高层课件5 第四章 设计计算的基本规定 - 抗连续倒塌设计

1、4.94.9 抗连续倒塌设计基本要求抗连续倒塌设计基本要求属新规范增加内容属新规范增加内容增加内容为：防连续倒塌设计原则，增增加内容为：防连续倒塌设计原则，增强结构的整体稳定性，提高混凝土结构强结构的整体稳定性，提高混凝土结构抗偶然作用的能力。抗偶然作用的能力。1968年英国年英国Ronan Point公寓，公寓，28层装配层装配式钢筋混凝土大板结构。第式钢筋混凝土大板结构。第18层一个单元层一个单元煤气爆炸。墙板脱落并跌落到下层、楼板煤气爆炸。墙板脱落并跌落到下层、楼板破坏亦倒塌到一层，从而发生该公寓角部破坏亦倒塌到一层，从而发生该公寓角部连续倒塌到地面。连续倒塌到地面。2006年年11月月

2、17日凌晨日凌晨2时时50分，大连市甘分，大连市甘井子区居民楼，一居民单元装修房屋私自井子区居民楼，一居民单元装修房屋私自改动液化气管线，发生煤气泄漏爆炸事故，改动液化气管线，发生煤气泄漏爆炸事故，二、三层楼板严重倒塌，外墙炸开一道长二、三层楼板严重倒塌，外墙炸开一道长8m宽宽0.5m的孔洞。的孔洞。新华网北京2011年4月11日电 （记者卢国强）11日上午，北京市朝阳区和平街12区3号楼5单元发生爆炸事故，造成楼体部分坍塌。截至10时30分，事故已导致1人死亡、1人受伤，北京市公安、消防部门正对现场进行全力搜救。“当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构

3、仍可保持必要的整体稳定性，件时，结构仍可保持必要的整体稳定性，不会出现与起因不相称的后果。不会出现与起因不相称的后果。”“在特定类型的偶然作用发生时或发生后在特定类型的偶然作用发生时或发生后，结构体系可能局部破坏（塌垮），但应，结构体系可能局部破坏（塌垮），但应具有依靠结构继续承载而避免发生与作用具有依靠结构继续承载而避免发生与作用不相匹配的大范围破坏或连续倒塌的能力不相匹配的大范围破坏或连续倒塌的能力。”压力荷载（如爆炸、龙卷风）压力荷载（如爆炸、龙卷风）撞击力（如机器碰撞、摆动物体的撞击等）撞击力（如机器碰撞、摆动物体的撞击等）变形有关的作用（地基基础下陷、沉降）等非正变形有关的作用（地基

4、基础下陷、沉降）等非正常事件引起的地质灾害、轰炸等不可抗拒的作用常事件引起的地质灾害、轰炸等不可抗拒的作用不包括在防连续倒塌设计范围不包括在防连续倒塌设计范围对于建筑结构，内部爆炸是最常见的偶然作用。对于建筑结构，内部爆炸是最常见的偶然作用。偶然作用（爆炸）的特点：量值很大，作用时间偶然作用（爆炸）的特点：量值很大，作用时间很短。很短。 防倒塌设计的难度和代价很大，一般结构只防倒塌设计的难度和代价很大，一般结构只进行防连续倒塌的概念设计：如加强楼梯、避难进行防连续倒塌的概念设计：如加强楼梯、避难室、底层边墙、角柱等重要部位；在关键要害区室、底层边墙、角柱等重要部位；在关键要害区域设置缓冲装置（

5、防撞墙、裙房等）或泄能通道域设置缓冲装置（防撞墙、裙房等）或泄能通道（开敞布置或轻质墙体、轻质屋盖等）；布置分（开敞布置或轻质墙体、轻质屋盖等）；布置分割缝以控制倒塌范围；增加关键部位的冗余约束割缝以控制倒塌范围；增加关键部位的冗余约束及备用传递途径以定性设计的方法增强结构的防及备用传递途径以定性设计的方法增强结构的防连续倒塌的能力。连续倒塌的能力。1 1、局部加强法、局部加强法2 2、拉结构件法、拉结构件法3 3、拆除构件法、拆除构件法拆除竖向构件后，其所支撑的水平构件在维持其极限承载力的条件下，能够承受直接传递到水平构件上的荷载，具备足够的跨越能力。（设置拉杆将建筑物连接在一起，增强结构连

6、续性的延性，提供了荷载传递的新途径，拉杆有水平拉杆、竖向拉杆两类。）偶然作用柱失效柱所支承的梁为拉弯构件通过梁机制、悬链线机制（悬索机制）避免连续倒塌图：水平构件拉结图：水平构件拉结难以采用以上两种方法时(为某些构件一旦拆除无替代传力途经或有替代途经但代价过大),则该构件可称为关键构件,应提高其安全储备.额外增加关键构件的荷载,进行验算.第3.12.1条：高层建筑结构应符合下列规定： 1 安全等级为一、二级时，应满足抗连续倒塌概念设计的要求； 2 安全等级一级且有特殊要求时，可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。第3.12.2条：抗连续倒塌概念设计应符合下列要求：1 通过必要的结构连接，增强结

7、构的整体性。 （不允许采用仅靠摩擦连接传递重力荷载的传递方式）2 主体结构宜采用多跨规则的超静定结构；3 结构构件应具有适宜的延性，避免剪切破坏、 压溃破坏、锚固破坏、节点先于构件破坏；4 结构构件应具有一定的反向承载能力；5 周边及边跨框架的柱距不宜过大；6 转换结构应具有整体多重传递重力荷载途径；7 钢筋混凝土结构梁柱宜刚接，梁板顶、底钢筋在支座处宜按受拉要求连续贯通；8 钢结构框架梁柱宜刚接；9 独立基础之间宜采用拉梁连接。 第3.12.3条：抗连续倒塌的拆除构件方法应符合下列基本要求： 1 逐个分别拆除结构周边柱、底层内部柱以及转换桁架腹杆等重要构件； 2 可采用弹性静力方法分析剩余结

8、构的内力与变形； 3 剩余结构构件承载力应满足下式要求： RS (3.12.3) S 剩余结构构件内力设计值，可按本规程3.12.4计算； R剩余结构构件承载力设计值，可按本规程3.12.5采用； 效应折减系数。对中部水平构件取0.67，对角部和悬挑水平构件取1.0，其他构件取1.0。第3.12.4条：结构抗连续倒塌设计时，荷载组合的内力设计值可按下式确定： ()dGKqiqikcwqwkSSSS3.12.5条：构件截面承载力计算时，混凝土强度可取标准值；钢材强度，正截面承载力验算时，可取标准值的1.25 倍，受剪承载力验算时可取标准值。第3.12.6条：拆除构件不能满足结构抗连续倒塌要求时，该构件表面附加60kN/m2 侧向偶然作用标准值，构件承载力应满足式(3.12.6-1)的要求。 Rd Sd (3.12.6-1) Sd =1.2S GK + 0.5S QK +1.3S BK (3.12.6-2) 式中: d R 构件承载力设计值，按本规程3.8.1条计算； Sd 构件内力设计值； S