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第20届高层建筑结构论文集 论文编号 zby22
超高层建筑防止结构连续倒塌设计初探
朱炳寅、任庆英
(中国建筑设计研究院 北京100044)
【提要】近年来,高层建筑尤其是超高层建筑的防止连续倒塌问题在欧美国家得到了广泛的关注。由
于“东突”和“藏独”恐怖势力的存在,国内反恐形势也渐趋严峻,在高层或超高层建筑及重大或重要工
程中考虑建筑的防倒塌设计,正成为结构设计无法回避的问题,相关结构设计规范对重要工程的防倒塌设
计问题已在考虑之中。结合莫斯科中国贸易中心工程的防止结构连续倒塌设计,比较了国外一些相关设计
规范和标准之间的相互关系,提出满足俄罗斯规范要求的防止连续倒塌设计计算方法,并将其与正常情况
下的结构计算进行比较,找出其中带规律性的问题。
【关键词】 结构的整体坚固性 构件的需供比 转变途径法 局部抗力增强法
1 工程概况
莫斯科中国贸易中心工程,位于俄罗斯联邦莫斯科市(抗震设防烈度与我国6度相当),横跨威廉匹
克大街,紧邻规划四环路和城市轻轨及地铁6号线的BOTANICHESKY SAD站,是集办公、商业、公寓及中
国园林为一体的综合建筑群,总建筑面积20万m2 。按功能和区域将总平面地块划分为三个地块(总平面见
图1),其中2#地块地下2层、地上42层,建筑高度180m,钢筋混凝土框架-核心筒结构(结构平面示意见图
2 、立面见图3、结构计算模型见图4 );3#地块地下2层,地上22层,建筑高度87m,钢筋混凝土框架-剪力
墙结构。工程按俄罗斯规范要求需采取防止连续倒塌措施。
2 国外防止连续倒塌设计的要求
911 以来,紧急情况(如:地震、风灾、爆炸、撞击和高温等)下结构的防止连续倒塌设计正受到更
多的关注,有关国家相继制定有相关的法律法规。
2.1 俄罗斯防止连续倒塌措施的相关规定[1]
(1)高度超过75m 的高层建筑,均应进行结构的防止连续倒塌验算。验算的目的是为了防止高层建筑
在自然紧急状态(源自气候条件或地质变化等)或人为紧急状态(建筑内部或外部由于火灾或其他灾难性
情况发生)下,一旦部分承重结构受到破坏后,破坏会逐步扩大,使建筑发生连续倒塌。
(2)建筑物防止连续倒塌的整体坚固性(Robustness ),应根据结构计算确定。
(3)当发生局部破坏时,建筑的整体坚固性计算应考虑相应的荷载组合(含永久荷载和活荷载等)要
求。局部破坏应满足下列要求:破坏发生在墙肢上,且从两组墙的交接点到最近的洞口或下一个交接点的
距离小于 10m时;局部破坏发生在柱上或与同层墙体相连的柱上;局部破坏发生在同一层楼板上;以上局
部破坏的受荷面积均不应超过 80m2 。对建筑抗连续倒塌整体坚固性的评估,应根据上述局部破坏的最大效
应确定。
(4)对于紧急状态,需根据规范要求验算承载能力极限状态,不要求验算裂缝、变形等正常使用极限
状态。抗力计算须采用荷载标准值。
(5)效应计算应使用空间计算模型,将所有结构构件考虑在内,模拟建筑投入使用后局部承重构件发
生损害时荷载的重分布及破坏情况。
(6)防止建筑发生累计损害的主要措施有:结构应有较多的冗余度,以保障柱、横梁、隔板、节点
的承重能力;连续加强配筋;提高结构构件和节点的延性。在允许范围内提高结构的延性可有效阻止结构
破坏的继续扩大,即当某些承重构件发生破坏时,可以有较大的变形而不至于立刻失去所有的承载能力。
因此在设计时应增加配筋或采用其他延性材料,加大连接件强度及韧度。高层建筑应尽量采用现浇结构,
当采用非承重预制构件时,应采用与承重结构连接牢固性好、可靠性高的预制板材。楼板与柱、梁、隔板
的相连处应能保证上层楼板坍塌时支撑住上层楼板,而不掉到下层楼内。连接处的承重能力应为半个跨度
第20届高层建筑结构论文集 论文编号 zby22
的楼板与结构构件的重量(D+0.25L)。
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