)件，連續(xù)倒塌，有限元分析，側(cè)向約束

Progressive Collapse Analysis of the Composite Suspension System

（Huaxin Consulting and Designing Institute Co．，Ltd．，Hangzhou 310014，China）

Abstract Progressive collapse may be initiated by failure of the member of the composite suspension system．Using finite element software，we analysis the stress and strain distribution of the residual composite suspension structure after the damage of the single suspender or suspender group．Based on the stress and strain distribution，it is possible to determine damage of the members and confirm the scope of collapse．The simulation results show that the failure of the adjacent members or the bridge leads to the collapse of the suspension structure．The structure robustness can be improved by adding redundant at the key position．The failure not spread after the damage of the single suspender or suspender group if the new load transfer path is formed through effective diagonal member with both sides of the main beam and horizontal structure members which have good seismic performance．

Keywords composite suspension structure，key structural members，progressive collapse，finite element analysis，lateral restraint

1 引 言

大型工業(yè)建筑及公共建筑內(nèi)部通常布置有繁雜的各類橋架，通常多種橋架各自設(shè)置吊桿直接吊掛于建筑物樓板底部。當(dāng)橋架自重較大時直接吊掛方式會對樓板造成破壞，而且大型工業(yè)建筑通常為檢修方便或者工藝需要不設(shè)置吊頂，此時應(yīng)對吊桿進(jìn)行有序排列。此類大型建筑需要綜合考慮吊掛布置并采用合理的吊掛方式。某大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部橋架布置復(fù)雜，設(shè)備上方懸掛有通信線纜橋架、母線橋架、強(qiáng)電橋架、弱電橋架、消防管道、照明橋架、通風(fēng)橋架等多種橋架，原設(shè)計各專業(yè)橋架均采用獨(dú)立鋼支撐固定于主體混凝土結(jié)構(gòu)，由于主體結(jié)構(gòu)吊掛的荷載較大，存在局部區(qū)域荷載過度集中等不利布置，對主體結(jié)構(gòu)的安全影響不能形成統(tǒng)一評估，且各專業(yè)獨(dú)立吊掛體系的安全性不利于控制。在改進(jìn)設(shè)計中考慮多工種交叉設(shè)計的復(fù)雜性，對各類橋架采用綜合吊掛的方式解決了橋架吊掛的安全性和有序性。綜合吊掛體系采用豎向吊桿連接橋架與上側(cè)綜合支架主鋼梁。其中橋架布置復(fù)雜的某層數(shù)據(jù)機(jī)房共計采用553套綜合吊掛支架，1711根吊桿，根據(jù)統(tǒng)計單根吊桿最大承擔(dān)重量為1 125 kg，單根綜合支架主鋼梁最大承擔(dān)重量為4 000 kg。綜合吊掛結(jié)構(gòu)中吊桿與主鋼梁對于整體吊掛結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要，構(gòu)件之間采用螺栓連接，存在意外失效的可能性，其失效包含主鋼梁失效以及吊桿失效，二者最終都會導(dǎo)致吊桿失效，隨之橋架傳力體系發(fā)生變化導(dǎo)致橋架局部倒塌，也可能引起連續(xù)性倒塌事故，對下部重要設(shè)備及人員造成傷害。

2 有限元分析模型

2．1 設(shè)計參數(shù)

數(shù)據(jù)機(jī)房內(nèi)部多專業(yè)橋架采用綜合吊掛體系統(tǒng)一支撐，分析橋架布置的特點(diǎn)及各工藝對吊掛體系的要求，綜合吊掛體系采用輕鋼結(jié)構(gòu)，主要承力構(gòu)件可分為主鋼梁（方鋼管□100×60×6），吊桿（Φ16螺桿），水平支撐（槽鋼6．3），橋架（開口薄壁型鋼40×35×4）。吊掛方案為主鋼梁通過扣件設(shè)置吊桿，吊桿通過水平支撐承擔(dān)橋架。材料選用Q235B，螺栓采用4．6級。主鋼梁及吊桿水平間距均限定為1 500 mm，吊桿長度為2 000 mm。數(shù)據(jù)機(jī)房吊掛區(qū)域平面尺寸為33．6 m× 20．7 m，布置吊桿195根、4行橫向橋架、6列縱向橋架。

2．2 有限元模型

建立不考慮抗側(cè)移約束的綜合吊掛體系有限元模型，分析綜合吊掛體系組成特征可知可以采取吊桿群組失效代替主鋼梁失效簡化分析模型。采用框架單元模擬吊桿、水平支撐、橋架，采用柔性薄殼單元模擬線纜，柔性薄殼厚度取150 mm，質(zhì)量密度取1 400 kg／m3，彈性模量取2．0×10－2N／mm2。假定所有單元剛性連接，吊桿單元頂部施加固定端約束，桿件均采用實(shí)際截面輸入。結(jié)合數(shù)據(jù)機(jī)房空間分割選取具有代表性的布置情況建立有限元分析模型如圖1所示。

圖1　綜合吊掛體系有限元分析模型Fig．1 Finite element model of composite suspension structure

2．3 荷載組合

綜合吊掛體系除承擔(dān)橋架、線纜等恒荷載外，還需要考慮檢修活荷載，由于吊掛體系位于密閉的機(jī)房內(nèi)，因而不考慮風(fēng)荷載。采用有限元對綜合吊掛體系進(jìn)行非線性靜力分析，綜合吊掛體系吊桿破壞后到剩余結(jié)構(gòu)達(dá)到新的平衡狀態(tài)屬于動力過程，因而按靜力法計算剩余結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，需要乘以動力放大系數(shù)來考慮拆除構(gòu)件后的動力效應(yīng)。參考美國GSA2003等規(guī)范荷載組合選用1．0恒荷載＋0．25活荷載，動力放大系數(shù)選取2．0。其中橋架恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值取500 kg／m，有限元模型中采用柔性薄殼計算；檢修荷載標(biāo)準(zhǔn)值取100 kg／m，采用上部柔性薄殼面均布荷載計算。

3 連續(xù)倒塌分析方法

3．1 倒塌過程分析

意外作用或螺栓的意外脫落均可能引起綜合吊掛體系的破壞。采用綜合吊掛體系的數(shù)據(jù)機(jī)房，所有專業(yè)橋架均通過吊掛體系支撐，當(dāng)綜合吊掛體系失效時，將不能滿足各專業(yè)橋架對吊掛間距不大于1 500 mm的要求，從而可能導(dǎo)致橋架的局部破壞，破壞處的橋架受力系統(tǒng)發(fā)生變化，綜合吊掛體系將形成新的傳力路徑，相應(yīng)破壞處的荷載將由周圍吊桿體系承擔(dān)。當(dāng)不能形成有效的多重荷載傳遞路徑時，破壞范圍將沿橋架水平面向四周擴(kuò)展，相鄰吊桿逐根破壞，最終導(dǎo)致大范圍破壞，甚至發(fā)生整體性倒塌，對機(jī)房設(shè)備破壞嚴(yán)重。因而應(yīng)提高綜合吊掛體系的魯棒性以防止出現(xiàn)連續(xù)性倒塌。

3．2 整體控制準(zhǔn)則

由分析綜合吊掛結(jié)構(gòu)倒塌過程可知，結(jié)構(gòu)體系破壞可分為三個階段：第一階段綜合吊掛結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，分為單獨(dú)吊桿破壞和主鋼梁破壞引起的吊桿群組（3根吊桿）破壞；第二階段單根吊桿破壞引起橋架小區(qū)域的破壞，此時破壞范圍僅限于吊桿四周橋架，并未引起新的吊桿破壞，或吊桿群組破壞引起橋架破壞導(dǎo)致相鄰吊桿的破壞，導(dǎo)致綜合吊掛結(jié)構(gòu)體系一個區(qū)域的子結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞；第三階段是綜合吊掛體系子結(jié)構(gòu)破壞后由于魯棒性能不良最終發(fā)生整體倒塌。根據(jù)分析通過提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全度可以滿足單根吊桿失效時破壞僅發(fā)生于橋架，不會引起相鄰吊桿的破壞；為防止吊桿群組破壞引起綜合吊掛體系連續(xù)性倒塌應(yīng)在關(guān)鍵部位布置冗余約束，采用概念設(shè)計加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、連續(xù)性，可有效改善綜合吊掛結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力。

國外相關(guān)部門編制了結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的設(shè)計規(guī)程和指南，中國規(guī)范也對結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌設(shè)計提出要求。本文參考GSA2003［1］、UFC2005［2］、英國規(guī)范［3］并考慮綜合吊掛結(jié)構(gòu)體系特點(diǎn)提出防止綜合吊掛結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)性倒塌整體控制準(zhǔn)則。數(shù)據(jù)中心根據(jù)不同單位對機(jī)房面積的要求分割建筑平面形成多個空間，分割后的各空間綜合吊掛結(jié)構(gòu)自成體系，各空間綜合吊掛體系發(fā)生連續(xù)性倒塌破壞不會影響到其他空間，針對特定空間提出針對綜合吊掛體系發(fā)生連續(xù)性倒塌評定標(biāo)準(zhǔn)為：

（1）當(dāng)拆除內(nèi)部豎向構(gòu)件時破壞范圍不應(yīng)大于機(jī)房總面積的30%；

（2）當(dāng)拆除邊緣豎向構(gòu)件時破壞范圍不應(yīng)大于機(jī)房總面積的15%。

3．3 關(guān)鍵構(gòu)件

防止綜合吊掛體系發(fā)生連續(xù)性倒塌破壞，首先要保證主要構(gòu)件及連接具有足夠承載力。規(guī)范［4］指出結(jié)構(gòu)物連續(xù)性倒塌設(shè)計需要考慮關(guān)鍵構(gòu)件設(shè)計。提高關(guān)鍵構(gòu)件的安全系數(shù)可以在造價適當(dāng)增加的情況下大幅度提高結(jié)構(gòu)的魯棒性，使綜合吊掛體系中構(gòu)件分布的拓?fù)潢P(guān)系趨于合理，從而使綜合吊掛體系避免存在容易引起連續(xù)性倒式中，αi是第i構(gòu)件對結(jié)構(gòu)總應(yīng)變能的影響，體現(xiàn)了第i構(gòu)件在結(jié)構(gòu)總能量分布中的貢獻(xiàn)；Si為第i構(gòu)件失效后的影響面積。

通過模型分析關(guān)鍵構(gòu)件并結(jié)合綜合吊掛體系特點(diǎn)，對容易引起橋架破壞的關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行全面評估，圖2為綜合吊掛體系變形及吊桿編號圖，表1、表2分別為單根吊桿和吊桿群組的重要性系數(shù)。

通過計算分析可知，橋架并列布置、橋架交匯處吊桿重要性系數(shù)較大，可以確定為關(guān)鍵構(gòu)件。此外根據(jù)綜合吊掛體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，角部區(qū)域也應(yīng)選擇為關(guān)鍵構(gòu)件。本文采用拆除構(gòu)件法進(jìn)行抗倒塌能力分析，分別選取表1、表2中六組數(shù)據(jù)研究單吊桿和單獨(dú)吊桿群組（單主鋼梁）破壞時綜合吊掛體系的抗倒塌能力。針對重要性系數(shù)最大的構(gòu)件，選擇與相鄰構(gòu)件組成兩根吊桿和兩組吊桿群組，研究兩組構(gòu)件同時發(fā)生破壞時綜合吊掛體系的倒塌過程。塌的致命缺陷［5］。

實(shí)際工程可采用“構(gòu)件移除法”評價綜合吊掛體系的整體抗倒塌能力，通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)的評估確定結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，推斷可能出現(xiàn)的最不利初始損傷模型。根據(jù)綜合吊掛體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將初始損傷模型分為單獨(dú)吊桿失效和吊桿群組失效，吊桿群組失效指吊掛于相同主鋼梁的吊桿因鋼梁失效而引起吊桿群組失效，判斷群桿重要性系數(shù)可采用線性疊加法。根據(jù)構(gòu)件重要性系數(shù)的大小確定關(guān)鍵吊桿和關(guān)鍵吊桿群組，相應(yīng)的最不利初始損傷模型可通過移除關(guān)鍵吊桿或關(guān)鍵吊桿群組得到。

針對構(gòu)件重要性系數(shù)的評估，文獻(xiàn)［6］對連續(xù)倒塌分析中結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了基于Neumann級數(shù)的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件確定方法，文獻(xiàn)［7］采用破壞觸發(fā)裝置模擬系統(tǒng)中某構(gòu)件發(fā)生瞬間失效可以模仿撤柱的受力模型，因而通過確定關(guān)鍵構(gòu)件可以研究體系的抗倒塌性能。文獻(xiàn)［8］提出構(gòu)件重要性系數(shù)要綜合考慮構(gòu)件對結(jié)構(gòu)總應(yīng)變能的影響和構(gòu)件失效后對引起連續(xù)性倒塌面積大小的影響，并提出了正則化的構(gòu)件重要性系數(shù)CIi表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要程度。

圖2　綜合吊掛體系變形及吊桿編號圖Fig．2 Deformation and suspender number of composite suspension structure

表1　單根吊桿重要性系數(shù)（節(jié)選）Table 1 Importance coefficient of one suspender（selected）

表2　吊桿群組重要性系數(shù)（節(jié)選）Table 2 Importance coefficient of suspender group（selected）

3．4 材料失效準(zhǔn)則

根據(jù)GSA2003及文獻(xiàn)［9］對結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行連續(xù)性倒塌風(fēng)險評估，分析方法包括線彈性分析和非線性分析。綜合吊掛體系采用鋼結(jié)構(gòu)，從達(dá)到屈服應(yīng)力發(fā)展到極限狀態(tài)的過程中主要特點(diǎn)是變形發(fā)展，因而綜合吊掛體系采用非線性分析方法，拆除關(guān)鍵構(gòu)件后對剩余結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計算，材料未達(dá)到極限強(qiáng)度時以吊桿變形的延性作為破壞準(zhǔn)則，當(dāng)構(gòu)件應(yīng)力超過材料極限強(qiáng)度時判定構(gòu)件相應(yīng)破壞。

結(jié)合綜合吊掛體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合采用吊桿延性系數(shù)、水平支撐和橋架塑性轉(zhuǎn)角及材料極限強(qiáng)度作為控制值。采用吊桿材料失效應(yīng)變?yōu)?．01，相應(yīng)吊桿的軸向變形限值為20 mm；水平支撐和橋架抗剪極限強(qiáng)度為360 MPa，抗拉極限強(qiáng)度為460 MPa，塑性鉸轉(zhuǎn)角采用6°。當(dāng)綜合吊掛體系構(gòu)件超過上述數(shù)值時均可認(rèn)為構(gòu)件發(fā)生破壞，原構(gòu)件承擔(dān)荷載由四周剩余構(gòu)件承擔(dān)，刪除相應(yīng)吊桿構(gòu)件及半數(shù)橋架構(gòu)件。

4 綜合吊掛體系抗連續(xù)倒塌分析

在對未發(fā)生破壞的綜合吊掛體系進(jìn)行分析得出吊桿重要性系數(shù)的基礎(chǔ)上，采用構(gòu)件移除法按照表1、表2分析的結(jié)果分別對吊桿進(jìn)行移除，分析移除部分吊桿后剩余綜合吊掛體系的受力特征及變形規(guī)律，當(dāng)構(gòu)件符合材料失效準(zhǔn)則時可判定構(gòu)件發(fā)生破壞，可以刪除相應(yīng)構(gòu)件，采用刪除破壞構(gòu)件后的剩余綜合吊掛體系模型重新分析，直到剩余綜合吊掛體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件均未發(fā)生破壞為止。

4．1 單根吊桿失效

根據(jù)表1可知，研究單根吊桿可選用關(guān)鍵構(gòu)件為吊桿41、89、155。其中，吊桿41可代表并列橋架中置吊桿，吊桿89可代表交叉橋架處共用吊桿，吊桿155可代表角部橋架吊桿。吊桿破壞后橋架形成新的傳力路徑，當(dāng)橋架不發(fā)生破壞時，原吊桿承擔(dān)的荷載通過X、Y方向的橋架傳遞到與其相鄰的吊桿，其中位于X、Y方向的四根吊桿分擔(dān)荷載最大，相應(yīng)的橋架跨度超過1 500 mm，也可能發(fā)生破壞。表3為單根吊桿移除后考慮材料極限強(qiáng)度時相應(yīng)吊桿及橋架的變形及轉(zhuǎn)角。

表3　單根吊桿失效倒塌判斷Table 3 Collapse estimation w ith the faillre of one susptnder

分析單根吊桿移除后的綜合吊掛體系變形及轉(zhuǎn)角可知對于無側(cè)向約束綜合吊掛體系，當(dāng)移除并列橋架中間關(guān)鍵吊桿41時，剩余結(jié)構(gòu)形成有效的傳力路徑，相鄰吊桿及橋架均未發(fā)生破壞。移除橋架相交處關(guān)鍵吊桿89后，相鄰5根吊桿發(fā)生破壞，部分橋架同時發(fā)生破壞，破壞區(qū)域面積占總橋架面積2．9%。當(dāng)移除角部關(guān)鍵吊桿155時，剩余結(jié)構(gòu)不能形成有效的傳力路徑，相鄰吊桿154、176相繼破壞，吊桿175與角部區(qū)域橋架同時發(fā)生破壞。破壞區(qū)域面積占總橋架面積1．3%，未引起綜合吊掛體系連續(xù)性倒塌。從分析結(jié)果可知單根吊桿移除可以滿足抗連續(xù)倒塌整體控制準(zhǔn)則第二階段的要求。

4．2 吊桿群組失效

根據(jù)表2可知，研究吊桿群組可選用關(guān)鍵構(gòu)件群組為a、d、e。其中，吊桿群組a可代表并列橋架中置吊桿，吊桿群組d可代表交叉橋架處共用吊桿，吊桿群組e可代表角部橋架吊桿。吊桿群組破壞后橋架形成新的傳力路徑，X方向橋架跨度6 000 mm，Y方向橋架跨度3 000 mm?？紤]材料極限強(qiáng)度時相應(yīng)吊桿及橋架的變形及轉(zhuǎn)角見表4。

表4　吊桿群組失效倒塌判斷Table　4 Collapse estimation w ith the failure of suspender group

根據(jù)分析可知，吊桿群組失效會引起相鄰多根吊桿失效，進(jìn)一步引起子區(qū)域橋架失效，結(jié)合機(jī)房空間布置特點(diǎn)和倒塌規(guī)律對失效構(gòu)件進(jìn)行刪除進(jìn)入下階段分析，最后得到吊桿群組失效后引起的倒塌范圍要遠(yuǎn)大于單根吊桿破壞時對綜合吊掛結(jié)構(gòu)的影響。選取具有代表性的交叉橋架處吊桿群組d，其失效后周邊體系變形見圖3，倒塌范圍見圖4。

根據(jù)表4可知吊桿群組失效后會引起局部子區(qū)域的倒塌，中間區(qū)域最大倒塌面積占總橋架面積的13．2%，邊緣區(qū)域最大倒塌面積占總橋架面積的4．8%，均滿足整體控制準(zhǔn)則，未發(fā)生超過范圍的大面積整體坍塌。

圖3　吊桿群組d失效結(jié)構(gòu)變形Fig．3 Deformation of structure when suspender group d failed

圖4　吊桿群組d失效后結(jié)構(gòu)倒塌范圍Fig．4 Collapse scope of structure when suspender group d failed

4．3 單根吊桿失效（側(cè)向約束）

根據(jù)單根吊桿失效后無側(cè)向約束綜合吊掛體系分析結(jié)果可知，無側(cè)向冗余約束時，部分重要吊桿移除后相鄰吊桿會發(fā)生破壞。根據(jù)對綜合吊掛體系進(jìn)行彈塑性時程分析可知，無側(cè)向約束構(gòu)件的綜合吊掛體系其抗側(cè)性能不滿足要求，綜合吊掛體系的抗震性能差。因而研究采用帶有抗側(cè)移構(gòu)件的綜合吊掛體系不僅能夠滿足抗震要求且符合抗連續(xù)倒塌性要求。文獻(xiàn)［10］對綜合吊掛體系進(jìn)行抗側(cè)移分析可知，增加側(cè)向斜拉桿約束構(gòu)件能夠滿足抗震位移要求，綜合支架體系較為經(jīng)濟(jì)的方案為按照3倍間距設(shè)置側(cè)向約束構(gòu)件體系，其有限元模型見圖5。分析單根吊桿89、155失效時綜合吊掛體系的破壞情況見表5。

圖5　綜合吊掛體系有限元分析模型（側(cè)向約束）Fig．5 Collapse estimation with the failure of one suspender

從表5可知，在角部及橋架相交部位設(shè)置四面十字形抗側(cè)移約束體系后，單根吊桿意外失效時，斜拉桿側(cè)向約束構(gòu)件可以有效地形成新的傳力路徑，周圍吊桿不會發(fā)生破壞。

表5　單根吊桿失效倒塌判斷（側(cè)向約束）Table 5 Estimate collapse when one suspender （lateral restraint）

4．4 吊桿群組失效（側(cè)向約束）

采用側(cè)向約束構(gòu)件的綜合吊掛體系分析吊桿群組失效時結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌能力，選取具有代表性的交叉橋架處吊桿群組d，采用圖5三倍間距側(cè)向約束體系有限元模型進(jìn)行分析，原主鋼梁失效導(dǎo)致三根豎向吊桿失效，對于有側(cè)向約束構(gòu)件的體系，主鋼梁失效的同時與該主鋼梁相連接的側(cè)向約束同時失效，除三根豎向吊桿外，同時有6根側(cè)向斜拉桿失效。子區(qū)域的變形結(jié)果如圖6所示。

從圖6可知，設(shè)置側(cè)向約束構(gòu)件的綜合吊掛系統(tǒng)，當(dāng)主鋼梁導(dǎo)致吊桿群組失效后，水平支撐與兩側(cè)鋼梁之間連接的斜拉桿形成新的傳力體系，可以有效分擔(dān)原失效吊桿支撐的橋架構(gòu)件，綜合吊掛體系不會發(fā)生破壞。

圖6　吊桿群組d失效后結(jié)構(gòu)變形（側(cè)向約束）Fig．6 Deformation of structure when suspender group d failed（lateral restraint）

5 結(jié) 論

（1）綜合吊掛體系整體性倒塌通常是由吊桿和主鋼梁的破壞導(dǎo)致，吊桿及主鋼梁的安全儲備對提高綜合吊掛體系的魯棒性具有很好的作用。

（2）主鋼梁的破壞可采用吊桿群組破壞模擬，可有效簡化綜合吊掛體系分析模型，相應(yīng)可采用對吊桿重要性系數(shù)對比的辦法確定關(guān)鍵構(gòu)件，確定關(guān)鍵主鋼梁采用關(guān)鍵吊桿群組確定法。

（3）橋架并列布置、橋架交匯、橋架角部吊桿重要性系數(shù)較大，可以確定為關(guān)鍵構(gòu)件。相應(yīng)關(guān)鍵吊桿群組應(yīng)包含確定的單吊桿關(guān)鍵構(gòu)件。

（4）單根吊桿破壞時相鄰吊桿及橋架發(fā)生破壞，不會發(fā)生跨越式大范圍破壞；吊桿群組破壞時破壞范圍擴(kuò)展較大，不會引起整體性倒塌。

（5）結(jié)合綜合吊掛體系地震作用下抗側(cè)移性能要求，在關(guān)鍵構(gòu)件部位布置斜拉桿側(cè)向約束可形成有效的傳力路徑，當(dāng)單根吊桿或吊桿群組破壞時，水平支撐通過斜拉桿與兩側(cè)主鋼梁相連接，可以有效傳遞荷載，不會發(fā)生新的破壞。

（6）通過布置緊鄰雙斜拉桿體系形成具有冗余約束的分區(qū)分割，控制綜合吊掛體系子區(qū)域面積滿足抗連續(xù)倒塌評定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。

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收稿日期：2014－04－22