抗连续倒塌设计基本要求

抗持续坍毁设计基本规定3.12.1安全等级为一级的高层建筑构造应满足抗持续坍毁概念设计规定；有特殊规定时，可采用拆除构件办法进行抗持续坍毁设计。3.12.2抗持续坍毁概念设计应符合下列规定：1应采用必要的构造连接方法，增强构造的整体性。2主体构造宜采用多跨规则的超静定构造。3构造构件应含有适宜的延性，避免剪切破坏、压溃破坏、锚固破坏、节点先于构件破坏。4构造构件应含有一定的反向承载能力。5周边及边跨框架的柱距不适宜过大。6转换构造应含有整体多重传递重力荷载途径。7钢筋混凝土构造梁柱宜刚接，梁板顶、底钢筋在支座处宜按受拉规定持续贯穿。8钢构造框架梁柱宜刚接。9独立基础之间宜采用拉梁连接。3.12.3抗持续坍毁的拆除构件办法应符合下列规定：1逐个分别拆除构造周边柱、底层内部柱以及转换桁架腹杆等重要构件。2可采用弹性静力办法分析剩余构造的内力与变形。3剩余构造构件承载力应符合下式规定：3.12.5构件截面承载力计算时，混凝土强度可取原则值；钢材强度，正截面承载力验算时，可取原则值的1.25倍，受剪承载力验算时可取原则值。3.12.6当拆除某构件不能满足构造抗持续坍毁设计规定时，在该构件表面附加80kN／m2侧向偶然作用设计值，此时其承载力应满足下列公式规定：条文阐明3.12抗持续坍毁设计基本规定3.12.1高层建筑构造应含有在偶然作用发生时适宜的抗持续坍毁能力。我国现行国标《工程构造可靠性设计统一原则》GB50153和《建筑构造可靠度设计统一原则》GB50068对偶然设计状态都有定性规定。在GB50153中规定，“当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，构造能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，避免出现构造的持续坍毁”。在GB50068中规定，“对偶然状况，建筑构造可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计：1)按作用效应的偶然组合进行设计或采用保护方法，使重要承重构造不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力；2)允许重要承重构造因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分含有在一段时间内不发生持续坍毁的可靠度”。构造持续坍毁是指构造因突发事件或严重超载而造成局部构造破坏失效，继而引发与失效破坏构件相连的构件持续破坏，最后造成相对于初始局部破坏更大范畴的坍毁破坏。构造产生局部构件失效后，破坏范畴可能沿水平方向和竖直方向发展，其中破坏沿竖向发展影响更为突出。当偶然因素造成局部构造破坏失效时，如果整体构造不能形成有效的多重荷载传递途径，破坏范畴就可能沿水平或者竖直方向蔓延，最后造成构造发生大范畴的坍毁甚至是整体坍毁。构造持续坍毁事故在国内外并不罕见，英国RonanPoint公寓煤气爆炸坍毁，美国AlfredP.Murrah联邦大楼、WTC世贸大楼坍毁，我国湖南衡阳大厦特大火灾后坍毁，法国戴高乐机场候机厅坍毁等都是比较典型的构造持续坍毁事故。每一次事故都造成了重大人员伤亡和财产损失，给地区乃至整个国家都造成了严重的负面影响。进行必要的构造抗持续坍毁设计，当偶然事件发生时，将能有效控制构造破坏范畴。构造抗持续坍毁设计在欧美多个国家得到了广泛关注，英国、美国、加拿大、瑞典等国颁布了有关的设计规范和原则。比较有代表性的有美国GeneralServicesAdministration(GSA)《新联邦大楼与当代重要工程抗持续坍毁分析与设计指南》(ProgressiveCollapseAnalysisandDesignGuidelinesforNewFederalOfficeBuildingsandMajorModernizationProject)，美国国防部UFC(UnifiedFacilitiesCriteria)《建筑抗持续坍毁设计》(DesignofBuildingstoResistProgressiveCollapse)，以及英国有关规范对构造抗持续坍毁设计的规定等。本条规定安全等级为一级时，应满足抗持续坍毁概念设计的规定；安全等级一级且有特殊规定时，可采用拆除构件办法进行抗持续坍毁设计。这是构造抗持续坍毁的基本规定。3.12.2高层建筑构造应含有在偶然作用发生时适宜的抗持续坍毁能力，不允许采用摩擦连接传递重力荷载，应采用构件连接传递重力荷载；应含有适宜的多出约束性、整体持续性、稳固性和延性；水平构件应含有一定的反向承载能力，如持续梁边支座、非地震区简支梁支座顶面及持续梁、框架梁梁中支座底面应有一定数量的配筋及适宜的锚固连接构造，避免偶然作用发生时，该构件产生过大破坏。3.12.3本条拆除构件设计办法重要引自美国、英国有关规范的规定。有关效应折减系数β，重要是考虑偶然作用发生后，构造进入弹塑性内力重分布，对中部水平构件有一定的卸载效应。3.12.4本条假定拆除构件后，剩余主体构造基本处在线弹性工作状态，以简化计算，便于工程应用。3.12.6本条根据现行国标《工程构造可靠性设计统一原则》GB50153的有关规定，并参考了美国国防部制订的《建筑物最低反恐怖主义原则》(UFC4-010-01)。当拆除某构件后构造不能满足抗持续坍毁设计规定，意味着该构件十分重要(可称之为核心构造构件)，应含有更高的规定，但愿其保持线弹性工作状态。此时，在该构件表面附加规定的侧向偶然作用，进行整体构造计算，复核该构件满足截面设计承载力规定。公式(3.12.6-2)中，活荷载采用频遇值，近似取频遇值系数为0.6。4.1竖向荷载4.1.1高层建筑的自重荷载、楼(屋)面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国标《建筑构造荷载规范》GB50009的有关规定采用。4.1.2施工中采用附墙塔、爬塔等对构造受力有影响的起重机械或其它施工设备时，应根据具体状况拟定对构造产生的施工荷载。4.1.3旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际状况拟定。4.1.4擦窗机等清洗设备应按其实际状况拟定其自重的大小和作用位置。4.1.5直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载：1直升机总重量引发的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定的局部荷载原则值乘以动力系数拟定。对含有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；当没有机型技术资料时，局部荷载原则值及其作用面积可根据直升机类型按表4.1.5取用。2等效均布活荷载5kN／m2。条文阐明4.1竖向荷载4