建筑结构在冲击负载作用下连续倒塌分析方法

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抗连续倒塌设计方法

抗连续倒塌设计方法抗连续倒塌设计方法摘要：在地震发生后，建筑结构承受的地震作用所产生的动态反应，会对建筑结构的延展性和刚性造成巨大的破坏，进而致使结构倒塌。

在建筑结构设计和施工中，抗连续倒塌设计应成为重要问题之一，本文从抗连续倒塌的概念、理论、实现方法和例子等方面进行探讨。

关键词：抗连续倒塌；地震；结构设计；施工；例子1. 概念抗连续倒塌是指建筑结构在地震作用下不仅能够承受动态反应所带来的荷载，还能够保持结构连续性，避免结构细部损伤和倒塌。

2. 理论抗连续倒塌理论的基础是连续性规划理论，该理论认为，建筑结构中各构件之间的连续性是保持结构完整性和稳定性的关键因素。

在设计和施工时，应重点考虑如何提高结构的连续性，防止结构的断裂和倒塌。

3. 实现方法3.1 结构设计在结构设计中，应通过以下几个方面提高结构的连续性。

3.1.1 改善结构的刚性：提高结构的刚性意味着提高结构的抗震性能，减轻结构在地震中的振动对结构的破坏。

3.1.2 提高结构的延展性：结构的延展性是指结构在受到地震荷载时能够承受一定的位移和变形，进而减少结构的应力和损伤。

3.1.3 合理设计结构连接部位：连接部位是结构中最容易发生断裂和倒塌的地方，在连接部位的设计上应加强结构的连续性和稳定性。

3.1.4 采用低刚度层结构：低刚度层结构是一种新型的结构设计方法，通过在结构中设置柔性层，来提高结构的延展性和抗震能力。

3.2 施工在施工中，应通过以下几个方面提高结构的连续性。

3.2.1 采用精细施工工艺：精细施工工艺可以保证结构各构件的准确连接，减少断裂和倒塌的风险。

3.2.2 加强质量控制：质量控制是施工的关键环节，只有加强质量控制，才能确保结构各构件的质量和连接的可靠性。

3.2.3 采用现代施工技术：现代施工技术可以提高施工效率和精度，降低结构建设成本，同时保证结构的连续性和稳定性。

4. 例子为了更好地理解抗连续倒塌设计，可以举一个例子。

2008年汶川地震中，四川省雅安市受到了严重的破坏，而位于该市的石桥镇第一中学的一所学生公寓却没有受到严重损害。

结构抗连续倒塌设计方法分析

结构抗连续倒塌设计方法分析
一、设计原理：
二、设计方法：
1.软弹性设计方法：该方法通过在结构中引入柔性元件，如阻尼器、
减震器等，来增加结构的柔韧性和耐动力，减少震动对建筑物整体的破坏。

这种方法适用于地震较为频繁的地区。

2.松散连接设计方法：该方法通过在结构构件之间采用可拆卸或可剪
切的连接方式，使建筑物在发生灾害时能够发生局部破坏而不致整体倒塌。

这种方法适用于抵抗爆炸、冲击等非地震灾害的建筑物设计。

3.层间位移控制设计方法：该方法通过在结构中设置层间位移抗力装置，使建筑物在受到地震动力作用时能够通过控制层间位移来减小震害。

这种方法适用于多层和高层建筑的设计。

三、应用案例：
1.东京湾岸城市防灾塔：该建筑采用了软弹性设计方法，在结构中引
入了大量的阻尼器和减震器，能够有效减少地震灾害对建筑物的破坏，提
高了建筑物的抗连续倒塌能力。

2.郑州绿博园展厅：该建筑采用了松散连接设计方法，在结构构件之
间采用了可拆卸的连接方式，使建筑物在受到风灾等非地震灾害时能够局
部破坏而不致整体倒塌。

3.台北101大楼：该建筑采用了层间位移控制设计方法，通过设置层
间位移抗力装置，使建筑物在受到地震动力作用时能够控制层间位移，提
高了建筑物的抗连续倒塌能力。

总结：结构抗连续倒塌设计方法是一项重要的工程技术，能够有效地降低地震等灾害对建筑物的破坏程度。

在实际设计中，可以根据具体的工程要求选择合适的设计方法，以提高建筑物的安全性和抗灾能力。

混凝土框架结构的抗连续性倒塌设计方法探析

混凝土框架结构的抗连续性倒塌设计方法探析混凝土作为建筑工程的主体部分，在很大程度上决定了建筑工程的质量水平。

为了保证建筑工程的质量过关，必须要提高混凝土的质量水平。

在建筑工程质量中，必须要保证混凝土框架结构的抗连续性和抗倒塌性，以此确保建筑工程结构的稳定性和坚固性。

因此，在构建混凝土框架结构时，必须要对框架结构的抗连续性倒塌进行有效地设计，同时要找出设计方法，以此提高混凝土框架结构的抗连续性抗倒塌水平。

标签混凝土框架结构；抗连续性倒塌；设计方法混凝土框架结构连续性倒塌主要是由于发生突发事件，导致混凝土局部发生损坏的现象。

混凝土框架结构在发生损坏后，以此使其他局部结构也发生一系列的连锁反应，导致混凝土框架结构发生倒塌现象。

因此，必须要提高混凝土框架结构的整体性和连续性，同时也要加大混凝土结构的冗余度，以此提高抗连续倒塌的能力。

在本文中，主要是对混凝土框架结构抗连续倒塌进行设计，提高混凝土框架结构的整体性和稳定性。

一、混凝土框架结构混凝土抗连续倒塌的设计思想1、具备着一定的承载力混凝土框架结构在受到意外荷载的作用下，本身所具备的一定的承载力能够防止本身受到破坏。

要在容易受到撞击和人为破坏的部分加强构件，确保其本身具备较高的承载力，从而对局部进行加强。

但是对结构进行局部加强，并不能确保其他部位不会受到损坏，从而在对结构进行设计时，选择局部加强并不属于正确的选择，最好就是要降低意外事故发生的概率。

2、结构具备着备用荷载传递路径在发生意外事故时，混凝土框架结构具备着充足的备用荷载传递路径。

混凝土局部构件在受到破坏后，所具备的备用荷载传递路径能够将荷载和内力重分布进行有效的传递，不会发生大范围的坍塌。

3、能够有效的隔离结构分区，确保局部破坏是在分区范围中在平面大而层数少的结构在发生连续倒塌，而且呈现的是水平形态时，主要就是将结构分区进行隔离。

对于高层建筑在发生连续倒塌现象时，在发生水平性连续倒塌和竖向连续性倒塌时，并不能对连续倒塌的范围进行有效控制，因此，在混凝土框架结构设计中，并不能够使用这个方法。

结构抵抗连续性倒塌方法分析

结构抵抗连续性倒塌方法分析作者：杜正学石教磊刘宁来源：《大东方》2017年第02期摘要：当今，由于结构的局部破坏引起结构连续垮塌的现象越来越突出。

本文就根据现有的事故、规范以及研究，提出防止结构整体倒塌的三大措施。

分别是结构整体性检查、构造措施和构件设计，并对相应的措施作出进一步分析，以供设计者参考。

关键词：连续性倒塌；措施；分析一、引言近几十年来，建筑向大型化、复杂化发展。

与此同时，结构安全性要求越来越高。

而通用的概率论可靠度分析仅能满足结构在正常使用条件下的适用性。

而如今，燃气爆炸、恐怖袭击和火灾等突发事件越来越频繁，结构往往由于局部的破坏而引起整体的倒塌，给生命和财产带来巨大的损失。

因此防止结构的整体倒塌的措施越来越迫切需要。

我国近年来对此并无具体规范，尽在构造措施方面进行粗略的提及。

着眼与此，本文就如何防止结构的整体破坏进行定性的分析，并提出相应的措施。

二、初始破坏形式结构的连续性倒塌往往是由于某一子结构的局部破坏，使剩余结构不能有效承受由于初始破坏和损伤造成的不平衡荷载或内力变化，使剩余结构进一步发生破坏，从个人引发连锁反应，最终导致结构的连续性倒塌。

综合已有事故，有可能引起结构连续性倒塌的形式有横向承重结构和纵向承重结构的局部破坏。

三、防止结构连续性倒塌的措施1.结构的定期检查房屋之所以能够承受较大的使用荷载和各种自然因素，归因于由于不同构件共同作用的结果，房屋作为一个整体，其任意局部的所害将对其整体性带来严重的影响，因此在房屋的使用过程中，要对房屋作定期性检查。

主要针对的方面有两种，分别是各构件是否达到设计要求和使用活动对构件带来的影响。

首先是构件的施工是否达到设计要求。

构件的设计是考虑了各种荷载效应，使构件在使用过程中能够正常工作。

但在实际过程中，由于材料的变异性等不确定性因素是施工后的构件与构件的设计状况有一定的出入。

因此，要对构件进行测量检查以保证构件达到设计要求。

此外，在房屋投入使用过程中，外界的各种因素也会对构件的承载力和耐久性有一定的影响，因此还要对构件做周期性的检查。

意外荷载作用下建筑结构抗连续性倒塌分析

Ａｂｓｒｃ：ｅｃｕｅｏｒｇｅｓｖｏｌｐｅｏｕｌｉｇｓｒｃｕｅｗｅｅａａｙｅｎｔｉａｅ；ｔｅｍｅｈｄｏａａｙｉｈｅｐｏｔａｔＴｈａｓｓｆｒｐｏｒｓｉｅｃｌａｓｆｂｉｎｔｕｔｒｒｎｌｚｄｉｈｓｐｐｒｈｔｏｓｔｎｌｓｓｔｒ — ｄ
倒塌是指在正常使用条件下由于发生突发事件，结构发生局部破坏，这种破坏从结构初始破坏位置沿构件进行传递，终造最成整个建筑物倒塌或与初始破坏不成比例的倒塌。尽管目前连续性倒塌没有统一的定义，但其本质是都是指
意外荷载作用使结构发生局部破坏，导致整体结构的边界条件失效而产生连锁反应，进一步扩大破坏范围，最终导致结构整体倒塌或大范围的局部倒塌。根据连锁反应的方式，文献口ｊ
２结构发生连续性倒塌的原因
触发建筑结构连续性倒塌的主要原因分为三类［：２第一类］为设计或施工的失误；第二类是超设防烈度的特大地震、火灾、飓风等偶然荷载作用；第三类是煤气爆炸、炸弹爆炸、汽车撞击
．
ＩＩ
等偶然事件产生的作用。对于第一类原因，国内外均有较完善的规范和标准来指导设计和施工，使结构在正常使用条件下不发生连续性倒塌；对于第二类作用，规范和标准也有相关规定，但是由于灾害发生时间、率和强度的不确定性，面临较大概在的灾害时，构仍然会发生倒塌，结造成人员伤亡；三类作用，第英国、国和日本的规范和标准有对建筑结构的抗连续倒塌作美了相关规定。其中，ｏａｏｎ大楼倒塌后，ＲｎｎＰｉｔ英联邦对建筑规范作了相应的修改，要求５层及５以上的建筑结构在遭遇像层煤气爆炸这样的偶然荷载作用而发生局部破坏时，整体结构不应发生与初始破坏不相称的破坏。本文将第二类和第三类原因统称为结构遭受的意外荷载，讨论意外荷载作用下建筑结构

建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状分析

建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状分析摘要：建筑结构连续性倒塌是指建筑的形成和初始损伤结构在载荷的作用下,结构的内力的再分配,其他结构失效和连锁反应的结果,和大规模的失败或崩溃的结果不是成正比的初始局部破坏结构。

连续倒塌的原因可能是爆炸、冲击、火灾、飓风、地震、异常降雪等意外因素。

目前，我国对连续抗倒塌设计的研究还不够，因此，本文希望对建筑结构连续性倒塌极其控制设计进行研究，希望可以推动相关的研究工作。

关键词：建筑结构；连续性倒塌；控制设计；现状分析。

引言连续性倒塌是建筑结构的一种特殊形式,指结构的局部破坏意外荷载作用下(主要包括炸药爆炸、瓦斯爆炸、车辆影响和沉重的影响,等等)继续扩大,并最终导致结构的崩溃在大规模甚至整个失去承载能力。

近年来，国内外许多突发事件(爆炸、火灾、地震、恐怖袭击等)已导致建筑物倒塌，造成重大人员伤亡和财产损失，并产生了负面的社会影响，因此也受到了越来越多的人关注[1]。

1、建筑结构连续性倒塌设计的一般规定根据国际标准对建筑结构连续倒塌设计的相关研究成果，并结合我国混凝土结构设计规范的实际情况和建筑连续加固的抗倒塌目标，全面分析了国内外的倒塌情况，目前适用于连续抗倒塌钢筋混凝土框架结构的设计方法主要有间接控制法、直接设计法和设计法。

间接设计方法实际上是指通过提高结构的冗余性、连续性和延展性，从而提高建筑抗连续倒塌能力，从而增强整个结构系统的完整性的一些概念设计措施。

直接设计方法是通过改变荷载传递路径来分析或设计结构的抗倒塌能力，包括去掉构件的方法和关键构件的方法，事件控制方法是采取措施消除结构连续倒塌的原因[2]。

2、连续抗倒塌设计理念根据国家规范的规定和原则，结构抗连续倒塌设计的指导思想可以分为两个方面。

例如，结构分区是隔离的，因此局部损坏仅限于分区范围。

其次，提高结构的完整性、冗余性和延性，将结构损伤控制在局部范围内，避免整体垮塌。

有两种方法可以使用。

一是,设计可以直接遭受意外荷载的结构,设计备用组件,荷载传递路径等等,对关键系统进行总体结构设计,使其有足够的安全储备[3]。

建筑结构抗连续倒塌的分析方法及控制设计

塌的条款，是这些条款表述都比较模糊难以实施，０１年但２０９１的发生，．１对美国产生了灾难性的打击，了提高建筑物抗为
连续性倒塌的性能，周土木工程师协会（Ｃ）国际规范美ＡＳＥ、
非线性４种分析原理。本文介绍几种常用的连续性倒塌的分
文章编号：。４１５２１）５０５０１０ —６３（０１０ —０４－３
福姐
Ａｎｌｓｔｄｓａｏｔｏｓｇｏｉｄｉｏｒｓｓｏｒｓｉｅｃｌａｓａｙｅｍｅｈｏｎｄｃｎｒｌｄｅｉｎｆｒｂｕｌｎｇｔｅｉｔｐｒｇｅｓｖｏｌｐｅ
ＧｅｇＪａｂｎＺｎｈｘｎｎｎｉｅｇＺｉｉｇｉ
ＡｂｔａｔＩｅｅｔｙａｓａｌｒｅｎｍｂｒｏｅｓｎｅａｄｐｏｅｔｓｌｓ，ｔｃｉｅｔｌｏｄ（ｔｅｅｒｈｕｋ，ｔｅｉａｔｈｓｈ：ｎｒｃｎｅｒ，ａｇｕｅｆｐｒｏｎｌｎｒｐｒｙｉｔｗｉａｃｄｎａａｒｃｏｈｌｈａｔｑａｅｈｍｐｃ，ｔｅ
析方法。
委员会（Ｃ、ＩＣ）联合安全委员会（Ｓ）对其规范做了相应的ＩＣ都
调整ｌ，１加入了有关抗连续性倒塌的设计标准。在我国，】结构发生连续倒塌的事故也常有发生，１９如９０年发生在辽宁盘锦
１１．
０前言
连续性倒塌是指结构在突发的意外荷载（向、向）用横竖作

连续性倒塌

梁柱单一构件失效对结构整体稳定性的影响摘要：自然灾害和恐怖袭击导致的结构连续性倒塌事件，往往会造成巨大的人员伤亡和社会财富损失，并产生不良的社会影响。

近年来，抗连续性倒塌设计与分析方法的研究越来越受到重视，已成为结构工程界的一个研究热点。

一些国家已经制定了相应的防止连续性倒塌的设计规范，但我国规范中尚无抗连续性倒塌的详细设计方法，还存在各种问题需要解决。

本文对抗连续性倒塌设计与分析的若干基本问题进行了探讨，并以一具体结构模型为例，分析总结了按照我国现行抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构的抗连续性倒塌能力。

本文的主要工作如下：（1）简要介绍了框架结构连续倒塌的研究背景和意义，总结了国内外研究现状以及存在的问题，并说明了本文研究的目的和内容。

（2）对备用荷载路径法使用中所涉及的几个关键问题结合国外规范进行总结和介绍，并指出了其中的注意事项，供研究和设计人员参考并为本文后续的分析工作做了铺垫。

（3）简单介绍了ANSYS 软件，说明了ANSYS 软件的一般流程。

（4）采用备用荷载路径法中的非线性静力分析方法以一幢7 层框架结构为研究对象，分析模型结构在局部构件破坏后的抗倒塌性能。

关键词：框架结构；连续性倒塌；备用荷载路径法；ANSYSAbstract: Building progressive collapse caused by Accidents and terrorist attacks, usually leads to great casualties and wealth lost , and may also have a badly social impact. In recent years, more and more research effort has been focused on the method for structural design and analysis to prevent progressive collapse. Progressive collapse of building structures has become a research hotspot in structural engineering. Design codes for the prevention of progressive collapse are available in some countries. However, there are no detailed design methods to resist progressive collapse in Chinese codes. There are various problems need to be solved. In this thesis, some basic problems of design and analysis for resisting progressive collapse are discussed. The capacity to resist progressive collapse for RC frame structures,designed according to the codes for seismic design of buildings, is analyzed using a specific structure model.The main work of this thesis is as follows:（1）Briefly introduced the study background and significance of the progressive collapse of frame structure, Summarizes the domestic and foreign research present situation and the existing problems, and illustrates that the purpose of this study andcontent.(2)Several key problems concerning the use of Several key problems concerning the use of the alternative load path method are summarized and introduced with reference to the foreign codes, and the notice items is pointed out, providing some references to the study and design staff and providing a basis for subsequent analyses work of this paper.(3)introduced the ANSYS software, illustrates the general flow of ANSYS software.(4)By using nonlinear static analysis of the alternative load path method, taking a RC frame structure of seven layers as research object, analysis the performance of resist progressive collapse of the RC frame structures. Keywords: frame structure; Progressive Collapse ; the alternative load path method;ANSYS1 绪论1.1 研究的背景和意义结构连续性倒塌是指结构由于突发事件的发生造成结构发生初始局部破坏，继而引起与破坏构件相连的构件连续破坏，最终导致结构的整体倒塌或者大范围的倒塌，然而不同的设计规范对连续性倒塌的定义略有差别。

浅析建筑物倒塌的原因及防止连续倒塌的方法

引言
抗震设计不能完全代替结构的抗倒塌设计。
建筑抗倒塌设计的策略应该是：过加强结构系统的整体通
下，建筑物由于恐怖爆炸等人为因素引起的竖向连续倒塌过程可以通过图ｔ表示出来。１柱由于爆炸的冲击波作用受剪而破坏；）２原来被该柱所支撑的梁、等构件随之发生破坏；）、的破）板３梁板坏又导致其上的柱失去支撑或失稳破坏；）４由于连锁作用形成竖
美建筑物一小部分地基的失效会使建筑物局部失去支撑。如威胁越来越大，国等一些国家对于建筑物防治连续倒塌的研究开展得越来越多。果建筑物不能够适应这种变化，而使荷载能够有效地重新分从
配，么就会引起整个建筑物的破坏。那
例如由于汽车等交通＿具对于建筑物中的主要受力构件的Ｉ二
撞击引起的偶然荷载。
２由于施工或设计的失误。）
都增加了有关防止连续倒塌的内容，内容与英联邦采用的方法其
其主有许多的连续倒塌事故是由于实际或施工当而引起的。极其相似。但这些设计建议美国设计人员最初并没有采纳，要原因是自ＲｎｎＰｉｔｏａｏ公寓倒塌事件后很少有居住建筑发生类ｎ例如１７美国ＶｒｉｉＦｉａ９７年ｉｎａ州ａｒｘ县的ＳｙｉｅＰａａ公寓倒塌ｇｆｋｌｌｎｚ的事故，这起事故是由于过早地拆除模板引起了局部的破坏，进
防止连续倒塌设计目标的确定

钢结构抗连续倒塌组件法

钢结构抗连续倒塌组件法
近年来，我国城市建筑高度不断增加，钢结构建筑也逐渐成为主流建筑形式。

然而，在自然灾害或其他意外情况下，钢结构建筑的倒塌风险也日益凸显，给人们生命和财产带来极大的威胁。

为此，研究人员提出了一种新型的钢结构抗连续倒塌组件法。

该方法通过在钢结构建筑的关键节点处设置抗连续倒塌组件，使得建筑在遭受外力冲击时能够有效地分散和吸收能量，从而提高建筑物的抗震能力和抗倒塌能力。

该方法的核心是通过数学模型和实验验证，在建筑的柱子和梁子处设置具有一定弹性和可塑性的抗连续倒塌组件。

在建筑遭受外力冲击时，组件会发生变形和变形后的复位，从而分散和吸收外力的能量，保证建筑的安全性。

该方法的实施可以有效地提高我国城市建筑的安全性和抗灾能力，为城市的可持续发展提供重要保障。

同时，也为钢结构建筑的研究和应用提供了新思路和新方法。

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建筑结构抗地震倒塌能力设计方法

建筑结构抗地震倒塌能力设计方法1、选择科学的建筑结构设计方式在进行高层建筑结构设计过程中，造型设计工作是必不可少的，在进行造型设计之前要充分考虑建筑结构各方面的因素，进行实际考察科学分析，找出最适合的建筑结构体。

在进行高层建筑设计时，我们一般采用框架－剪力墙结构、剪力墙结构和钢结构。

框架剪力墙结构当中的框架以及剪力墙，分别承受来自水平方向以及垂直方向两方面的重量承载，具有较强的坚韧性与良好的抗震缓冲能力。

在进行的建筑结构设计施工过程中，要合理控制各层楼板之间的变化，保证框架与剪力墙在地震的作用下实现有效协同。

当地震发生时，框架基本上都可以通过建筑底部剪力墙自身的作用缓冲抗震，有效降低地震带来的损害。

遵循“强柱弱梁”建筑结构设计理念，能够有效提高建筑结构的抗震能力，有效降低墙体因受到剪力而造成的破坏性。

钢结构建筑体系具有较强的伸缩性，在地震发生时，钢结构的伸缩性可以有效的减弱地震引起的冲击力，减小在地震灾害中房屋建筑受到的破坏力。

钢结构建筑体系的施工周期相对较短，而且节能环保，是未来几年高层房屋建筑结构设计发展的主流方向。

最后，剪力墙承担着整个建筑结构水平方向与垂直方向负荷，需要非常高的强度以及刚度。

因此，这部分结构具有着较强的抗地震倒塌能力，基本上被广泛应用抗震强度要求很高的高层建筑结构中。

2、建筑结构合理的布置设计在进行建筑结构的设计过程中，建筑结构的设计工作人员不仅要保证建筑结构的科学性，还要对建筑结构的布置设计引起足够的重视，保证设计的合理性。

在进行房屋建筑结构布置的时候，需要从以下几方面入手:首先，在竖向的建筑承重结构中，一定要保证均匀的建筑结构布置，要有规律性，尽可能减少出现内收或外挑的现象，保证其侧向刚度变化的均匀。

其次，在进行建筑结构布置的过程中，要尽可能保证结构自身的安全性，保证建筑结构的刚度与承载能力不会因为外在因素的变化而出现问题，导致建筑结构的承载能力下降，产生安全隐患。

最后，当前常见的建筑结构布置方式就是，竖向建筑结构和水平方向的建筑结构，这两种建筑结构的负荷力度和承载能力相对较好，可以从根本上减少连续倒塌，减低灾害损失。

建筑结构防连续倒塌分析与设计方法研究进展

ＰａｎＹｉ，ＷａｎｇＣｈｕ — ｃｈｏｎｇ，ＬｕＬｉ — ｈｅｎｇ，ＱｉｎＮａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
［提要］建筑结构防连续倒塌日益受到工程界的关注，已成为结构工程领域的一个研究热点。本文介绍了连续倒塌的破坏机理及其分类，对连续倒塌的评价准则及其适用情况进行了总结，将防连续倒塌的研究分为分析方法和设计方法两个方
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅ；ａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ；ｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ
Ｅ－ｍａｉｌ：ｐａｎｙｉ＠ｈｏｍｅ．ｓｗｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第３６卷第１期
２０１４年２月
工程抗震与加固改造
Ｖ０１．３６．Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０ｌ４
ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＲｅｓｉｓｔａｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＲｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅｈａｓｂｅｃｏｍｅａｈｏｔｔｏｐｉｃｉｎｔｈｅｆｉｌｅｄｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｆｏｃｕｓｅｄｏｎｉｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｆａｉｌｕｒｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓａｎｄｃａｔｅｇｏｒｉｅｓｏｆｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｂｒｉｅｌｙ，ｔｆｙｐｅｓｏｆｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙａｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｃｏｌｌａｐｓｅａｒｅｍａｉｎｌｙｐｅｒｆｏｒｍｅｄｆｒｏｍｔｗｏａｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｓ，ａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏａｓｐｅｃｔｓａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｓｉｇｎ

浅谈建筑物倒塌的主要原因与防止连续倒塌的对策

浅谈建筑物倒塌的主要原因与防止连续倒塌的对策作者：周红钦来源：《中国新技术新产品》2016年第02期摘要：建筑结构体系在偶然荷载作用下会发生局部的破坏，所以整体结构受力会发生大的变化，为了避免连续倒塌现象的出现，需对建筑物进行合理的布局以及内部设计的深化。

本文介绍了建筑物倒塌的内因和外因，同时提出了相应的解决对策，以防止偶然荷载作用下连续倒塌情况的出现。

关键词：建筑物倒塌；连续倒塌；对策中图分类号：TU998 文献标识码：A现代建筑物中有很多抗震设计，但这样的设计不能完全替代结构的抗倒塌设计。

所以要提升结构的二次防御能力，主要是在偶然事件发生主要承重构件失效的情况下，结构运用自身内部的构造调整其内力、减缓破坏过程、避免连续倒塌的现象出现。

一、建筑物倒塌之主因（一）建筑物自身因素建筑物自身因素导致连续倒塌，主要是建筑物本身存在的一些问题，大多问题如下。

在设计上安全系数没有达到规定标准，设计先天失误；施工时没有按照图纸施工，施工的过程不科学合理；材料选择上有不合理的情况存在。

（二）外部环境因素人为的改造建筑物，当建筑物交工以后，住户和单位在装修的时候，拆除承重墙以及承重构件，以拓展空间和更加美观，这对建筑物的安全性产生了重要影响。

另外，有建筑使用者建筑防火知识缺乏，在没有审核和咨询清楚的情况下，违背建筑物的极限耐火规律，改变建筑的使用功能，把一些符合国家要求的建筑物变成达不到新的使用功能要求的建筑物，从而形成安全隐患。

二、防止建筑物连续性倒塌的对策分析（一）选择防倒塌设计为了防止建筑物倒塌带来的风险，不同的防倒塌设计方案被提出。

因为建筑物的整体质量、承担的功能和建筑物内部的承载人数不一致，建筑物在倒塌后出现的损失和影响也有差异，针对不同的建筑物抗倒塌的策略也有所不同，根据危险情况和产生的后果分类，主要有两类防止倒塌的设计方法。

第一类间接设计法，加强结构中重要构件的强度、连续性和延性，预防连续性倒塌，以及详细的局部抗力设计法，主要是详细地设计重要构件，能够承受假定的荷载力量，起到了防止倒塌的目的。

结构抗连续倒塌设计方法分析

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汉城三丰百货倒塌事故现场
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2.3 地震作用
由于在地震作用下结构进入非弹性大变形，造成构件失稳，使得传力路径失效从而引起结构的连续倒塌。如2008年汶川大地震，即造成了2300多万间房屋损坏，其中倒塌的房屋就多达650万余间的结果。
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2.4 连续倒塌的本质原因
由于破坏力作用下结构进入非弹性大变形，构件失稳或者造成部分承重构件失效，传力途径失效引起连续倒塌:
➢如图4.2所示为都江堰市某商住楼，六层底框结构，底层的柱混凝土被压溃，该支撑已失效但结构并未发生坍塌。
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图4.2 都江堰某商住楼地震下底框柱支撑失效
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4.3 关键构件法
➢对于拆除后可能引发大范围坍塌的结构构件，应设计为“关键构件”或者“重点保护构件”，使其具有足够的强度能在一定程度上抵御意外荷载作用。
该通过结构内部拉结体系来保障。
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➢准则二:多重荷载路径设计法，该方法要求结构工程师通过瞬间“去掉”某根构件来模拟该构件失大范效围，的并破原受保有额坏证荷外。“载的去组34掉K合N的”/m基构2础的件上均后各不，个荷方载结向构应不能会承发生过
➢准则三:从整体结构中分析出关键构件（某构件失效时其上部不能形成跨越能力时，这个构件就是关键构件），抗连续倒塌设计时应该对这类构件进行重点保护。
RC结构抗连声倒塌设计方法分析
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1
1、概述
➢定义：结构的连续倒塌是指由于偶然意外荷载和
作用造成结构的局部破坏，并导致结构产生非稳
定的连续性破坏发展。
➢特点：与一般结构抗风、抗震等防灾设计中注重
的整个完好结构抵御灾害荷载的能力不同，结构抗连续倒塌设计中考察的是因意外事件导致部分构件失效退出工作后，剩余结构的抗倒塌能力。

建筑结构抗连续性倒塌能力分析方法

建筑结构抗连续性倒塌能力分析方法摘要：目前的许多国外规范对避免结构发生连续倒塌设计的构造措施均有介绍，其核心策略都是通过提高结构的冗余度、连续性和延性，增强整个结构体系的整体性，使结构具备悬链作用和“搭桥”能力，能为偶然作用破坏后的结构能提供替代传力路径，以将倒塌破坏控制在可接受的范围内，达到防止建筑整体倒塌的目标。

但如何用计算的方法定量地避免建筑结构发生连续倒塌在已发行的倒塌规范中都未涉及，是当前建筑结构倒塌研究的热点。

关键词：建筑结构抗连续性倒塌能力分析方法Abstract: Many foreign norms progressive collapse design of structural measures to avoid structure are introduced, its core strategy is to enhance the integrity of the entire structural system redundancy to improve the structure, continuity and ductility, the structure ha ve catenary role and the ability to “bypass”, for the occasional role in the destruction of the structure can provide an alternative load path, the collapse of control within the acceptable range, to prevent the goal of the whole building collapsed. But quantitatively how to use the method of calculation to avoid the building structure did not include the progressive collapse occurs in the specification issued collapse, is the hot spot of the current building structure collapsed study.Key words: building structure; resistance to progressive collapse; analysis method1.一般规定根据国外已有建筑结构抗连续倒塌设计规范与相关抗倒塌设计研究成果，并结合我国混凝土结构设计规范的实际情况和建筑抗连续倒塌设防目标，综合国内外大量倒塌分析研究，目前适合我国钢筋混凝土框架结构抗连续性倒塌的设计方法主要包括间接设计法、直接设计法及事件控制法。

高层建筑抗连续倒塌设计分析

高层建筑抗连续倒塌设计分析发布时间：2022-09-26T05:10:23.145Z 来源：《工程管理前沿》2022年5月10期作者：吴倩赟[导读] 结构的连续倒塌是指由非预期荷载或作用诱致局部破坏，不平衡力使其相邻单元内力变化而失效，并促使结构构件破坏连续性扩展下去，吴倩赟中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉 430000摘要：结构的连续倒塌是指由非预期荷载或作用诱致局部破坏，不平衡力使其相邻单元内力变化而失效，并促使结构构件破坏连续性扩展下去，从而造成与初始破坏不成比例的部分或全部结构的倒塌。

大跨度空间结构的空间体量大、覆盖范围广，因而在遭遇非预期荷载作用并因局部失效诱致整体结构发生连续性倒塌时，会造成大量的人员伤亡和巨大的财产损失。

关键词：高层；连续倒塌；结构 1、引言结构应具有在偶然作用发生时适宜的抗连续倒塌能力。

我国现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153和《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068对偶然设计状态均有定性规定。

在《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153中规定，“当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构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，防止出现结构的连续倒塌”。

在《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068，“对偶然状况，建筑结构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取保护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力； 2）允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度。

2、分析方法按照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第3.12节，抗连续倒塌能力分析可采用拆除构件方法（方法一）进行抗连续倒塌设计。

但当拆除某构件不能满足结构抗连续倒塌设计要求时，在该构件表面附加80kN/m2侧向偶然作用设计值的方法（方法二）进行分析。

结构抗连续倒塌设计分析方法探讨

结构抗连续倒塌设计分析方法探讨[摘要]在结构设计的过程中，保证结构的安全是首要考虑的问题，在设计过程中能防止结构发生连续倒塌对安全起到重要保障。

拆除构件设计法、拉结度法、多重荷载路径法是我们在结构设计过程中常用的方法，本文就结构抗连续倒塌设计分析方法进行探讨。

[关键词]结构；连续性；倒塌；设计方法一、前言在我们的日常生活中重大的倒塌事故时有发生，一旦发生倒塌事故必然会对我们日常生活和人们的生命财产造成影响，社会影响也十分的恶劣。

因此，我们在进行结构设计的过程中首先要保证结构的安全性，在发生地震、海啸等自然灾害的情况下保证结构不发生连续性倒塌，这就需要我们从设计上对结构连续性倒塌问题进行考虑。

二、主要设计分析方法总结通过对各国规范的介绍可归纳结构的抗连续倒塌设计方法主要可以分为两大类：1、针对偶然作用进行设计，保证结构或构件在偶然作用下仍然具备一定的承载能力；2、针对局部被破坏进行设计，使结构具备多道传力路径，允许一定程度的破坏但不发生坍塌。

针对局部破坏所采用的设计方法分为间接设计与直接设计两大类。

间接设计一般是指那些概念性的措施；而直接设计主要为拆除构件法和关键构件法。

三、钢筋混凝土结构抗连续倒塌设计的原则1、抗倒塌设计的经济性防止建筑结构发生连续倒塌的最根本目的是为了减少由于倒塌而引起的人员和财产的损失。

基于防止倒塌的目的,人们必然会想到增加建筑物对于偶然荷载的抵抗能力。

然而,对于结构抗力的增加,其导致的直接后果就是造价的增加。

在我国现行的设计规范中,采用的是以概率理论为基础的极限状态设计法。

通常结构上的作用,除永久作用以外,都是不确定的随机变量,有时还与时间参数、甚至与空间参数有关。

这种设计方法将结构上的作用效应作为随机变量,采用概率论的方法进行描述。

对于爆炸这种偶然荷载的作用,从统计学上来讲,其有两个重要特征是我们在研究结构的抗倒塌性能时不容忽视的：一是具有极度的不确定性。

这种荷载的作用时间,作用在结构上的位置,作用的大小以及以何种方式作用在结构上都难以确定。

结构抗连续倒塌设计

陷、基础的不均匀沉降、对结构的不适当处理。这些非常规荷载因素都可能造成结构的损坏，如在设计阶段没有妥善地对结构进行防连续倒塌设计，那么上述偶然因素造成的连锁性反应，均可能造成灾难性的后果。统计显示，１５％２０％的倒塌是由上述因素造成的。结构抗连续倒塌设计在欧美多个国家得到了广泛关注，英国和美国等国
美国的《建筑抗连续倒塌设计》将建筑分为极低，低，中，高四个保护等
级，对应不同的保护等级采用不同的抗倒塌措施。主要的设计方法包括：（１）直接设计法：直接设计法包括：１）转换途径法（ＡＰ），要求结构能够跨越一个丧失的结构构件使破坏限于局部。２）局部抗力法（ＳＬＲ）要求建筑或局部建筑具有足够抗特定荷载或威胁荷载的能力。
（２）间接设计法：间接设计法包括：１）良好的平面布置；２）整体拉结体系；３）墙的转角；４）改变楼板跨度方向；５）承重的内隔墙；６）楼板的悬挂作用；７）墙梁的作用：８）冗余的结构体系；９）延性构造；１０）考虑爆炸荷载附加配筋；
建筑结构
结构抗连续倒塌设计
摘要：安全性是结构设计中的第一原则，对于安全等级要求较高的建筑还应进行抗连续倒塌设计，即结构某部位在偶然荷载作
用下发生局部破坏时，结构能保证结构的整体稳定性。本文首先阐述了结构连续性倒塌的概念，分析了结构抗连续性倒塌设计的主要方法，提出了提高结构抗连续倒塌能力的措施，最后结合案例进行了探讨，希望给类似项目提供点参考。关键词：建筑结构；抗连续倒塌；设计措施；荷载

钢筋混凝土结构连续倒塌分析及设计综述概要

TECHNOLOGY WIND1968年5月16日发生在英国伦敦的Ronan Point 公寓倒塌事件,引起人们对高层建筑因部分结构或构件破坏而导致整个结构破坏的广泛关注。

2001年9月11日美国世贸中心由于飞机撞击和随后的大火造成的彻底坍塌。

从此,美国工程界开始真正关注建筑防倒塌问题,一些规范和标准增加了有关避免连续倒塌方面的要求,并提出相应的设计方法。

连续性倒塌是指结构在结构遭受意外荷载时,结构的局部构件形成初始破坏,随后破坏向周围发展,最终形成大范围的倒塌甚至整体倒塌。

引起结构连续性倒塌的原因主要有强震、撞击和爆炸等。

1钢筋混凝土框架结构连续倒塌分析对混凝土框架结构进行连续倒塌分析,目的是为了研究结构的连续倒塌机理、抗连续倒塌的能力和提高抗连续倒塌能力的方法。

从分析过程来看,连续倒塌分为连续倒塌风险评估和连续倒塌仿真。

前者采用合适的分析方法对已有空间结构或拟建空间结构进行连续倒塌风险分析,主要应用于抗连续倒塌设计;后者则对结构连续倒塌的全过程进行模。

1.1连续倒塌判定准则采用合理的破坏准则是进行连续倒塌分析的前提。

目前提出的破坏准则有很多,按层次分,有材料层次、构件层次及结构层次;按类型分,有强度准则、变形准则、机构准则、稳定准则、疲劳破坏准则、能量准则等。

目前,相关文献给出利用能力需求比来作为判断准则。

能力需求比定义为:DCR=Q UD Q CE,其中Q UD 是结构构件实际承受的力,Q CE是结构构件计算出的极限承载力。

并且允许混凝土和钢筋的强度超强25%。

对于典型结构布局,当DCR ≤2时,认为是满足抗连续倒塌能力的;对于不对称结构布局,当DCR ≤1.5时,认为是满足抗连续倒塌能力的。

1.2连续倒塌机理竖向构件失效后,跨越该竖向构件的框架梁的极限承载力可按两种机制确定:在小变形阶段,框架梁的极限承载力以梁端塑性铰的抗弯承载力提供,称为“梁机制”;在大变形阶段,梁端塑性铰承载力丧失,框架梁的极限承载力以梁内连续纵筋轴向极限拉力的竖向分力提供,称为“悬链线机制”。

建筑结构抗倒塌分析方法

建筑结构抗倒塌分析方法摘要:建筑结构的倒塌可分为两种模式：建筑物侧向增量倒塌与竖向连续倒塌。

本文论述了建筑物结构失效模式的如何辨识以及侧向倒塌能力点确定准则的相关研究进展。

介绍了现有的连续倒塌研究方法，尤其是基于备用荷载路径的竖向非线性动力分析方法。

为建筑结构整体抗震可靠度研究以及结构抗震性能评定与设计提供参考。

关键词：地震易损性;侧向倒塌；连续倒塌1、建筑物结构发生整体倒塌时的失效模式问题建筑结构的坍塌一直是建筑结构安全运行维护过程中的一个重要问题，世界各国各种建筑坍塌事故一直频繁出现，近些年国内外的典型建筑结构的倒塌事故，这些事故造成了巨大的生命财产损失,有的甚至造成了灾难性的后果。

这些倒塌事故有一些是自然因素导致，有的是人为因素造成的,与建筑结构的设计和施工有关,是建筑物和构筑物安全运行维护的关键问题。

建筑物竖向连续倒塌是指建筑物结构因为原有结构发生的局部破坏，从而最终导致整个建筑物结构的发生的破坏,而这种破坏和原有破坏并不构成正比,最终导致建筑物局部乃至整个建筑物结构的坍塌。

在2001年9月11日，纽约世贸中心的两座双子塔楼发生了被飞机撞击的恐怖主义事件，随之引发的火灾导致了建筑物结构发生整体坍塌。

事故后，建筑物的倒塌开始引起各国的注意。

全世界很多学者开始了对防止建筑物发生竖向连续倒塌的设计方法做了分析和探究。

而各国政府部门和业主越来越关注既有建筑发生竖向连续倒塌的可能性，要求设计人员设计出能够承受建筑物结构发生竖向连续倒塌情况的新型抗震建筑结构。

20世纪70年代,在建筑规范中，英国就明确提出了避免建筑物结构出现竖向连续倒塌情况的设计要求。

识别出建筑物在地震作用下的各种整体坍塌失效种类，是进行建筑物结构的鲁棒性和整体安全性乃至抗倒塌设计的基础工作。

因此，通过有意义的设计，使建筑结构按预期的“强柱弱梁”发生倒塌，以此来确保建筑结构“大震不倒”，显得尤其重要。

考虑到支撑构件在特大地震后会开始发生竖向连续性倒塌破坏,故而研究受损结构的竖向连续性破坏也显得非常重要,防止建筑结构在发生大地震和特大地震时发生竖向连续倒塌的情形,确保建筑结构“坏而不倒”也是尤其重要。

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建筑结构在冲击负载作用下连续倒塌分析方法
摘要：建筑物在冲击负载作用下的连续倒塌已经引起了全世界的极大关注。

对于一个经济的，安全的，能够抵抗冲击负载作用下连续倒塌的建筑结构设计，连续倒塌分析是必不可少的。

因为连续倒塌的灾难性特点，和为了抵抗它而潜在的建造和改造建筑物的高额费用，所以连续倒塌分析方法是绝对必要且可信的。

对于工程师们而言，他们估算连续倒塌的方法不仅仅要求精确和简要，而且容易上手，立竿见影。

因而，最近许多研究者都在发展可靠有效和直接的连续倒塌分析方法上花费了很多的精力。

在最近的干物上，当前在文献资料中找得到的关于连续倒塌的分析方法被重新审阅。

人们广泛讨论它们的适宜性、适用性和可靠性。

我们也提出了最近刚刚完成的关于钢筋混凝土框架在爆破荷载下的连续倒塌新分析方法。

关键词：连续倒塌分析；建筑结构；爆炸荷载；冲击荷载
连续倒塌被定义为“由于一个基本的局部构件失效在构件之间扩散最终造成整个结构或者是不成比例的一大部分倒塌”。

其含义为一个或者一组关键承重构件的失效造成周围构件的失效和部分或者是整个结构的倒塌。

建筑结构的连续倒塌可能由一系列的意外和人为的因素造成，比如：错误的建造顺序，偶然过载造成的局部失效，爆炸和地震造成的关键组件的损坏。

这篇论文仅仅研究了特殊荷载（如：爆炸和冲击），造成的建筑结构连续倒塌的分析。

随着最近Alfred P．Murrah联邦大楼和世界贸易中心（WTC）的
倒塌，许多的研究更多的关注如何建造抵抗由于爆炸和冲击荷载造成连续倒塌的建筑。

对于一个经济的，安全的，能够抵抗冲击负载作用下连续倒塌的建筑结构设计，连续倒塌分析是必不可少的。

因为连续倒塌的灾难性特点，和为了抵抗它而潜在的建造和改造建筑物的高额费用，所以连续倒塌分析方法是绝对必要且可信的。

对于工程师们而言，他们估算连续倒塌的方法不仅仅要求精确和简要，而且容易上手，立竿见影。

因而，最近许多研究者都在发展可靠有效和直接的连续倒塌分析方法上花费了很多的精力。

目前可行的结构连续倒塌分析方法可以被大致分为两类：直接模拟法，这种方法直接模拟了使结构破坏和建筑物倒塌的爆炸荷载效应，和非耦合交替荷载路径法，这种方法通过模拟由于移除关键承重构件造成的不同水平的损坏来对结构进行分析。

在最近的干物上，当前在文献资料中找得到的关于连续倒塌的分析方法被重新审阅。

这些文献既有优点又有不足之处。

人们广泛讨论它们的适宜性、适用性和可靠性。

我们最近也提出了刚刚完成的关于钢筋混凝土框架在爆破荷载下的连续倒塌新的分析方法。

1、建筑结构连续倒塌分析方法
在这个部分，现今在文献中可以找到的结构连续倒塌分析方法分为两类，直接模拟法和交替荷载路径法。

1.1 直接模拟法
在直接模拟法中，建筑结构，气流和爆炸都被细致的建立到模型中去。

对于爆炸产生的冲击波的传播方式和其与结构之间的相互作用
都需要模拟，或者，需要导出作用在建筑结构上的爆炸和冲击荷载并使它们直接作用在结构构件上。

大多数爆炸和冲击造成的材料非线性反应和动力效应还有损坏都被包括在这种模拟当中。

在这个部分，我们会列出直接模拟法在建筑结构连续倒塌分析方法中的几种典型的应用，每种都有各自的特点。

1.1.1 爆炸荷载下的建筑倒塌的直接模拟
Luccioni et al 曾经对一座真实的建筑物进行了结构倒塌分析。

这座建筑叫做“AMIA”，属于阿根廷犹太人互济会，被恐怖分子袭击并倒塌。

在这项分析当中，用3维固体构件（包括钢筋混凝土柱，梁和砌体墙）组装成这座建筑物的模型。

这座建筑的结构倒塌分析分为两个阶段。

分析的第一个阶段，包括模拟即时引爆的爆炸本身。

第二阶段包括建筑与爆炸产生的冲击波之间的效应和相互作用。

分析考虑了冲击波激起的气流产生的唯一的荷载。

爆炸所产生的地面运动，没有考虑。

倒塌的建筑物的数值结果如图2所示。

数值结果和恐怖袭击之后拍摄的照片比较可以看出：数值分析准确的重现了在爆炸荷载作用下建筑的倒塌过程。

实际损坏和数值模拟的结果的很好的一致性，证明了细致化的结构、材料和爆炸效应模拟对于这种分析是必需的，并且是现今唯一能够成功的进行的对整个建筑的完整倒塌分析的方式。

这是利用直接模拟方法分析结构连续倒塌的一个很好的例子。

这种方法能够成功的预测由于爆炸和冲击荷载造成的连续倒塌的过程。

可是，要达到这种准确度是要花费很大的代价的。

为了导出准确的材料
参数，需要先做很多的实验。

建筑结构、空气和爆炸都需要细致的建模，这样就需要成千上万的基本单元。

特定的算法和软件也同样需要用来计算“冲击波—结构”相互作用，同时得到结构的损坏和倒塌特性。

因此，这是非常费时，而且需要有渊博知识结构动力学，损伤力学，动态材料性能和计算技能。

1.1.2 世界贸易中心倒塌分析
Quan和Brinbaum用AUT0DYN 3D计算机程序对世界贸易中心北塔进行了冲击和倒塌的计算机三维模拟，用数值的方式重现了9月11日世界贸易中心北塔整个受冲击和倒塌的过程。

他们的模型包括整个世界贸易中心北塔的建筑和波音767客机。

模拟中运用的三维有限单元模型包括了总共270 000根梁和壳单元。

所有围墙上以及中央核心中的柱都被简化，以梁单元来模拟，而非使用固体元素或壳单元。

楼板和屋顶用AUTODYN壳求解器来建模。

波音767客机也用AUTODYN壳求解器和拉格朗日求解器来建模。

完整的模拟包括四个部分：静力平衡计算得到初步压力和重力引起的应变;对波音767客机撞击北塔的模拟；撞击泄漏的燃料燃烧造成的北塔强度和刚度的衰减；最后，重力作用引起的北塔连续倒塌。

图4给出了一个典型的结果，它表示了材料在塔遭受撞击之后6.5秒的位置。

可以看到，建筑高度的一半已经倒塌了。

计算结果表明，对北塔遭受撞击和倒塌的科学合理的、真实的、可行的方案可以通过数值模拟得到。

在连续性分析中，一个在建模过程中合理的简化，比如用简单的单元来代表复杂的结构构件性能，不会影响到结果的准确
性，同时可能会显著的减少模型大小。

这样能够节省大量的计算内存和计算时间，特别是对复杂的结构，如高层建筑。

当然，特定的有限的单元仍然需要形成。

1.1.3 DYN法分析钢筋混凝土框架连续倒塌
Hao et ai提出了基于连续损伤力学理论的DYN方法。

这种方法与其他直接模拟方法的主要区别是爆炸的初值和冲击波的传播不是直接建模的。

取而代之的是，作用在结构上的冲击荷载是首先用TM5-1300和Ref.中给出的公式计算出，然后它们被直接作用于建筑结构的正面、侧面、屋顶和背面。

这个方法被用来分析三层两跨的钢筋混凝土框架结构。

分析利用的是用户自定义副程式的LS．DYNA计算机程序。

图5给出了钢筋混凝土结构的布置和爆炸位置。

在这个分析当中，爆炸被假定在地表引发。

这次爆炸相当于1000公斤TNT当量，换算距离为1.7m/kg,这样只有第一层的中柱会由于爆炸的影响而倒塌。

中显示了DYN分析方法得到的结构连续倒塌的数值结果。

从中可以看出，DYN方法给出了合理的钢筋混凝土框架在临界冲击荷载作用下倒塌预测值。

在他们的研究中，同样比较了DYN方法、GSA和基于交替荷载路径法的DoD指导方针得出的结果。

基于交替荷载路径法的GSA和DoD被发现可能给不出可靠的结构连续倒塌预测并且常常低估爆炸破坏的柱子顶部支撑节点的应力和应变。

上面提到DYN方法最为巨大的改进是冲击波和建筑结构之间的相互作用，最初的爆炸和冲击波传播并不需要直接模拟。

它运用深厚
的爆炸荷载分布理论来定义爆炸荷载然后把它们直接作用在结构上。

这能够可观的减少有限单元模型的尺寸，同时增加模拟的效率。

总得来说，直接模拟法能够产生可信的结构在爆炸和冲击荷载作用下倒塌的预测结果，但是那是以大量的时间投入，渊博的结构动力学、损伤力学、动态材料特性和计算技巧为基础的。

因此，它不适用于实际工程应用。

这类方法的可行性可以按照以下的方法进行改：1）开发新的有限单元，不仅仅要易于建立和计算，并且能够描述复杂的结构构件特性，如非线性和动力特性；2）提出新的方法，准确预测负荷爆炸周围建筑结构的不同的爆炸情景。

随着计算机科学的发展，与改善有限元模型和荷载运用方法的进步，直接模拟方法有可能成为进行爆炸和冲击荷载作用下结构连续倒塌分析的一种准确有效的方法。