01 防倒塌設(shè)計(jì)

我國(guó)的結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)，最早還要追述上世紀(jì)70年代就已提出的“大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)基本準(zhǔn)則，根據(jù)二階段的設(shè)計(jì)要求，主要從限制結(jié)構(gòu)變形和采取必要的抗震構(gòu)造措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要屬于概念設(shè)計(jì)范疇。

而隨著“9·11”恐怖事件、“5·12”汶川大地震的發(fā)生，房屋倒塌所造成的巨大危害和負(fù)面影響被進(jìn)一步認(rèn)知，結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌的概念和防連續(xù)倒塌的設(shè)計(jì)方法也得到了更多關(guān)注。

“9·11”恐怖事件（左）；“5.12”汶川大地震（右）

結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌，指結(jié)構(gòu)在偶然荷載（如強(qiáng)震、撞擊、爆炸、火災(zāi)等非常規(guī)荷載）作用下發(fā)生局部破壞而形成初始損傷，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生內(nèi)力重分布而形成連鎖反應(yīng)，最終致使結(jié)構(gòu)部分或全部倒塌。連續(xù)倒塌一旦發(fā)生，往往會(huì)造成很?chē)?yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。

02 鋼結(jié)構(gòu)抗倒塌需求

鋼結(jié)構(gòu)在大跨、復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)中有廣泛應(yīng)用，隨著形體造型藝術(shù)的不斷提升，以及建筑功能要求的不斷增加，實(shí)際工程往往存在跨度大、布置不規(guī)則性強(qiáng)、長(zhǎng)細(xì)比較大等問(wèn)題，可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的不足，需要進(jìn)行特殊的安全性驗(yàn)證。

對(duì)近年來(lái)鋼結(jié)構(gòu)倒塌事故進(jìn)行梳理，發(fā)現(xiàn)大跨廠房、復(fù)雜公建的倒塌占多數(shù)，造成倒塌的原因有撞擊爆炸、火災(zāi)、過(guò)載、局部缺陷、施工不當(dāng)?shù)�。這些工程事故，是鋼結(jié)構(gòu)抗倒塌設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和依據(jù)。

體育場(chǎng)施工不當(dāng)致局部坍塌（左）；在建廠房倒塌（右）

03 抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法

國(guó)內(nèi)外規(guī)范給出的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)方法有：概念設(shè)計(jì)法、拉結(jié)強(qiáng)度設(shè)計(jì)法、拆除構(gòu)件法、關(guān)鍵構(gòu)件設(shè)計(jì)法。其中，拆除構(gòu)件法的可操作性最強(qiáng)，主要通過(guò)拆除某個(gè)構(gòu)件，分析剩余結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，來(lái)評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。

初始損傷所在的構(gòu)件、以及其他重要構(gòu)件，可作為待拆構(gòu)件。

04 待拆構(gòu)件的選擇

雖然結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件都可能受偶然荷載作用而形成初始損傷，并非每個(gè)構(gòu)件失效都會(huì)引起連續(xù)倒塌，對(duì)所有構(gòu)件都進(jìn)行拆除分析還會(huì)極大降低分析效率。所以，需要采用合適的方法選取待拆構(gòu)件。

實(shí)際工程中，概念判別和敏感性分析結(jié)合的方法應(yīng)用較多。前者是通過(guò)結(jié)構(gòu)體系、傳力體系、受力情況分析進(jìn)行構(gòu)件初選；后者則是通過(guò)軟件計(jì)算進(jìn)行敏感性分析，量化桿件的重要性。

如以下某大懸挑鋼結(jié)構(gòu)案例中，首先通過(guò)概念判斷，篩選出西南側(cè)連廊部位、東側(cè)電梯井部位、北側(cè)懸挑部位等幾個(gè)主要支承區(qū)域內(nèi)的重要構(gòu)件。