钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计方法的研究

第25卷增刊II Vol.25 Sup.II 2008年 12 月 Dec. 2008

文章编号：1000-4750(2008)Sup.II-0150-08

工 程 力 学 ENGINEERING MECHANICS

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钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计方法的研究

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陆新征1,2，李 易1,2，叶列平1,2，马一飞1,2，梁 益1,2

(1. 清华大学土木工程系，北京 100084；2. 清华大学结构工程与振动教育部重点实验室，北京 100084)

摘 要：首先简要介绍了国外抗连续倒塌设计规范的主要设计方法和分类设计体系，然后重点对钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌拆除构件设计法和拉结强度设计法进行较为深入的分析研究。在基于非线性动力分析的拆除构件设计法进行分析的基础上，对基于线弹性静力分析的拆除构件法的原理和设计参数进行了分析和验算，提出适合我国工程结构的设计参数。分析了国外规范拉结强度设计法应用于按我国规范设计的框架结构的不适用性及其原因，并对国外规范拉结强度设计法中基本拉结强度的计算模型所存在的不足进行了改进，提出了考虑空间传力路径等因素的拉结强度设计法。通过算例对该文建议的线弹性静力拆除构件设计法和拉结强度设计法进行了设计 验证。

关键词：钢筋混凝土框架结构；抗连续倒塌设计；非线性动力拆除构件法；线性静力拆除构件法；拉结强度法 中图分类号：TU375.4 文献标识码：A

STUDY ON DESIGN METHOD TO RESIST PROGRESSIVE COLLAPSE

FOR REINFORCED CONCRETE FRAMES

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LU Xin-zheng1,2 , LI Yi1,2 , YE Lie-ping1,2 , MA Yi-fei1,2 , LIANG Yi1,2

(1. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

2. Key Laboratory of Structural Engineering and Vibration of China Education Ministry, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

Abstract: This paper summarizes the major design methods and classification-design systems in foreign codes to resist progressive collapse. And then the alternate path (AP) method and tie force (TF) method in the progressive design for reinforced concrete (RC) frames are studied. Firstly, based on the analyzing the nonlinear dynamic AP method, the principle and design factors of the linear static AP method are analyzed, and moreover, design factors suitable for Chinese structures are suggested. Secondly, the inapplicability of the TF method in foreign codes to enhance Chinese RC frames is studied. The calculating model of foreign TF method is improved and a TF method considering space load paths is suggested. Both the linear static AP method and the TF method suggested by this paper are verified by design.

Key words: reinforced concrete frame; progressive collapse design; nonlinear dynamic alternate path method;

linear static alternate path method; tie force method

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

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收稿日期：2008-03-20；修改日期：2008-11-20

基金项目：国家十一五科技支撑计划项目(2006BAJ03A02)；国家自然科学基金项目(50808106)

作者简介：*陆新征(1978―)，男，安徽芜湖人，副教授，博士，副所长，主要从事结构非线性计算和仿真研究(E-mail: luxz@http://www.77cn.com.cn)； 李 易(1981―)，男，湖北襄樊人，博士生，主要从事结构抗连续倒塌研究(E-mail: yili07@http://www.77cn.com.cn)； 叶列平(1960―)，男，江苏扬州人，教授，博士，主要从事混凝土结构，地震工程研究(E-mail: ylp@http://www.77cn.com.cn)； 马一飞(1985―)，男，北京密云人，学士，主要从事结构抗连续倒塌研究(E-mail: fiodove@http://www.77cn.com.cn)； 梁 益(1985―)，男，湖南安化人，学士，主要从事结构抗连续倒塌研究(E-mail: liangyi1985@http://www.77cn.com.cn).

连续性破坏发展。结构一旦发生连续倒塌，会造成很严重的生命财产损失，并产生重大社会影响，因

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而日益受到公众的关注和研究者的重视。 自1968年英国Ronan Point的18层装配式大板结构公寓因煤气爆炸造成连续倒塌事件发生以来，国外对该问题已经进行了多年的研究，其间经历了1995年美国Alfred P Murrah联邦政府办公楼和2001年世贸双塔等多起重大连续性倒塌事件。目前，国外一些规范中均有关于改善结构抗连续倒塌能力的具体规定。在我国，结构连续性倒塌事故也时有发生，1990年辽宁盘锦发生由于燃气爆炸导致主体结构倒塌的事故，2007年山西大同发生一起同样是由于燃气爆炸导致的某居民楼部分坍塌事件。但我国在结构抗连续倒塌的研究和实践上，已有成果还比较有限[1]。我国《混凝土结构设计规范GB50010-2002》仅在第3.1.6条规定[2]：结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。规范说明中只对该条款作了简单的概念性补充，没有提出的具体设计方法和准则，缺乏可操 作性。

本文介绍了清华大学土木工程系近年来在钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌设计方面的一些主要研究成果，并给出了相应的工程设计建议。

1 结构抗连续倒塌设计方法概述

结构抗连续倒塌设计与一般结构设计不同。一般结构抗风、抗震等防灾设计中，考察的是整个完好结构抵御灾害荷载的能力。而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，其设计目标和计算模型与一般结构设计情况有所不同。目前世 …… 此处隐藏：12995字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……