[分享]国内外防连续倒塌设计思路概要

作者:Struggle 时间: 2020-09-07 11:06 阅读:

  什么是“连续倒塌”?FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  “连续倒塌”,一种建筑工程界的灾难事情,每次发作简直都随同着大量人员伤亡和财富损失,土木工程专业从业者应该对这个名词不会生疏,那终究什么是“连续倒塌”呢?先来看看这几个工程实例。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  1968年5月16日,伦敦Ronan Point地域一高层公寓,18层一单元煤气爆炸毁坏房间外墙板,使得整栋楼的角部发作多米诺骨牌效应从上到下坍塌至底层,这就是历史上著名的“罗兰”倒塌事情(图一)。该次事故中共有4人死亡和17人受伤。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图一FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  美国俄克拉荷马州联邦大楼是一座9层钢筋混凝土构造的政府职能大楼。1995年4月19日恐惧分子引爆炸弹招致联邦大楼大范围毁坏,构造整个立面完整倒塌,左近的几栋建筑也遭到不同水平的毁坏(图二)。这次事故招致168人死亡和超越500人受伤。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图二FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  2001年9月11日,美国两架波音767飞机遭到劫持分别撞击世贸中心的北楼和南楼。受冲击层的上部向下部的坍塌惹起了连续性坍塌(图三)。此次事情直接形成了3000多人的死亡和巨额财富损失,严重冲击了美国和世界经济,以至影响了今后数十年的世界格局。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图三FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  我国也存在很多连续倒塌事情,如:湖南衡阳大厦特大火灾倒塌事情,石家庄特大连环爆炸事情和湖南邵阳“1.31”特大爆炸事情中居民楼的倒塌,广东九江大桥发作“船撞桥塌”事故中的桥面坍塌等。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  美疆土木工程师协会(ASCE)在《建筑或其它构造最小设计荷载》中将“连续倒塌”定义为:初始部分毁坏从构件到构件不时传播,招致构造最终发作整体倒塌或与初始毁坏不成比例的大范围的部分倒塌。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  所谓“连续倒塌”是指构造由于偶尔荷载作用产生部分毁坏,进而形成相邻衔接构件发作连续毁坏,最终招致构造发作大范围的部分倒塌或者整体倒塌。上述几个事情,“必然性”和“不成比例的毁坏”是其共同特征,都是由于撞击、爆炸等偶尔荷载的作用招致某一根构造构件失效,进而招致构造整体或大范围产生毁坏。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  “连续倒塌”产生的缘由FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  详细剖析其倒塌缘由,罗兰公寓的构造体系为装配式混凝土板式构造,承重墙板和楼板全部预制,图四为公寓的墙板典型衔接结构节点。各预制板之间的节点仅有齿槽灌浆相连而无钢筋衔接,构造缺乏整体性和足够的冗余度,当18 楼套间的外墙被炸飞后,构造没有足够的荷载传送途径,因而产生了连锁坍塌反响。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图四FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  俄克拉荷马州联邦大楼的倒塌的直接缘由,则是由于爆炸炸断了却构底层的一根框支柱,招致相邻两根柱子受剪严重毁坏,柱所支承的转换梁失效,从而转换梁上支承的柱子失效,上部楼板的塌落依次传送下去,最终招致构造整个立面的完整倒塌。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  世贸中心大厦是由于飞机撞击后产生的宏大冲击毁坏以及大火熄灭惹起的高温招致钢材的软化,进而招致部分楼层的塌落,塌落冲击荷载一层层的向下传送,最终招致大楼轰然倒塌。从这次倒塌事故来看,固然也是部分毁坏最终招致整个大楼的倒塌,但是在遭遇如此宏大的飞机撞击而大面积毁坏后构造尚能维持稳定,经过大火熄灭一小时后才倒塌,为灾祸发作后的救援提供了珍贵的时间,能够说世贸中心双塔的构造己经表现出了良好的抗连续倒塌性能。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  各国标准是如何防“连续倒塌”设计的?FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  自RONAN POINT公寓发作“连续倒塌”事情以后,英国、美国、加拿大、日本等兴旺国度都停止了相关的研讨工作,并陆续在标准中增加了关于如何改善构造抗连续倒塌才能的规则。下面来看看各国标准是如何做的吧。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  1)美国FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  美国《联邦政府办公楼以及大型现代建筑连续倒塌剖析和设计指南》(GSA2003)和《建筑抗连续倒塌设计》(Do D2009) 较为细致的论述了却构的抗连续倒塌设计办法和流程。目前,国内外大多数学者的抗连续倒塌研讨均以这两本标准为主要根据。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  GSA2003提出了判别建筑能否能够免于停止抗连续倒塌剖析的流程图,若倒塌风险较高,则将采用撤除构件法对构造的抗连续倒塌才能停止评价。撤除构件法是将构造中的局部构件撤除,模仿构造的初始毁坏,经过有限元法剖析构造中局部构件撤除后的剩余构造的强度,判别构造能否会发作连续倒塌。这种办法的本质是加强构造的冗余度,提供有效的备用传力途径,因而又被称为“替代途径设计法”(Alternate Path Method)。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  与 GSA2003 相比,Do D2009 对请求做抗连续倒塌性能剖析的建筑停止分类。针对不同的分类规范采用拉构造件法、撤除构件法和附加的延性请求等停止设计。拉构造件法经过合理设置构造构件以及对构件间的衔接停止验算来保证构件的衔接,从而保证构造的整体性和备用荷载传送途径。拉结方式上分为程度拉结和竖向拉结;从受力机制上,程度拉结包括梁机制和悬索机制。图五为构件拉结表示图。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图五FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  2)英国FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  为避免构造发作连续倒塌,英国标准设计过程分为三个步骤:(l)在构造体系中设置拉结系杆以进步构造的整体性;(2)经过移除构件的方式来检查构造的部分毁坏,以确保部分失效不会形成构造大面积不成比例的连续倒塌;(3)肯定构造的关键构件且优先经过特殊设计,以确保该构件在偶尔荷载下不会失效。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  3)欧洲其他国度FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  欧洲采用的办法与英国相似,但在设计过程中引入了三个设计原则,一是扫除或减少爆炸等一些可产生偶尔荷载的源头。二是从构造受力性能思索保证构造的连续性以及有足够的冗余度,如拉构造件法等。三是对关键受力构件停止的重点设计,可经过应用构件的悬索作用而将毁坏限制在部分。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  4)中国FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  我国标准中《混凝土构造设计标准》3.6节和《建筑抗震设计标准》3.5节作了少许规则,此外2014年编制的工程建立协会规范《建筑构造抗倒塌设计标准》规则较为细致,标准中将抗连续倒塌设计办法归结为四类:概念设计、拉构造件法、撤除构件法和部分增强法。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  构造概念设计主要从计划布置、整体性、延性、冗余度等方面动手以加强构造的抗连续倒塌才能,降低构造连续倒塌的风险。但是概念设计难以量化,严重依赖设计人员的程度和经历。典型的实例有成都双流国际机场T2航站楼与成都市规划展览馆等。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  拉构造件法、撤除构件法与GSA2003、DoD2009的办法较为类似,我国标准中细致阐明了线性静力法、非线性静力法、非线性动力法三种剖析办法的撤除过程,包括荷载的取值,动力放大系数,荷载的施加,构件毁坏的判别规范等关键问题,可操作性强,是目前运用的最广的办法。图六为国内某美术馆局部构造的抗连续倒塌剖析,经过依次撤除构造角柱剖析剩余构造能否存在备用荷载传送途径以避免连续倒塌。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  部分增强法又称关键构件法,在我国标准中规则较少。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图六FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  5)各国标准的异同FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  设计办法可分为直接设计法和间接设计法,概念设计和拉构造件法属于间接设计法,而撤除构件法和部分增强规律属于直接设计法。直接设计需求对构造停止量化和模型化,而间接设计主要经过结构措施来保证,不思索偶尔荷载的作用。图七为各国标准的异同,其中“●”表示细致规则,操作性强;“〇”表示有采用,但操作性不强;“X”表示只是提及或不采用。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  图七FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  结语FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  随着我国经济的开展,越来越多的大型公共建筑物请求停止抗连续倒塌设计和评价,如奥运水立方、莫斯科中国贸易中心、虹桥综合交通枢纽等。因而建筑构造的抗连续倒塌问题成为当前我国工程界关注的热点之一。但是相比其他工程防灾减灾问题而言,抗连续倒塌问题的研讨时间不长,且是一个复杂的动态过程,至今还没有一个国度能就此提出准确、定量的计算办法。同时我国新建大型公共建筑数量众多,但抗连续倒塌设计却较少,在增强建筑构造的防“连续倒塌”设计上,我们土木人仍“道阻且长”,但我深信“行则将至”。FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  参考文献FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [1] 何庆锋. 钢筋混凝土框架构造抗倒塌性能实验研讨[D]. 湖南大学, 2010.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [2] 田启祥. 钢筋混凝土框架构造抗连续倒塌设计办法比照及性能校验[D]. 重庆大学, 2010.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [3] 杜振辉. 框架构造抗连续倒塌设计与延性剖析[D]. 大连理工大学, 2009.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [4] GB 50011-2010, 建筑抗震设计标准[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [5] GB 50010-2010, 混凝土构造设计标准[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

  [6] 吴莉莉(WU Lily). 李自健美术馆钢构造工程抗连续倒塌剖析与机制研讨[D]. 2017.FIQ七二检测-工程检测,教程,报告,记录,程序,考试,标准,招聘,求职等

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