3.12.1 安全等級(jí)為一級(jí)的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)要求;有特殊要求時(shí),可采用拆除構(gòu)件方法進(jìn)行抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。
3. 12.2 抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 應(yīng)采取必要的結(jié)構(gòu)連接措施,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。
2 主體結(jié)構(gòu)宜采用多跨規(guī)則的超靜定結(jié)構(gòu)。
3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有適宜的延性,避免剪切破壞、壓潰破壞、錨固破壞、節(jié)點(diǎn)先于構(gòu)件破壞。
4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有一定的反向承載能力。
5 周邊及邊跨框架的柱距不宜過(guò)大。
6 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應(yīng)具有整體多重傳遞重力荷載途徑。
7 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱宜剛接,梁板頂、底鋼筋在支座處宜按受拉要求連續(xù)貫通。
8 鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱宜剛接。
9 獨(dú)立基礎(chǔ)之間宜采用拉梁連接。
3.12.3 抗連續(xù)倒塌的拆除構(gòu)件方法應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 逐個(gè)分別拆除結(jié)構(gòu)周邊柱、底層內(nèi)部柱以及轉(zhuǎn)換桁架腹桿等重要構(gòu)件。
2 可采用彈性靜力方法分析剩余結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形。
3 剩余結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力應(yīng)符合下式要求:

3.12.5 構(gòu)件截面承載力計(jì)算時(shí),混凝土強(qiáng)度可取標(biāo)準(zhǔn)值;鋼材強(qiáng)度,正截面承載力驗(yàn)算時(shí),可取標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍,受剪承載力驗(yàn)算時(shí)可取標(biāo)準(zhǔn)值。
3.12.6 當(dāng)拆除某構(gòu)件不能滿足結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)要求時(shí),在該構(gòu)件表面附加80kN/m2側(cè)向偶然作用設(shè)計(jì)值,此時(shí)其承載力應(yīng)滿足下列公式要求:

條文說(shuō)明
3.12 抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)基本要求
3.12.1 高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有在偶然作用發(fā)生時(shí)適宜的抗連續(xù)倒塌能力。我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153和《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50068對(duì)偶然設(shè)計(jì)狀態(tài)均有定性規(guī)定。在GB 50153中規(guī)定,“當(dāng)發(fā)生爆炸、撞擊、人為錯(cuò)誤等偶然事件時(shí),結(jié)構(gòu)能保持必需的整體穩(wěn)固性,不出現(xiàn)與起因不相稱的破壞后果,防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌”。
在GB 50068中規(guī)定,“對(duì)偶然狀況,建筑結(jié)構(gòu)可采用下列原則之一按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì):1)按作用效應(yīng)的偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)或采取保護(hù)措施,使主要承重結(jié)構(gòu)不致因出現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件而喪失承載能力;2)允許主要承重結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件而局部破壞,但其剩余部分具有在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度”。
結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌是指結(jié)構(gòu)因突發(fā)事件或嚴(yán)重超載而造成局部結(jié)構(gòu)破壞失效,繼而引起與失效破壞構(gòu)件相連的構(gòu)件連續(xù)破壞,最終導(dǎo)致相對(duì)于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部構(gòu)件失效后,破壞范圍可能沿水平方向和豎直方向發(fā)展,其中破壞沿豎向發(fā)展影響更為突出。當(dāng)偶然因素導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)破壞失效時(shí),如果整體結(jié)構(gòu)不能形成有效的多重荷載傳遞路徑,破壞范圍就可能沿水平或者豎直方向蔓延,最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生大范圍的倒塌甚至是整體倒塌。
結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌事故在國(guó)內(nèi)外并不罕見(jiàn),英國(guó)Ronan Point公寓煤氣爆炸倒塌,美國(guó)AlfredP.Murrah聯(lián)邦大樓、WTC世貿(mào)大樓倒塌,我國(guó)湖南衡陽(yáng)大廈特大火災(zāi)后倒塌,法國(guó)戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)候機(jī)廳倒塌等都是比較典型的結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌事故。每一次事故都造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,給地區(qū)乃至整個(gè)國(guó)家都造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì),當(dāng)偶然事件發(fā)生時(shí),將能有效控制結(jié)構(gòu)破壞范圍。
結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)在歐美多個(gè)國(guó)家得到了廣泛關(guān)注,英國(guó)、美國(guó)、加拿大、瑞典等國(guó)頒布了相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。比較有代表性的有美國(guó)General Services Administration(GSA)《新聯(lián)邦大樓與現(xiàn)代主要工程抗連續(xù)倒塌分析與設(shè)計(jì)指南》(Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Project),美國(guó)國(guó)防部UFC(Unified Facilities Criteria 2005)《建筑抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)》(Design of Buildings to Resist Progressive Collapse),以及英國(guó)有關(guān)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)的規(guī)定等。
本條規(guī)定安全等級(jí)為一級(jí)時(shí),應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計(jì)的要求;安全等級(jí)一級(jí)且有特殊要求時(shí),可采用拆除構(gòu)件方法進(jìn)行抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。這是結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的基本要求。
3.12.2 高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有在偶然作用發(fā)生時(shí)適宜的抗連續(xù)倒塌能力,不允許采用摩擦連接傳遞重力荷載,應(yīng)采用構(gòu)件連接傳遞重力荷載;應(yīng)具有適宜的多余約束性、整體連續(xù)性、穩(wěn)固性和延性;水平構(gòu)件應(yīng)具有一定的反向承載能力,如連續(xù)梁邊支座、非地震區(qū)簡(jiǎn)支梁支座頂面及連續(xù)梁、框架梁梁中支座底面應(yīng)有一定數(shù)量的配筋及合適的錨固連接構(gòu)造,防止偶然作用發(fā)生時(shí),該構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大破壞。
3.12.3 本條拆除構(gòu)件設(shè)計(jì)方法主要引自美國(guó)、英國(guó)有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。關(guān)于效應(yīng)折減系數(shù)β,主要是考慮偶然作用發(fā)生后,結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性內(nèi)力重分布,對(duì)中部水平構(gòu)件有一定的卸載效應(yīng)。
3.12.4 本條假定拆除構(gòu)件后,剩余主體結(jié)構(gòu)基本處于線彈性工作狀態(tài),以簡(jiǎn)化計(jì)算,便于工程應(yīng)用。
3.12.6 本條依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB 50153的相關(guān)規(guī)定,并參考了美國(guó)國(guó)防部制定的《建筑物最低反恐怖主義標(biāo)準(zhǔn)》(UFC4-010-01)。
當(dāng)拆除某構(gòu)件后結(jié)構(gòu)不能滿足抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)要求,意味著該構(gòu)件十分重要(可稱之為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)件),應(yīng)具有更高的要求,希望其保持線彈性工作狀態(tài)。此時(shí),在該構(gòu)件表面附加規(guī)定的側(cè)向偶然作用,進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)計(jì)算,復(fù)核該構(gòu)件滿足截面設(shè)計(jì)承載力要求。公式(3.12.6-2)中,活荷載采用頻遇值,近似取頻遇值系數(shù)為0.6。


室內(nèi)消火栓 GB3445-20
