建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究现状分析
建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势共3篇
建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势共3篇建筑结构抗连续性倒塌研究进展与发展趋势11. 研究进展在建筑结构抗连续性倒塌研究方面，国内外学者已经开展了大量的研究。
这些研究主要包括以下方面：1.1 倒塌事故原因分析通过对一系列建筑结构倒塌事故进行调查和分析，学者们得出了很多有关倒塌事故发生的原因和机理。
这些原因包括建筑材料的缺陷、建筑结构设计的不合理以及施工过程中的差错等。
另外，一些自然灾害如地震、风暴等也会引起建筑结构的倒塌。
1.2 抗倒塌性能设计方法研究为了提高建筑结构的抗倒塌能力，学者们提出了一系列抗倒塌性能设计方法。
这些方法包括提高建筑结构的整体强度、加强建筑结构的抗震能力、采用更为先进的建筑材料等。
1.3 倒塌模拟技术研究为了更好地理解建筑结构倒塌的原因和机理，学者们还开展了大量的倒塌模拟技术研究。
这些模拟技术主要包括有限元模拟、离散元模拟、计算流体力学模拟等。
1.4 抗倒塌性能测试技术研究为了验证建筑结构的抗倒塌性能，学者们开发了大量的测试技术。
这些测试技术主要包括抗震性能测试、连续倒塌试验等。
2. 发展趋势建筑结构抗连续性倒塌的研究是一个永恒的课题，未来其发展趋势主要包括以下几个方面：2.1 向精细化建模方向发展随着计算机技术和仿真技术的发展，建筑结构倒塌模拟技术将向更精细化、更真实化的方向发展。
相信未来，学者们将通过建立更加精细化的模型，更好地分析建筑结构倒塌的原因和机理。
2.2 向智能化设计方向发展随着人工智能和大数据技术的发展，建筑结构抗倒塌性能设计将向智能化设计方向发展。
未来，学者们将通过大数据分析和人工智能算法，实现建筑结构最优化设计，提高其抗倒塌能力。
2.3 向可视化仿真方向发展建筑结构倒塌模拟技术将向更为直观、更为可视化的方向发展。
未来，学者们将通过虚拟现实技术和增强现实技术，实现建筑结构的三维可视化仿真，更好地理解建筑结构的倒塌机理和原因。
2.4 向智能化测试方向发展建筑结构抗倒塌性能测试将向智能化测试方向发展。
木结构连续倒塌研究现状
%N引N言 木结构建 筑 有 诸 多 优 点" 如 材 料 可 再 生$ 耗 能
少$保温性能优良$构件易于标准化$污染少$抗震性 能好等"是经过长时间检验的符合人们要求的建筑%
现代木结构的发展以欧洲$北美和日本为代表" 并早已成为其建筑行业中非常重要的组成部分% 轻 型木结构被应用于大量的住宅建筑"而重型木结构 在国外则被广泛用于体育馆$展览厅等大体量的公 共建筑% 重型木结构在应用中体现其诸多优势之 余"近些年在 国外 也 发 生 了 一 些 木 结 构 建 筑 连 续 倒 塌的案例% 所谓结构的连续性倒塌是指由非预期荷 载或作用诱致局部破坏$不平衡力使其邻域单元内
大跨空间结构连续性倒塌
空间结构连续性倒塌
; 结构连续性倒塌
; 非预期荷载
频发
砼框架结构
P
爆炸冲击、汽车撞击、强震作用 火灾、基础失效、持续暴雪或暴雨
钢框筒结构
空间结构
卡托维茨
; 空间结构连续性倒塌
• 覆盖面积大、人群密集 • 空间拓扑与形体，节省材料 • 冗余度低
; 设计思路
与地震有所不同 [大震]不倒的要求
Δ
空间结构连续性倒塌
2
2
P M + =1 Py My
长度尺度
∆Θ i =
kwm kL tan 2 M − Mi Ci = i +1 Pi − Pi +1
弹性卸载和反向加载
∆ = ∆e + ∆ g + ∆ p ∆ g = − ∆g = − ∆ = ∆e + ∆ g + ∆ p
sin kL L Θ 1 + 4 kL cos ( kL / 2 ) 2 sinh kL L Θ cosh ( kL / 2 ) 1 + kL 4
梁形成塑性铰后以拉力抵抗外荷载的机制 大变形
Before remove of column
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倒塌机理方面
空间结构
平面桁架结构：破坏机制及其内力重分布模式
项 次 1 2 3 4 5 初始破坏 上弦杆 下弦杆 斜腹杆 竖腹杆 竖腹杆 局部重分 布机制 转动铰－ 下方 转动铰－ 上方 滑移面 滑移面 增加无支 撑长度
; 接触—冲击 （准）静态和动态 / 将接触面迭代缩聚到基础区域 ; 已知接触区域的接触—冲击 • 拉格朗日乘子法：接触约束引入到总刚，并将拉格朗日乘子（表示
建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究
建筑结构连续性倒塌及其控制设计的研究摘要:伴随着城市化进程不断加深、加快，促进和带动建筑行业呈现出高速的发展态势，在新时期的大背景之下，人们对于建筑物的安全性、舒适性等各方面都非常的关注，并提出更高的要求。
因此，本篇文章通过站在控制偶然事件的发生以及防止框架结构发生连续性倒塌设计法的角度进行认真分析，提出了防止框架结构发生连续倒塌的方法与措施，希望能够在有效提高框架结构抗连续倒塌能力等方面起到一些参考与帮助。
关键词:建筑结构；连续性倒塌；控制；设计；连续性倒塌主要内容包括：结构在正常使用的过程当中，因为突发事件所造成的局部破坏，并且沿着构件不断的传递，最终对建筑物整体产生极大的影响，增加倒塌的可能与概率，对相关人员产生巨大影响与伤害。
连续性倒塌一旦出现，引发的后果不堪设想，所以相关工作人员需对此项问题加大分析和研究的力度，重视建筑物抗连续性倒塌工作。
基于此，本文下面主要对建筑结构连续性倒塌及其控制设计展开深入探讨。
1、降低恐怖事件发生的可能与概率想要真正实现降低和减小恐怖袭击概率发生的可能与概率，还需要全社会做出努力，例如：汽车炸弹袭击，可以通过加大保安巡逻的力度，加强安全等各种有效方法来进行避免；针对于机动车对于建筑物的撞击，可以通过控制机动车的进出来防止此类事件的发生。
2、间接设计方法间接设计方法主要是应用建筑和结构措施来有效提高建筑体系的延续性以及稳定性，帮助结构即使处在偶然事件当中，也可以真正的实现安全与稳定。
(1)避免结构连续倒塌的建筑方法因为应用相关的防护方法，仍旧不能够有效防止和避免突发事件的发生与出现，这时工作人员可以通过在建筑上面的科学安排与规划，降低和减少结构发生连续倒塌的可能，其一：对不安全区域进行隔离。
经过认真的分析和了解之后发现，存储易燃、易爆危险品的仓库以及停车场是非常容易发生事件的区域，所以在进行建筑规划与设计的过程当中，需要让重点结构远离这些危险区域；其二，设置出隔离带。
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。
方法一：拆除法抗连续倒塌的拆除构件方法应符合下列规定：1.分别拆除结构重要构件。
2.采用弹性静力方法分析剩余结构的内力与变形。
3.剩余结构构件承载力应符合下式要求(1-1)式中：S—剩余结构构件效应设计值，可按式（13-2）条的规定计算；d—剩余结构构件承载力设计值，可按《高层建筑混凝土结构技 Rd术规程》JGJ 3-2010第3.12.5条的规定计算；β—效应折减系数，对中部水平构件取0.67，对其他构件取1.0；4.结构抗连续倒塌设计时，荷载组合的效应设计值可按下式确定：(1-2)—永久荷载标准值产生的效应；式中：SGKS—第i个竖向可变荷载标准值产生的效应；Qi,k—风荷载标准值产生的效应；SWk—可变荷载的准永久值系数，本项目采用0.5；ψqiΨ—风荷载组合值系数，取0.2；W—竖向荷载动力放大系数。
结构连续倒塌分析研究现状及设计方法综述
Ｋｅ ｒ ｓ ｏｌｒ ｏ ｌ ａ ｄｉｇ ｇｌ ｒ ｙｗｏ ｄ ：ｂ ｉ ，ｃ ａ ｎ ｌ ａｌ ｙ，ｗ ｎ ｏ ｄｎ ｅ ｈ ｎ ｅ ｉｄ ｌａ ｉｇ
收 稿 日期 ：０ １０ － ６ ２ １ —４ ０
作者简介： 李
赵
辉（９ ６ ） 男， １７ ． ， 工程师， 山东省济宁监狱 ， 山东 济宁 ２ ２０ ７００
并成功 将其用 有结构层次 、 构件层次及材 料层 次。Ｇ Ａ ０ ３标准 规定采 用强 度 程 中。我 国孙 利民教授进一步改进 了散体单元 法 ， Ｓ２０ 于分析钢筋混 凝土桥梁的倒塌 。 破坏准则能力需求 比 Ｄ Ｒ进行 线性 分析 ； Ｃ 采取 支座变 形 、 转角 以 及延性等变形破 坏 准则进 行非 线性 分析 。我 们应 意识 到破 坏 的 ３ 显式动力有 限元 软件仿真法。倒塌仿真是大变形 动力 非线 ） 此方面问题还处于蓬勃发展 中。大部分著名 的有 限元分析 概 念很大程度上适应 于单一结构构件 ， 对结 构整体 的连续倒 塌准 性问题 ， 软件无不将该方面 的研究成果作为展示 自己最高水准的亮点。 则 的判别标准还 亟待深入研究。 ４ 二次开发法 。当前 ， 为 流行 的有 限元 分析 软件 Ａ Ｓ Ｓ ） 较 ＮＹ ，
结构 连续倒塌分析研究 现状 及设计方法综述
李 辉 赵 伟
摘 要 ： 目前 国内外结构连续倒塌 分析 与设计方 法的研 究现状进行 了归纳和比较 ， 出连续性倒塌分析 可分为倒 塌风 对 指 险评 估和倒塌仿 真两种 类型 ， 概述 了 ＂今 结构抗连续性倒塌 的设 计 方法 ， ３ － 并探 讨 了结构连 续倒塌 分析 的前沿研 究 ， 以指
伟 （９４ ） 男 ， １７ 。 ， 工程 师 ， 东省济 宁 医学院 ， 东 济 宁 山 山 ２２０ ７０ ０
望城区房屋倒塌分析报告
施工问题
施工质量不达标
施工过程中可能存在偷工减料、未按 规范施工等问题，导致房屋质量不过
关。
施工管理不严格
部分施工单位可能存在管理不严格、 监督不到位等问题，影响施工质量。
建筑材料问题
材料质量不合格
部分房屋可能使用了质量不合格的建 筑材料，如劣质水泥、钢筋等，导致 结构强度不足。
报告目的和范围
目的
分析房屋倒塌的原因，提出预防 和应对措施，以减少类似事件的 发生。
范围
本报告将全面分析望城区房屋倒 塌事件，包括倒塌原因、救援行 动、影响评估等方面。
02
房屋倒塌原因分析
建筑设计问题
结构设计不合理
部分房屋可能由于设计时未充分考虑地质条件、地震等因素，导致结构稳定性 不足。
未进行抗震设计
望城区的房屋大多建于20 世纪80年代至90年代，部 分房屋甚至可以追溯到更 早的时期。
历史背景
这些房屋在建设时，由于 技术和材料的限制，可能 没有达到现在所要求的安 全标准。
维护情况
由于年久失修，部分房屋 的结构和设施已经老化， 维护不当也可能加剧了房 屋的损坏。
房屋结构与布局
结构类型
倒塌的房屋多为砖混结构或土木结构，这种结构的房屋抗震性能较差。
材料老化
部分老旧房屋可能由于材料老化，如 钢筋锈蚀、混凝土碳化等，导致结构 性能下降。
自然灾害影响
地震影响
地震可能导致房屋地基失稳、结构损坏等现象，从而引发房 屋倒塌。
暴雨影响
连续暴雨可能导致山体滑坡、泥石流等自然灾害，对房屋造 成破坏。
03
倒塌房屋的历史和现状
房屋建设年代与历史
建筑结构防连续倒塌设计方法探讨
建筑结构防连续倒塌设计方法探讨摘要：文中首先阐述建筑结构防连续倒塌设计原则，进而探讨结构防连续倒塌设计方法，从而为实际工程防连续倒塌设计提供参考。
关键词：连续倒塌；结构设计1 引言连续性倒塌是一种特殊的破坏形式，是指结构在偶然荷载(主要包括炸药爆炸、气体爆炸、车辆撞击和重物冲击等) 作用下局部破坏不断扩展并最终引起结构不成比例的大范围的倒塌甚至整体失去承载能力[1]。
近年来国内外多次发生突发事件（爆炸、火灾、地震、恐怖袭击等）导致结构发生连续性倒塌事故，造成了重大人员伤亡和财产损失，并产生恶劣的社会影响，因而日益受到人们的关注。
2 防连续倒塌设计原则《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)[2]已明确提出混凝土结构防连续倒塌设计宜符合以下要求：（1）采取减小偶然作用效应的措施；（2）采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施；（3）在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备用的传力途径；（4）增强疏散通道、避难空间等重要结构构件及关键传力部位的承载力和变形性能；（5）配置贯通水平、竖向构件的钢筋，并与周边构件可靠的锚固。
3 防连续倒塌设计方法3.1 局部加强法某些构件失效后,其上部结构不能形成跨越能力的情况,这类构件则作为“关键构件”或者“重点保护构件”来设计[3]。
局部加强法是根据结构的重要性和使用环境确定可以承受突发事件的荷载级别，然后根据结构中的关键构件进行特殊的设计加强。
这种方法往往是以增加结构的延性作为目的。
设计并提高可能遭受偶然作用而发生局部破坏的竖向重要构件和关键传力部位的安全储备，使其具有足够的强度能一定程度上抵御偶然荷载作用。
3.2 拉结构件法通过结构拉结系统增强结构的连接性、延性和冗余度来保证结构在经受偶然荷载后具有较好的结构整体性。
拉杆连接系统是通过在结构内部设置水平和垂直方向的拉结筋,有效地将结构连接在一起,使结构具有“搭桥”能力。
当结构的某一竖向承重构件破坏时,其上部水平构件例如板或梁中的拉杆通过悬索作用在破坏构件上方形成“桥”,改变原来的传力路径将荷载由其相邻构件承担,从而限制破坏的发展避免连续倒塌的发生。
建筑结构连续倒塌问题研究综述
建筑结构连续倒塌问题研究综述
李峙
【期刊名称】《城市与减灾》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着科学技术的不断发展,建筑工程技术、材料性能等方面有了长足的进步,伴随建筑结构的多样化与复杂化,其安全问题也越来越被人们所重视。
20世纪前中期及以前的很长一段时间里,建筑设计只考虑常规的荷载,除去结构自重,楼面、屋面等活荷载外,还会考虑一定的自然荷载,如风荷载、雪荷载等。
然而建筑在常规的使用期间,可能会承受一定量的意外荷载,如爆炸、火灾、地震等意外事件,导致局部构件丧失承载力。
局部构件的失效会产生连锁反应,导致整体结构破坏,使得建筑结构整体倒塌,这种破坏被称为连续倒塌。
【总页数】7页(P25-31)
【作者】李峙
【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.基于拆除构件法的建筑结构抗连续倒塌研究进展
2.建筑结构连续倒塌破坏分析的数值模拟研究方法综述
3.建筑结构连续倒塌性能研究进展1）
4.建筑结构抗连续倒塌设计研究
5.建筑结构抗连续倒塌研究综述
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对“抗连续倒塌设计”的理解与分析
对“抗连续倒塌设计”的理解与分析摘要：建筑物抗连续倒塌设计在欧美多个国家得到了广泛关注，英国、美国、加拿大、瑞典等国颁布了相关的设计规范和标准，我国相关的标准规范规程也逐步地增加了抗（或防）连续倒塌设计的内容。
许多单位和学者对抗（或防）连续倒塌设计进行了卓有成效的试验和研究。
关键词：连续倒塌抗连续倒塌设计国家标准课题研究整体稳固性正文：近年来，建筑物的连续倒塌给灾区带来了惨重的灾难和重大的影响，从1968年英国Ronan Point公寓楼煤气爆炸倒塌到2001年美国纽约世贸中心的恐怖袭击倒塌，从2003年湖南衡阳大厦特大火灾后倒塌到2004年法国戴高乐机场候机厅倒塌，建筑物的连续倒塌问题受到工程界的广泛关注和重视。
建筑物连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效，继而引起与失效破坏构件相连的构件连续破坏，最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。
相应地进行必要的建筑物抗（或防）连续倒塌设计，将能有效控制偶然作用对结构的破坏范围。
建筑物抗连续倒塌设计在欧美多个国家得到了广泛关注，英国、美国、加拿大、瑞典等国颁布了相关的设计规范和标准，我国相关的标准规范规程也逐步地增加了抗（或防）连续倒塌设计的内容。
1.我国现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001第 3.0.6条规定“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.我国现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008第 4.0.6条规定“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”。
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 ，０ １年 但 ２０ ９ １ 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 ＡＳ Ｅ 、
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 ：。４ １５ ２ １） ５ ０ ５ ０ １０ —６ ３ （ ０ １０ —０ ４ － ３
福 姐
Ａ ｎ ｌ ｓ ｔ ｄｓａ ｏ ｔ ｏ ｓｇ ｏ ｉｄｉ ｏ ｒ ｓｓ ｏ ｒ ｓ ｉ ｅｃ ｌａ ｓ ａ ｙ ｅ ｍｅ ｈｏ ｎｄ ｃ ｎ ｒ ｌｄｅ ｉ ｎ ｆ ｒｂｕ ｌ ｎｇ ｔ ｅ ｉｔｐｒ ｇ ｅ ｓｖ ｏ ｌ ｐ ｅ
Ｇｅ ｇＪａ ｂｎ Ｚ ｎ ｈｘｎ ｎ ｎ ｉ ｅ ｇ Ｚ ｉｉｇ ｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｅ ｅ ｔｙ ａ ｓ ａｌｒ ｅｎ ｍｂ ｒｏ ｅｓ ｎ ｅ ａ ｄｐ ｏ ｅ ｔ ｓｌｓ ， ｔ ｃｉｅ ｔｌ ｏ ｄ （ｔ ｅｅｒｈ ｕ ｋ ，ｔｅｉ ａ ｔ ｈ ｓ ｈ ：ｎ ｒｃ ｎ ｅ ｒ ， ａ ｇ ｕ ｅ ｆｐ ｒｏ ｎ ｌ ｎ ｒ ｐ ｒｙｉ ｔｗｉ ａ ｃｄ ｎ ａ ａ ｒｃ ｏ ｈ ｌ ｈ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｈ ｍｐ ｃ ，ｔ ｅ
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 ， １ ９ 如 ９ ０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
爆炸荷载作用下建筑结构连续倒塌分析研究进展
爆炸荷载作用下建筑结构连续倒塌分析研究进展XXX摘要: 随着恐怖爆炸以及偶然性爆炸的不断增多, 建筑物的抗爆、防爆问题越来越受关注。
近些年来, 国内外学者对爆炸荷载作用下建筑结构的破坏与连续倒塌进行了广泛的研究, 内容包括各类结构构件在爆炸荷载作用下的动态响应特征与损伤破坏机理、结构构件承受爆炸荷载后的损伤程度评估以及结构连续倒塌分析等。
综述近些年来国内外爆炸荷载作用下建筑结构的连续倒塌分析研究的最新进展。
关键词：爆炸荷载; 建筑结构; 连续倒塌; 破坏分析; 研究进展State-of-the-art in Progressivecollapse analysis of buildingstructures under blast loadsXXXAbstract: With the growing number of terrorist bombings and accidental explosions, we take more and more attention to the blast resistant of building structures. Recently, scholars both at home and aboard have done extensive researches about the damage and progressive collapse of building structures under blast loading, including dynamic response characteristic and damage mechanism of structural components under blast loading, damage degree evaluation of structural components under blast loading and progressive collapse analysis of structures under blast loading. This paper reviews the state-of-art in progressive collapse analysis of building structures under blast loading both at home and aboard.Keywords:blast load; building structure;; progressive collapse; damage analysis; state-of-the-art引言近些年来，国内外学者对爆炸荷载作用下建筑结构物连续倒塌进行了广泛的研究，研究包括解析方法，数值模拟方法，实验方法。
建筑结构防连续倒塌分析与设计方法研究进展
Ｐ ａ ｎ Ｙ ｉ ，Ｗａ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｕ — ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ，Ｌ ｕ Ｌ ｉ — ｈ ｅ ｎ ｇ，Ｑｉ ｎ Ｎａ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
［ 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
Ｋｅ ｙｗｏ ｒ ｄｓ： ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ａ ｐｓ ｅ； ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ；ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
Ｅ－ ｍａ ｉ ｌ ： ｐ ａ ｎ ｙ ｉ ＠ｈ ｏ ｍｅ ． ｓ ｗ ｊ ｔ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
第３ ６卷 第 １ 期
２ ０１ ４年 ２月
工 程 抗 震 与 加 固 改 造
Ｖ０ １ ．３ ６． Ｎｏ ．１ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０ｌ ４
Ｅａ ｒ ｔ ｈ ｑｕ ａ ｋ ｅ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｔ ｒ ｏ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
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结构连续倒塌的研究意义与现状
结构连续倒塌的研究意义与现状作者：赵仕钗来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要: 近年来，国内外连续倒塌事件的频繁发生引起了土木工程师越来越多的关注。
为有效提高结构安全性能而对结构进行抗连续倒塌性能分析的研究，成为一项迫在眉睫的任务。
目前该领域的研究主要集中在RC框架结构和钢框架结构，主要采用四种分析方法研究得到的结构抗连续倒塌性能结果进行对比，得出了研究框架结构抗连续倒塌性能的更适用方法。
关键词：抗连续倒塌；非线性静力分析；非线性动力分析Abstract: In recent years, the frequent occurrence of progressive collapse at home and abroad has gained more and more attention from the structural engineers. It has become an urgent task to analyze the relevant progressive-collapse-resisting performance for improving the structural safety. Most of the current research regarding progressive-collapse-resisting capacity has been focusing on the reinforced- concrete- and steel- frame structures. The progressive collapse capacity is analyzed by four methods. The results on the progressive collapse capacity obtained from the four analysis approaches are compared, and the method appropriate for analyzing the progressive collapse capacity is presented.Keywords: resisting progressive collapse; nonlinear static analysis; nonlinear dynamic analysis 中图分类号：TU318 文献标识码：A研究背景及意义自1968年Ronan Point公寓由于煤气爆炸引起公寓发生连续倒塌事件之后，引起了很多学者对结构倒塌事件的关注，从此一些研究学者在科研研究中开始引进新名词为连续倒塌。
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”。
框架结构抗连续倒塌设计与研究现状
框架结构抗连续倒塌设计与研究现状摘要：结构在因意外事故发生局部破坏后可能会造成连锁反应而导致大面积坍塌，形成连续倒塌破坏，造成大量人员伤亡与经济损失。
连续倒塌主要可分为两种形式，分别为竖向连续倒塌和水平连续倒塌，目前大部分连续倒塌相关实验与研究针对竖向连续倒塌问题，而实际事故中连续倒塌还可能在水平向传播造成破坏的加剧。
关键词：钢筋混凝土框架结构；水平连续倒塌；数值模拟引言：所有类型的公共和私人建筑都有可能遭受极端事件的影响，如台风、地震、海啸、爆炸、车辆撞击、火灾、甚至恐怖主义袭击。
此类事件通常会对建筑结构造成局部破坏，从而导致大部分或整体结构逐步坍塌，这就是连续倒塌[1]。
连续倒塌可理解为由局部破坏引发后续一系列破坏的过程，建筑的连续倒塌往往伴随着严重的经济损失和生命危险。
连续倒塌的原理[2]如图1-1所示，由于意外情况导致结构的某处局部构件破坏并失效，剩余结构中的部分结构会充当替代传力路径，在内力重分布的过程中结构会发生较大变形，而之后的连续倒塌可分为以下两种形式：1)竖向连续倒塌：当破坏构件周围的竖向构件抗侧刚度和承载力较高，且水平向构件的承载力和变形能力不足时，倒塌仅在竖向传播。
2)水平连续倒塌：当破坏构件周围的竖向构件抗侧刚度和承载力不足时，倒塌不仅会在竖向传播，还会沿水平方向传播。
图1-1 框架结构的连续倒塌从图1-1中可以看出，水平连续倒塌比竖向连续倒塌造成的整体结构破坏范围明显更大，严重威胁建筑的安全。
在倒塌过程中，水平连续倒塌通常伴随着竖向连续倒塌，但目前连续倒塌的科研和工程实践大部分都只是关于竖向连续倒塌，关于水平连续倒塌方面的相关研究较少，然而由于实际条件有限，无法进行整体结构水平连续倒塌的试验研究。
因此可以首先使用Marc有限元软件模拟分析前辈完成的连续倒塌试件，对比模拟结果与试验测得的实际结果，确保有限元模拟结果的准确性后再开展关于某六跨七层整体钢筋混凝土框架结构的数值模拟分析，该整体结构平面图为中心对称正方形，故初始破坏柱只需取正方形内八分之一对称区域内的十根柱，取一层、四层、七层三个楼层内的所有工况进行模拟，提取典型工况进行详细分析，并整理分析每个楼层所有工况下的倒塌情况。
框架结构连续倒塌研究现状
１ １ 连续倒 塌判 定 准则 ．
中 图分 类 号 ： Ｊ７ ． ３８４ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
力发展过程 。连续倒 塌风 险评 估分 析方 法按 照是否 考虑 非线性
线弹性静力 分析 、 线性静力分 析、 弹性 动力 非 线 结构连续倒塌 （ｒｇｅｓ ｅｃｌｐｅ 是指 由于部分构件 的破坏 和动力效应 分为 ： ｐｏ ｒ ｉ ｌ ｓ） ｓｖ ｏａ 分析和非线性动力 分析 ； 照分 析对 象 的初 始状 态不 同分 为 ： 按 针 引起在水平和竖直方 向结构 的连锁 破坏 而造 成整 个结 构或 大部 分结 构的倒塌 。近年来 因非常 规荷 载如强震 、 击 、 炸 等原 因 撞 爆
分析与设计的迫切性与重要性 。
构 连续倒 塌的全过程进行仿 真 ，当前研究 工作 的前沿 。 目前有 是
１修 ２离 国外对 连续倒 塌研 究开 展得 比较早 ， 今 为止 已有 ４ 迄 ０年 的 四种倒 塌仿真方法 ：） 正有 限元法 ；） 散单元 法 或散体 单元 ３在 ４ 直接采 用 历史 。在此期 间 ， 研究者们提 出了很 多关于 连续倒塌 的分析方 法 法 ；） 已有 的有 限元 软件 的基 础上 进行 二次 开发 ； ）
框 架 结 构 连 续 倒 塌 研 究 现 状
侯耿峰
摘
周全武
吴赵 强
要 ： 目前结构连续倒 塌分析 与设 计方法 的研 究现状进行 了归纳和 比较 ， 出 了现 有分析设 计方法 的不足 ， 对 指 并对今
结构抗连续倒塌设计研究
结构抗连续倒塌设计研究摘要：结构安全性问题是结构设计中考虑的首要问题，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。
本文阐述了国内外在结构抗连续倒塌方面研究的主要成果，提出提高结构抗连续倒塌能力的措施。
关键词：连续倒塌，抗连续倒塌设计1引言结构的连续倒塌是指由于偶然荷载作用造成结构的局部破坏，并引发连锁反应导致破坏向结构的其它部位扩散，最终导致整个结构或整个结构的一个主要部分发生破坏[1]。
造成结构连续倒塌的原因很多，总体上可以分为三类：第一类是施工或设计的失误；第二类是地震、火灾等偶然荷载；第三类是煤气爆炸、恐怖袭击等偶然事件。
结构一旦发生连续倒塌，就会造成严重的人员伤亡和财产损失，因此有必要对结构进行抗连续倒塌设计。
结构抗连续倒塌能力定义为当结构因偶然事件或局部严重超载而造成部分构件突然失效时，结构能自行调整内力，阻止破坏过程的延续，从而保证结构不发生整体破坏的能力。
现行国外的规范中都有详细规定，而在我国规范中也有简要说明。
例如《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，对偶然荷载工况进行承载能力极限状态设计时，原则之一即是“允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而发生局部破坏，剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度”。
上述所提到的“连续倒塌”可以理解为结构由于偶然事件或局部严重超载，造成整个结构体系内的部分单元超出承载能力而失效，原来作用于结构上的荷载在剩余结构上重新分布，剩余结构承载条件发生变化，进而引发部分构件发生失效而引起新一轮的荷载分布，这个过程一直持续到结构找到平衡状态。
在此定义中，整个结构或某大部分结构的连续倒塌是由偶然事件造成的局部破坏的扩展和蔓延导致的。
2倒塌分析方法一般结构设计强调整体结构抵抗荷载作用的能力，即结构在工作状态能够承受最大的荷载值，而结构抗连续倒塌设计考察结构发生局部破坏后，剩余部分抗倒塌的能力。
连续梁桥纵向倒塌模式及控制研究
连续梁桥纵向倒塌模式及控制研究说起连续梁桥，大家肯定都不陌生。
说白了，就是那种桥面长得像条大“梁子”，一端连接一座高山，另一端伸向远方。
想象一下，桥面是平的，车子从上面走，风吹过，桥面微微晃动。
要是你不小心站在上面，可能会觉得桥有点“晃得慌”。
不过，连续梁桥可不是随便就能“摇晃”起来的。
它的设计可是精密得很。
它的结构像是一个坚实的背脊，能承受很大的压力。
不过，啥事都有两面性。
虽然它强，但有时候也会出点小问题。
就比如，纵向倒塌这个事儿。
说到这个，哎呀，听起来就让人心里发慌。
你想啊，要是桥倒了，谁能不心慌呢？桥要是发生了倒塌，后果那是相当严重的。
你可能会觉得，“倒塌？怎么可能啊？”其实呢，桥的“脆弱点”就在于它的结构设计和受力情况。
尤其是连续梁桥，它一旦某个位置受到了过度的负荷，可能就会“塌”下去。
想象一下，你手里拿着一个玻璃杯，里面装着满满的水。
如果你不小心碰到了杯子的一边，水是不是就会洒出来？同样道理，桥也有它的“脆弱边”。
这种纵向的倒塌模式，简直就像是一场不期而至的灾难。
不过，这种问题也不是没有解决的办法。
你要是想控制这种倒塌，得先搞清楚原因。
纵向倒塌的原因可以归结为很多种。
有的是设计缺陷，有的是材料质量不达标，还有的是受外界环境影响。
你看，设计不合理或者使用不当的材料，就像是给桥梁“穿”上了不合脚的鞋，走起路来一点也不稳。
再比如，桥梁长时间暴露在风雨中，哪怕是小小的裂缝也可能导致大麻烦。
这些因素，像是桥梁健康的小“病根”，看似不太显眼，却能悄悄腐蚀掉它的“骨架”。
有了这些认知之后，我们就得考虑如何控制了。
嗯，你要是问我怎么做，我给你几个建议吧。
设计师得仔细琢磨，尽量让桥梁结构更合理，受力均匀，尽量避免一部分地方“背上”过多的负担。
再有，材料的选择得慎重，质量好的材料才能给桥梁打下坚实的基础。
除此之外，桥梁的监测也不能放松。
你想，桥梁跟人一样，要“体检”。
定期检查桥梁的健康状况，及时发现问题，给它做“手术”处理，才能避免大事发生。
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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]。
由于难
以量化意外事件，也很难给出相应的发生概率。
即使在为几个可能的意外事故进
行设计时，也不能保证这些关键部件在其他紧急情况下不会损坏。
因此，要求所
设计的结构绝对没有局部损伤是一种不可行的设计方法，最好采取措施降低事故
发生的概率。
其次，该结构具有足够的备用荷载传递路径。
主要集中在整体结构
的后果的严重性后,意外事件的发生,也就是说,在结构的局部破坏的情况下,结构体
系有足够的备用荷载传递路径有效转移本地组件并生成负载和内力重分布没有大
规模崩溃。
这种方法不适用于任何具体情况。
当结构中的一个成员失败时，它会
导致局部范围崩溃。
只要倒塌范围是可以接受的，结构设计就可以考虑满足要求。
3、提高建筑物抗震倒塌能力的设计方法
3.1 改进阶段设计
地震在我国现有法规,有三个水平,在“小震不坏,中震可修,大震不到”,实现的设
计方法,通过使用两个阶段,一个阶段是根据计算和分析的小地震,是基本的安全解
决外汇储备结构作为一个整体,设计阶段的设计方法和思维方式已经非常成熟。
然而,在第二阶段,由于电阻崩溃分析和仿真设计的困难,中国抗震规范只需要合理的
抗震措施,确保大地震不会下降,但一般的理解和操作的具体操作具有偏差,是非常
复杂的[4]。
在中国使用梁抗弯承载力比条件下实现“强柱弱梁”结构的屈服机制,根
据日本的延性结构的屈服机制的计算和分析,框架结构的延性和框架-剪力墙结构
的屈服机制模型,整体结构和产量计算需要的结构静力弹塑性分析,可操作性强,也
可用于我国辅助设计的这一思路。
同时,概念设计是用来考虑建筑的整体结构的屈
服机制,帮助设计师明确失效模式和失效机理的整体结构,然后阐明不同组件的结
构以及变形能力和承载能力,以提高抵御崩溃的能力和完成建筑物的结构设计。
3.2 注意结构的选择
结构形式和抗震体系的选择是保证建筑物抗震安全的重要基础，在设计中要
注意建筑结构整体形式的选择，根据抗震的需要合理地进行结构组织和配置，并
按照科学的系统组织思想进行结构设计。
建筑的抗震能力是反映在结构体系的选择,也就是说,地震系统来解决这个问题,然后地震结构的组织和实施,最后按照地震
需求的详细计算,以形成一个完整的设计方案。
然而,在实际工程中,由于地震系统
和结构类型存在多种形式,不同的结构形式将形成不同的计算与分析方法,详细规
格列表可供选择。
所以不能在我国建筑结构设计的同时,结构完整性的设计通常是
不足够的重视,所以通常结构工程师在设计的整个结构体系设计的很短,没有充分
按照规范和实际要求进行科学的选择和设计。
因此，在保证结构设计完整性的基
础上，有必要加强抗震规范中结构体现和选型的指导和标准。
同时,它显示了实际
的灾难情况，对此进行案例分析和结构设计。
按照同样的规格也可能导致抗震性
能的差异,因为不同的结构参数,如结构方案、静不定时间,产生机制等等,将导致不
同的建筑物倒塌阻力。
目前结构抗震规范大多以承载力和变形能力为基础，但在
整体结构设计中对冗余性的重视程度不够。
因此，在选择结构形式和组合形式时
应注意结构冗余的选择[5]。
3.3 具体设计方法总结
3.3.1概念设计
概念设计从布局形式、完整性、结构延性、冗余性等方面建立设计概念，以
提高结构抗倒塌能力或降低结构倒塌风险。
在实际结构抗震设计中，主要有两种
概念设计思路。
一是通过结构措施保证连接结构的延性和连续性。
一是选择和优
化合理的结构方案，保证传力路径和抗倒塌储备。
但概念设计仅为整体结构设计
提供了必要的思路，定量计算十分困难，设计效果取决于设计经验，其应用主要
在总体设计阶段。
3.3.2节点强度设计方法
通过对结构间连接构件强度的分析计算，设计出满足一定强度的结构连接方式，以保证结构的完整性和一定强度的荷载传导路径。
不同部位的粘结强度的结
构设计可以形成一个整体，确保结构设计的各种粘结强度保持在相对平衡的水平。
该方法不需要对整个结构进行应力分析。
计算分析过程简单，但增加经验分量太
容易。
3.3.3消除组件设计方法
在设计中，通过仿真消除了零件，研究了残余结构的机械响应。
这样可以模
拟一个或多个结构构件在地震中受损后整体结构的变化情况，从而研究建筑物在
地震中的倒塌情况。
这种方法主要是提供另一种有效的传输路径,所以在设计也可
以被称为替代路径设计,在正常情况下,使用这种设计是针对一个简单形式的轴承
组件的失败,“删除”,如垂直结构:角,短柱,列,等等。
同时，根据安装设计的要求，可以进行合理的组合，确定拆卸部件的尺寸、数量等。
根据计算方法的不同，构件的去除方法可分为线性静力法、线性动力法、非线性静力法和动力法，其中非线性动力法具有较高的精度。
结束语
抗倒塌能力是建筑稳定的重要指标之一，因此根据外力和内里破坏能力进行结构设计是提高建筑抗震性能的重要思路。
遵循的总体设计思想是整个细节,然后选择结构形式和组合。
所以,建筑结构的鲁棒性和稳定性,要确保建筑结构的整体崩溃阻力系统稳定,这也是为了实现建筑稳定的目标。
参考文献
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