高層建筑混凝土框架結構雙柱失效的抗連續(xù)倒塌研究.pdf

1、伴隨著中國經濟的快速發(fā)展，中國的建設技術水平有了很大程度的提高，高層建筑越來越多，建筑結構較之于以前的情況更加地復雜化和大型化。與此同時，結構是否能夠保證具有足夠的安全性能來抵抗外界的各種作用因素就更為重要了。建筑在漫長的使用過程中，可能會遭受偶然荷載的作用，如爆炸、撞擊、人為的恐怖襲擊等非自然災害和地震、海嘯等自然災害，在這種災害情況下，結構可能局部破壞失效進而發(fā)生連續(xù)倒塌破壞，這不僅可能造成嚴重的經濟損失，而且還可能帶來慘重的人員傷

2、亡，同時還可能產生惡劣的社會影響。實際建筑結構在遭受意外荷載的情況下，是否能夠保證不會發(fā)生連續(xù)倒塌破壞，建筑結構是否具有足夠的安全性，是一個很重要的問題。
　　1968年英國公寓“Ronan Point”連續(xù)倒塌破壞事件使此種破壞問題引起了世界的關注，美國、英國等國家首先對此問題進行了應對，對連續(xù)倒塌問題提出了概念性的分析，對建筑結構遭受意外荷載情況下防止發(fā)生連續(xù)倒塌的設計方法進行了研究。英國提出了考慮意外荷載的要求，美國提出了轉

3、變途徑法和局部抗力增強法，并相繼針對連續(xù)倒塌問題對各自的規(guī)范進行了補充應對，而且這方面的研究也一直步步深入。在專家們進行抗連續(xù)倒塌研究的數十年來，全世界的各個國家又陸續(xù)出現了多起重大的嚴重倒塌事件，對經濟、社會都產生了很大的影響，抗連續(xù)倒塌在結構設計中的重要性日益得到土木工程界的關注。
　　幾十年來，中國國內也發(fā)生了多起嚴重的連續(xù)倒塌破壞事件。隨著國內一些土木專業(yè)的專家對結構抗連續(xù)倒塌設計越來越多的關注和研究，成果越來越多;近年，

4、我國在規(guī)范中加入了抗連續(xù)倒塌的結構設計方法，包括結構布置、構造措施、受力計算等方面的要求。
　　抗連續(xù)倒塌的計算分析方法可以分為四種，分別為線性靜力方法、線性動力方法、非線性靜力方法和非線性動力方法;本研究中逐個考察對比了這四種方法。
　　國內和國外設計規(guī)范中抗連續(xù)倒塌的拆除構件設計方法，是對整體結構依次假想一個結構周邊的豎向受力構件或者底層內部豎向受力構件失效，考察剩余結構能否不倒塌;也就是說，他們針對的是某一個構件失效而

5、產生的連續(xù)倒塌破壞。但是實際結構在遭受偶然荷載情況下，可能會發(fā)生兩根甚至三根柱子同時失效的情況，如何防御這可能導致的連續(xù)倒塌？現行規(guī)范中抗連續(xù)倒塌的計算分析方法沒有考慮這種兩根或三根柱同時失效的情況，這就形成了防御的漏洞。
　　本文應用有限元軟件計算兩根柱子同時失效的結構能否避免連續(xù)倒塌，并計算一根柱子失效的結構能否避免連續(xù)倒塌以做對比。研究表明，拆除結構中兩根柱子進行抗連續(xù)倒塌的有限元分析完全可行;兩根柱子失效對連續(xù)倒塌的影響和

6、一根柱子失效對連續(xù)倒塌的影響非常不同，按一根柱子失效對于抗連續(xù)倒塌的滿意計算結論并不意味著結構完全能夠抗連續(xù)倒塌;局部抗力增強法的抗連續(xù)倒塌效果更好，盡可能避免結構構件失效是避免連續(xù)倒塌的最好辦法。
　　總之，我國在混凝土結構設計規(guī)范GB50010-2010和高層建筑混凝土結構技術規(guī)程JGJ3-2010中的抗連續(xù)倒塌對策是積極的進步;但是，對整體結構依次假想一個結構周邊的豎向受力構件或底層內部豎向受力構件失效，考察剩余結構能否不倒