高層建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)雙柱失效的抗連續(xù)倒塌研究.pdf

1、伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)的建設(shè)技術(shù)水平有了很大程度的提高，高層建筑越來越多，建筑結(jié)構(gòu)較之于以前的情況更加地復(fù)雜化和大型化。與此同時(shí)，結(jié)構(gòu)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(zhǎng)的使用過程中，可能會(huì)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(zāi)害和地震、海嘯等自然災(zāi)害，在這種災(zāi)害情況下，結(jié)構(gòu)可能局部破壞失效進(jìn)而發(fā)生連續(xù)倒塌破壞，這不僅可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且還可能帶來慘重的人員傷

2、亡，同時(shí)還可能產(chǎn)生惡劣的社會(huì)影響。實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)在遭受意外荷載的情況下，是否能夠保證不會(huì)發(fā)生連續(xù)倒塌破壞，建筑結(jié)構(gòu)是否具有足夠的安全性，是一個(gè)很重要的問題。
　　1968年英國(guó)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(guān)注，美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家首先對(duì)此問題進(jìn)行了應(yīng)對(duì)，對(duì)連續(xù)倒塌問題提出了概念性的分析，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)遭受意外荷載情況下防止發(fā)生連續(xù)倒塌的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。英國(guó)提出了考慮意外荷載的要求，美國(guó)提出了轉(zhuǎn)

3、變途徑法和局部抗力增強(qiáng)法，并相繼針對(duì)連續(xù)倒塌問題對(duì)各自的規(guī)范進(jìn)行了補(bǔ)充應(yīng)對(duì)，而且這方面的研究也一直步步深入。在專家們進(jìn)行抗連續(xù)倒塌研究的數(shù)十年來，全世界的各個(gè)國(guó)家又陸續(xù)出現(xiàn)了多起重大的嚴(yán)重倒塌事件，對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)都產(chǎn)生了很大的影響，抗連續(xù)倒塌在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性日益得到土木工程界的關(guān)注。
　　幾十年來，中國(guó)國(guó)內(nèi)也發(fā)生了多起嚴(yán)重的連續(xù)倒塌破壞事件。隨著國(guó)內(nèi)一些土木專業(yè)的專家對(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)越來越多的關(guān)注和研究，成果越來越多;近年，

4、我國(guó)在規(guī)范中加入了抗連續(xù)倒塌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，包括結(jié)構(gòu)布置、構(gòu)造措施、受力計(jì)算等方面的要求。
　　抗連續(xù)倒塌的計(jì)算分析方法可以分為四種，分別為線性靜力方法、線性動(dòng)力方法、非線性靜力方法和非線性動(dòng)力方法;本研究中逐個(gè)考察對(duì)比了這四種方法。
　　國(guó)內(nèi)和國(guó)外設(shè)計(jì)規(guī)范中抗連續(xù)倒塌的拆除構(gòu)件設(shè)計(jì)方法，是對(duì)整體結(jié)構(gòu)依次假想一個(gè)結(jié)構(gòu)周邊的豎向受力構(gòu)件或者底層內(nèi)部豎向受力構(gòu)件失效，考察剩余結(jié)構(gòu)能否不倒塌;也就是說，他們針對(duì)的是某一個(gè)構(gòu)件失效而

5、產(chǎn)生的連續(xù)倒塌破壞。但是實(shí)際結(jié)構(gòu)在遭受偶然荷載情況下，可能會(huì)發(fā)生兩根甚至三根柱子同時(shí)失效的情況，如何防御這可能導(dǎo)致的連續(xù)倒塌？現(xiàn)行規(guī)范中抗連續(xù)倒塌的計(jì)算分析方法沒有考慮這種兩根或三根柱同時(shí)失效的情況，這就形成了防御的漏洞。
　　本文應(yīng)用有限元軟件計(jì)算兩根柱子同時(shí)失效的結(jié)構(gòu)能否避免連續(xù)倒塌，并計(jì)算一根柱子失效的結(jié)構(gòu)能否避免連續(xù)倒塌以做對(duì)比。研究表明，拆除結(jié)構(gòu)中兩根柱子進(jìn)行抗連續(xù)倒塌的有限元分析完全可行;兩根柱子失效對(duì)連續(xù)倒塌的影響和

6、一根柱子失效對(duì)連續(xù)倒塌的影響非常不同，按一根柱子失效對(duì)于抗連續(xù)倒塌的滿意計(jì)算結(jié)論并不意味著結(jié)構(gòu)完全能夠抗連續(xù)倒塌;局部抗力增強(qiáng)法的抗連續(xù)倒塌效果更好，盡可能避免結(jié)構(gòu)構(gòu)件失效是避免連續(xù)倒塌的最好辦法。
　　總之，我國(guó)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010和高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2010中的抗連續(xù)倒塌對(duì)策是積極的進(jìn)步;但是，對(duì)整體結(jié)構(gòu)依次假想一個(gè)結(jié)構(gòu)周邊的豎向受力構(gòu)件或底層內(nèi)部豎向受力構(gòu)件失效，考察剩余結(jié)構(gòu)能否不倒