浅谈钢筋混凝土建筑抗连续倒塌策略

　　1 钢筋混凝土结构的连续倒塌机理研究由于偶然荷载的作用而造成的连续倒塌有可能发生在任何建筑物上。连续倒塌的通常定义为:由于部分结构或构件的破坏而引起的在水平方向或垂直方向上结构的连锁性破坏而造成的整个结构或大部分结构的倒塌现象。另一种对连续倒塌现象的描述为:由于结构中相对较小部分的破坏引起的连锁反应或是破坏的扩散。准确的评估连续倒塌的风险是十分困难的，这种困难主要是因为偶然荷载大小、性质以及作用后果的不确定性。

　　2 钢筋混凝土结构连续倒塌的过程“破坏”是一个广泛使用的词，可以指结构在荷载作用开始到荷载作用结束时不同阶段的现象，可以指从混凝土出现微裂缝到结构中某些构件丧失承载力或整个结构的倒塌。破坏概念及定义的确定会影响到选择什么合适的反应量作为估计破坏程度的破坏参数。而倒塌是破坏中一个特定阶段。连续倒塌是多种倒塌中的一种，指结构受自然或人为条件下突发事件影响，发生局部破坏，但受建筑物本身的延性和连续性所限，可能导致建筑物发生连锁反应以至全部倒塌。

　　3 钢筋混凝土建筑抗倒塌对策研究正如我们不能够完全阻止地震的发生与破坏一样，我们也不能要求钢筋混凝土结构在受到偶然荷载的作用时完全不被破坏，那是很难实现的，也是不经济的。因此针对偶然荷载的作用，我们对建筑物的要求是能够将其破坏范围限制在人们可以接受的范围以内，即要求建筑物具有抵抗连续倒塌的能力。结构的抗连续倒塌能力是指结构因突发事件造成部分基本构件突然失效时，结构应能自行调整内力，阻止破坏过程的延续，从而保证结构整体不至于破坏的能力。

　　3.1 钢筋混凝土结构抗倒塌应遵循的的原则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。针对偶然作用进行设计，增强结构的抗力，当然会对于防止连续倒塌的发生起到一定的效果。但如果我们按照现有的可靠度水平针对偶然荷载进行设计，增加的除了结构的抗力以外，更多的是建筑的造价，到时候恐怕没有几个人愿意出钱建这样的房子。从另一个角度来讲，这实际上也是一种严重的损失。但如果我们将可靠度水平设置过低，又会不利安全。

　　3.2 钢筋混凝土结构抵抗连续倒塌一般方法对于抗倒塌设计，我们应当针对不同的建筑类别设定不同的设计目标，然后针对不同的设计目标采取某种或者某几种方法，以达到防止倒塌的目的。在确定设计目标之前，你首先要明确以下的几点因素:

　　(1)所设计的建筑可能受到偶然事件威胁的风险是多少。如前所述，一个公共建筑或政府建筑面对风险类似恐怖袭击的偶然事件的要远远大于普通的私人建筑。明确这一点是我们进行抗倒塌设计的前提条件。

　　(2)所设计的建筑可能发生的初始局部破坏有多大。不同的初始局部破坏会引起截然不同的后果，设计师如果明确了建筑物所能够遭受的初始破坏的程度，对于他改进设计是大有裨益的。

　　3.3 防止连续倒塌的建筑措施面对连续倒塌的风险，建筑师并不是无计可施的。虽然建筑师的主要目标是设计出既能满足业主的使用功能要求，又非常美观的建筑。但防止建筑的连续倒塌仍然是建筑师所应当意识到的一个课题。

　　(1)建筑师可以通过精心的场地规划，在建筑周围设置出足够的缓冲空间，以减轻爆炸等偶然荷载对建筑物的作用。

　　(2)建筑师应当选择合理的建筑形式，以提高建筑的抵抗连续倒塌能力。

　　3.4 防止连续倒塌的结构措施面对建筑的连续倒塌，更重要的是从结构上采取措施，增强结构的冗余度、延性、连续性和整体性，以达到防止建筑连续倒塌的目的。

　　(1)加强关键构件抵抗局部破坏的能力。加强关键构件的抗破坏能力是最为直接的方法。通过对于结构中容易受到外部威胁并且承担主要荷载的关键构件的加强，可以增强其抵抗破坏的能力是建筑物的局部破坏程度减到最小，从而达到防止连续倒塌的目的。

　　(2)增加结构及构件的冗余度，改变荷载传递路径。建筑物连续倒塌的发生过程，由于结构局部破坏造成部分构件失效，该构件上部结构的原有传力途径被阻断，若不能形成新的传力途径，会产生连锁的破坏，最终造成建筑物倒塌。基于以上对连续倒塌的认识，如果结构具有充分的冗余度，在局部发生破坏以后，能够通过余下的构件，形成新的传力途径，就能够阻止连续倒塌的发生。

　　(3)增强结构的延性。对于爆炸这样的偶然荷载，要使结构能够完全抵抗，而不发生破坏是不现实的。防倒塌设计的主要目的是最大限度的保护人员及财产，从而建筑发生较大的变形是允许的。重要的是整体结构能够通过个别构件的较大变形以充分爆炸荷载产生的能量，达到法制连续倒塌的目的。这就需要结构构件具有充分的延性、整体性和连续性。对建筑进行分区，将破坏限制在独立的区域以内。这是一种反其道而行的方法。有些时候我们很难通过上面的方法是结构足我们的方方面面的要求，这是我们可以在结构上对于建筑进行分区，使各区域各自独立，各区域间联系并不紧密，当建筑受到局部破坏时，连续倒塌的发生由于各分区间薄弱层的阻断，使连续倒塌限定在单独的区域以内，从而保护了其余的分区。