装配式混凝土结构抗偶然作用设计

第1章 综述

1.1 简介

1.2 问题的定义.

1.3 与抗震设计的比较

1.4 术语和定义

第2章 作用和结构的响应特性

2.1 偶然作用的类型和重要性

2.1.1 家用燃气爆炸(室内 )

2.1.2 爆炸物爆炸(室内和室外)

2.1.3 车辆碰撞 

2.2 动力效应

2.3 重要的结构特性

2.3.1 结构整体性和冗余度

2.3.2 抗力 

2.3.3 连续性和锚固能力

2.3.4 延性、变形能力和能量的吸收

2.3.5 拉结系统的变形

2.3.6 拉结连接节点鲁棒性的重要特性综述

第3章 应对偶然作用的策略·

3.1 建筑的分类

3.2 系统性风险评估

3.3 降低发生连续倒塌潜在可能性的措施

3.4 合理设置疏散路线

3.5 结构概念设计

3.5.1 简介

3.5.2 设计方法 

第4章 防止连续倒塌的设计方法

4.1 偶然荷载的作用组合

4.2 材料的性能

4.3 间接设计方法

4.3.1 一般要求

4.3.2 拉结功能

4.3.3 规范条文 

4.4 替代的荷载传力路径法

4.4.1 初始的局部损伤程度

4.4.2 提供替代的荷载传力路径的机制 

4.4.3 分析过程

4.4.4 作用的组合 

4.4.5 应用分析 

4.5 特殊的荷载抗力法(关键构件)

第5章 构造设计

5.1 拉结钢筋

5.1.1 关于拉结钢筋的延性

5.1.2 拉结钢筋的连接

5.2 连接节点

5.2.1 柱与基础以及柱与柱的连接节点

5.2.2 梁与楼板的连接节点 

5.2.3 墙与墙以及墙与楼板的连接节点

5.2.4 叠合楼板后浇叠合层

5.2.5 楼梯 

附录:计算案例

在高层框架结构中，当一个位于中部的边柱被移除之后，简支预制梁替代的荷载传力路径的设计

参考文献

译后记.

翻译及审校人简介

1.1简介

在常规的荷载条件下，通常会将结构设计为不会损坏，并有合理的响应。但在意外的、适度超负荷的偶然作用下，结构产生局部或整体损坏是无法避免的。因此，在偶然作用的条件下，需通过正确的设计和建造，使结构在合理的概率范围内，不会发生灾难性的倒塌。这取决于许多不同的因素，例如：

一荷载的类型(如燃气爆炸等内因、汽车撞击等外因）；

一结构和结构构件承受的偶然作用的程度和位置；

一结构体系的类型(框架、门式刚架、框架剪力墙结构）、建造技术(整体现浇、预制装配、预制混凝土/钢混合结构），以及结构竖向构件之间的跨度，等等。

然而，虽然不可能期望任何结构都能完全抵御意外和极端原因引起的作用，但不应出现与其起因不相称的破坏后果。如图1所示，是某建筑中一个楼层中的一块楼板在施工过程中塌落。

自20世纪80年代以来，世界各地的多座建筑遭受了燃气爆炸、汽车或飞机撞击以及汽车炸弹袭击等意外事故。在许多情况下，撞击或爆炸的影响会引起建筑外围的关键结构构件失效。这些构件失效后，由于其承担的荷载不能被重新分配，致使局部结构或结构整体以连续倒塌的方式遭到破坏。当局部破坏没有局限于初始破坏区域，而是沿着结构的水平方向或者垂直方向扩散至结构时，这种现象被称为“连续倒塌”。

目前，业主和保险公司均提出要求，对他们所居住的建筑或与他们的保险业务相关的建筑进行在偶然作用下的设计计算，并具有满足最低限度的抵抗连续倒塌的能力。因此，科研和工程领域已经越来越多地聚焦于研究如何改善建筑物性能，并减轻偶然作用影响的技术。这需要面临的挑战是如何发展有效的概念设计，以实现在不影响建筑功能、力学、美学和建筑形态的同时，还要达到经济适用的目的。

连续倒塌是一个相对较为罕见的事件，因为它需要某种偶然作用引发局部破坏，同时结构又缺乏阻止破坏蔓延的足够的连续性、延性和冗余度。

设计绝对安全的建筑在技术上是非常困难的，而且在经济上是不可行的。但在建造装配式混凝土建筑时，为偶然作用提供可接受的安全度是可以做到的。

本书的目的是总结当前对这一问题的认识，并为装配式结构的抗连续倒塌设计提供指导。

1.2问题的定义

偶然作用设计工况，是由于某几种特殊状态造成的意外事故，对结构造成了各种损伤。偶然作用包含诸如车辆撞击、气体燃料爆炸或汽车炸弹袭击等情况，突然的意外荷载通常集中作用在结构中一两个关键构件上，如图2所示。偶然作用也可能是由于结构设计失误或施工错误造成的。偶然作用不包括地震作用或极端天气（尽管事实上也是无法准确界定偶然作用的上限、……

对于现浇混凝土建筑，连续倒塌现象已经得到了广泛的研究，并且有大量的文献可供查阅。一些国家的技术机构和建筑管理部门已经制定了设计指南和标准，以减少或消除建筑物对这种破坏形式的敏感性。然而，对于装配式混凝土结构，针对装配式剪力墙结构体系的、可用的相关设计信息要少得多；对于采用梁、柱和楼板建造的装配式框架结构体系，几乎没有实用的设计指南。而在实际工作中，对于此类设计指南的需求是十分强烈的。本书的目标是传播现有的文献，并将其转化为装配式混凝土结构在上述偶然作用下保持结构完整性的较好的实践指南。本书包括常见的意外事件类型及应对的建筑结构类型，设计原则和方法及典型的处理方法等。