1、 Available online at SciVerse ScienceDirectSystems Engineering Procedia 1 (2011) 48-54 2011 国际风险和管理组织回忆 (REM)土木工程加固混凝土框架结构抗连续倒塌的设计方法Hongyu Wanga,Youpo Sub,Qingshen Zengc 建筑工程学院，河北联合了大学；河北省地震工程研究中心；唐山， 063009, P. R. 中华人民共和国建筑工程学院，河北联合了大学；河北省地震工程研究中心；唐山， 063009, P. R. 中华人民共和国 建筑工程学院，河北联合了大学；河北省地震工程研究中
2、心；唐山， 063009, P. R. 中华人民共和国 摘要： 自“9.11”恐怖事件世界贸易中心在一瞬间倒塌以来，美国工程师开始真正关心防止钢筋混凝土建筑物的连续倒塌。事故发生时，建筑物倒塌是严重威胁公众安全。在我国，大多数公共建筑是钢筋混凝土框架结构。框架结构与剪力墙结构相比，更容易崩溃。因此，有关框架结构的连续倒塌的研究是非常重要的。美国国防部标准（ DoD2005 ）和DoD2009做一些本国和国外标，如英国标准， GSA2003 ，这个文本的研究和这些研究可以为设计师在项目设计参考使用。 2011年由Elsevier B.V. Selection、责任风险和工程管理国际会议筹备委员会
3、根据同行审查发布。 关键词：钢筋混凝土框架结构连续倒塌;土木工程;偶然事件;1.简介 建筑物抗连续倒塌能力定义是结构自发的内力调节，以防止连续倒塌损坏，然后当紧急或严重超载导致某些组件的突发故障，避免整体崩溃的能力。常用于办公楼和住宅楼，一般包括框架结构，框架 - 支撑结构体系，管结构体系和巨大的框架结构框架结构体系。许多建成的公共建筑，将建设可以划分为框架结构体系。因此，抗连续倒塌的框架结构建筑物的详细分析，有一个工程师更具有现实意义。 罗南点公寓，这是22层，建筑用预制混凝土结构，被彻底摧毁上下外部一个角落，只是因为在18楼的角落厨房中的气体爆炸。 *作者通讯电话： 15033917769
4、 E-mail地址：wanghongyu19860602 2211-3819 2011年由Elsevier B.V. Selection、责任风险和工程管理国际会议筹备委员会根据同行审查发布。DOI ： 10.1016/j.sepro.2011.08.009 承重墙使得上部层楼掉下来破坏较低的楼层，然后发生多米诺骨牌效应。罗南点公寓（图1） ， 1968年5月16日，在伦敦，英国的崩溃后，许多研究者重视高层建筑的部分或组件结构的破坏所造成的所有崩溃。 “连续倒塌”也被广泛使用在这里。 图1 罗南点公寓1968年5月16日年倒塌2.抗连续倒塌的建筑物国外标准 2.1.英国标准 英国的设计规范要求
5、5层和超过5层的建筑需考虑意外的事故。英国标准提出了三个方法如下：1 ）捆扎设计：通过有效的裙带提供横向和纵向的结构元素，以改善结构的完整性和冗余率的力量;2）桥梁设计：需要的层次结构部件应该还是跨两跨间距并没有完全失去自身能力后，其支持部分破坏。如局部塌陷，塌陷区不应超过15 面积或70平方米的;3）关键要素设计：如果删除一个组件可能导致广泛的结构倒塌，这个组件的设计应该是一个关键组成部分，也就是说，以确保结构能承受额外在每个方向的34kN /均布载荷。 英国梁连续倒塌设计过程中被认为是有效的，但相关的研究1,2,3指出，有关设计的最大的缺陷是在设计中不考虑结构延性配合力的方法不安全。 2.
6、2.美国公共服务管理局（GSA2003指南） 美国公共服务管理局（ GSA ） 4 2000年11月颁布的“渐进崩溃分析和新的联邦办公楼和大型现代化项目的设计指引” ，并在2003年修订。目的是确保本国发生故障时，局部损坏将被限制在允许的范围内，整体结构不会倒塌。 首先，指南提供了一个分析过程，以确定是否建设能够抵御连续倒塌。过程中需考虑建筑的使用率，使用年限，结构材料、结构，以及许多其他因素。如果建设过程中传递荷载，并确定倒塌的概率是低的，它可以免费进一步分析; 否则删除的组件将被用于评估结构的抗连续倒塌能力。连续倒塌分析方法，包括静态（动态）的非线性分析和静态（动态）的非线性分析。规范修正
7、线性分析是适用于10层和低于10建筑物;非线性分析方法，必须使用10层以上的建筑物。2.3.美国国防部（ DoD2005 ）标准 2005年1月，美国国防部发布结构设计抵御连续倒塌标准5 。标准设计要求，旨在抵抗连续倒塌，结构的局部破坏时连续倒塌超过3层高的建筑物是可以预防和期望一个显着增加抵抗连续倒塌能力较低的投资。本标准如下ASCE 7-02显示两个常用的方法可以减少连续倒塌的可能性：直接和间接设计。1） 根据UFC4 -010- 01 ， DoD2005分为四个保护级别建筑物保护（ VLLOP非常低的水平） ，低级别的保护（ LLOP ） ，适度的保护水平（ MLOP ）和高防护级别（
8、HLOP ）。不同的防塌措施应对不同程度的保护。 VLLOP和LLOP需要一个间接的设计和修复裙带力水平。然而，如果一个垂直结构成员不能提供所需的垂直群带力，设计师必须使用申请替代路径的方法来证明是否可以跨越结构材料失去效果。MLOP和HLOP 应用AP的方法是区分承载力可以提供足够的暂停和额外的抗弯承载力。最后，垂直承重构件环绕其一楼额外的延性要求，提高能力，以抵抗连续倒塌。图2中的具体表现。2） 在DoD2005标准，计算载荷的备用路径，有三种分析方法：线性静态分析，非线性静力分析和非线性动力学分析。3） 使用的非线性动力学分析计算荷载组合： 荷载：（ 0.9or1.2D ） + （ 0.
9、5Lor0.2S ） +0.2 W （1） 其中 D =恒载（ KN/M2或lb/ft2 ） L=活荷载（ kN/m2或 lb/ft2 ） S=雪负载（ kN/m2或 lb/ft2 ） W=风荷载，作为主要的风力定义 - 抗系统ASCE 7-02第6条（ KN/m2或 lb/ft2 ）4） 线性和非线性静力分析：使用之后增加设计荷载组合围绕搬迁元素分析，相邻的结构和删除的组件计算荷载组合如下：荷载= 2（ （ 0.9或1.2 ）D + （ 0.5L或0.2S ）+0.2 W （2） 对结构的其他部分，载荷是相同的动态分析。 5）静态分析的垂直载荷考虑动力放大系数： 2 6）最大允许塑料旋转（拉
10、德）加固混凝土框架结构： 0.105 （ LLOP ） ， 0.0698 （ MLOP ， HLOP ） 。 7）在铁力的方法，建筑机械地绑在一起，增强连续性、延展性和发展备用荷载路径。可提供所需的外部条件，外墙和角柱裙带部分所使用的材料相同，以满足周边或内部的裙带要求部分或全部。不考虑楼板，主梁的粘结强度的贡献。 8）DoD2005 是与GSA2003有一些差异，需要每一个与删除组件在每个楼层的平面位置应用备用路径方法分析。每次删除一个组件，如果架桥证明是不能拆除承重构件之一，结构必须重新设计或改造，以增加桥接能力。注意结构重新设计或改造的应用只是在缺乏元素，即如果一个结构可以不被显示，超过
11、取出长边中心的典型列桥梁，工程师必须开发适合或类似的重设计或改造，列和其他类似的列。这种新的设计必须应用到其他外部列线列。 图2 MLOP在新的和现有建筑的设计过程 2.4.美国国防部（ DoD2009 ）标准 2009年7月，美国国防部发表“设计结构抗连续倒塌” （简称是DoD2009的标准） 6这对于DoD2005 是显着的变化。只有约去除垂直构件的位置是为DoD2005 ，其余均改为相同。相比与DoD2005标准： 1 ）反处级分类倒塌建设要求是B不同的.DoD2005的保护级别分为高，中，低，极低的四个层次，但占用水平和建筑功能的DoD2009标准或基于临界分为， ，四个级别。2）对塌
12、陷区的限制：不允许出现任何建筑元素完全被摧毁。1.2 +0.8 / CIF （5 ）， CIF ： 3） RLIF （相对负荷增长的因素） ，修改为从原来的2.0如类型的RC框架结构系数增加不可抗力4 ）变形控制的有关框架结构非线性静力分析：昼夜温差（动态增长因素） 夜温差= 1.04 +0.45 /（ + 0.48 ） 2.0 （3） PRA是塑料的旋转角度， 是产量的旋转 5 ）非线性动力学分析的荷载组合 = 1.2D +0.5 L + （4) = 0.002 ，其中=横向荷载 0.002 =名义横向载荷应用负载应用在每个楼层，每一面（即，面对建 筑的每个楼层，四荷载组合必须为长方形建筑评估） =是地板上重力荷载的总和（恒荷载和活荷载 ） 6 ）替代理性分析：备用路径的分析和设计的性能，在文档中的任何内容不得被解释为阻止任何替代的分析过程是合理的使用和工程力学与动力学的基本原则为基础。例如，采用手工计算或电子表格的简化分析方法可能是适用于某些类型的建筑物，如承重墙结构更有效。7）对于占用类别二：包括有关使用备用路径方法，而不是钢的力量逐渐破坏的修订设计。8） ASCE41 -06失效准则是指由DoD200
