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1、学习溷凝土结构设计规范GB500102010 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望修订背景修订背景2修订背景修订背景n n我国的工程规范每我国的工程规范每我国的工程规范每我国的工程规范每1010年修订一次，混凝土结构设计规范年修订一次，混凝土结构设计规范年修订一次，混凝土结构设计规范年修订一次，混凝土结构设计规范到了应该修订的时候。到了应该修订的时候。到了应该修订的时候。到了应该修订的时候。n n从规范颁布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从规范
2、颁布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从规范颁布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从规范颁布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究解决。解决。解决。解决。n nGB 50010-2002GB 50010-2002颁布后，开展了第六批规范课题的研究，为修颁布后，开展了第六批规范课题的研究，为修颁布后，开展了第六批规范课题的研究，为修颁布后，开展了第六批规范课题的研究，为修订规范做准备订规范做准备订规范做准备订规范做准备 解决解决解决解决高强钢筋引起正常使用状态问题高强钢筋引起正常使用状态问题高强钢筋引起正常使用状态问题高强钢筋引起正常使用状态问题（裂缝、变形等）的试（裂缝、变
3、形等）的试（裂缝、变形等）的试（裂缝、变形等）的试验研究验研究验研究验研究 混凝土结构混凝土结构混凝土结构混凝土结构耐久性耐久性耐久性耐久性的调研分析的调研分析的调研分析的调研分析3修订背景修订背景 既有混凝土结构既有混凝土结构既有混凝土结构既有混凝土结构的再设计问题的再设计问题的再设计问题的再设计问题 结构分析方法结构分析方法结构分析方法结构分析方法(弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等弹塑性损伤本构模型、结构计算模型等)间接作用（温差、收缩等）效应及裂缝控制间接作用（温差、收缩等）效应及裂缝控制间接作用（温差、收缩等）效应及
4、裂缝控制间接作用（温差、收缩等）效应及裂缝控制 钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响钢筋综合抗力（强度、延性等）及对结构破坏的影响 各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验各种配筋构造（并筋、锚固、连接、最小配筋率等）的试验研究研究研究研究 偶然作用下结构抗灾性能（如抗连续倒塌结构的整体稳定性）偶然作用下结构抗灾性能（如抗连续倒塌结构的整体稳定性）偶然作用下结构抗灾性能（如抗连续
5、倒塌结构的整体稳定性）偶然作用下结构抗灾性能（如抗连续倒塌结构的整体稳定性）研究研究研究研究4修订原则修订原则5 总原则总原则总原则总原则：补充、完善、提高、不做大的改动：补充、完善、提高、不做大的改动：补充、完善、提高、不做大的改动：补充、完善、提高、不做大的改动n n适当增加结构的安全储备以及抗火性能，注重结构的整体性适当增加结构的安全储备以及抗火性能，注重结构的整体性适当增加结构的安全储备以及抗火性能，注重结构的整体性适当增加结构的安全储备以及抗火性能，注重结构的整体性n n从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的重从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的重从以构
6、件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的重从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设计的重要性要性要性要性n n逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源利逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源利逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源利逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源利用效率用效率用效率用效率n n完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原则完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原则完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原则完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原则n n拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措施拓
7、展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措施拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措施拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措施的有关内容的有关内容的有关内容的有关内容n n与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业规范的分工、与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业规范的分工、与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业规范的分工、与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业规范的分工、协调协调协调协调6 修订概况修订概况u 2007年年2月月8日日 第一次第一次全体工作会议（北京）全体工作会议（北京）成立修订组，分工。成立修订组，分工。u 2008年年
8、8月月2530日日 第二次第二次全体工作会议（成都）全体工作会议（成都）讨论讨论征求意见初稿征求意见初稿，对各部分提出修订意见，对各部分提出修订意见u2008年年11月月89日日 第三次第三次全体工作会议（北京）全体工作会议（北京）讨论初稿，形成讨论初稿，形成征求意见稿征求意见稿2009年年11月月29日日12月月2日日 第四次第四次全体工作会议（北京）全体工作会议（北京）：讨论修改送审稿初稿，：讨论修改送审稿初稿，形成形成送审稿送审稿 2009年年12月月2526日日 召开了送审稿审查会，并通召开了送审稿审查会，并通过审查过审查 2010年年5月月 形成报批稿形成报批稿7章节组成章节组成13
9、 13 总则；术语、符号；基本计算规定总则；术语、符号；基本计算规定总则；术语、符号；基本计算规定总则；术语、符号；基本计算规定4 4 4 4 材料材料材料材料5 5 5 5 结构分析结构分析结构分析结构分析6 6 6 6 承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算7 7 7 7 正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算8 8 8 8 构造规定构造规定构造规定构造规定9 9 9 9 结构构件的基本规定结构构件的基本规定结构构件的基本规定结构构件的基本规定10 10 10 10 预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计
10、算，预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计算，预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计算，预应力混凝土结构构件（一般规定，损失值计算，构造规定）构造规定）构造规定）构造规定）11 11 11 11 混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计混凝土结构构件抗震设计附录附录附录附录AKAK（1010个）个）个）个）81 增加增加结构方案设计内容结构方案设计内容思路、原则思路、原则思路、原则思路、原则 思路思路：完善规范的完整性，从以构件计算为主完善规范的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充适当扩展到整体结构的设计，补充“结构方案结构方案”设计内容（设计内
11、容（3.2节）节）结构体系设计的基本结构体系设计的基本原则原则 从宏观上满足从宏观上满足使用功能使用功能，控制结构的，控制结构的整体安整体安全性全性;结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等其他方面的要求灾、节材等其他方面的要求9主要修订内容主要修订内容101 增加结构方案设计内容增加结构方案设计内容设计方案设计方案设计方案设计方案3.2.1 3.2.1 混凝土结构的混凝土结构的混凝土结构的混凝土结构的设计方案设计方案设计方案设计方案应符合下列要求：应符合下列要求：应符合下列要求：应符合下列要求：1 1 选用合理的选用合理的选用合理的选用合理的结构
12、体系结构体系结构体系结构体系、构件型式和布置；、构件型式和布置；、构件型式和布置；、构件型式和布置；2 2 结构的结构的结构的结构的平、立面布置平、立面布置平、立面布置平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度宜均宜规则，各部分的质量和刚度宜均宜规则，各部分的质量和刚度宜均宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续；匀、连续；匀、连续；匀、连续；3 3 结构结构结构结构传力途径传力途径传力途径传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对齐；齐；齐；齐；4 4 宜采用宜采用宜采用宜采用超静定结构超
13、静定结构超静定结构超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余，重要构件和关键传力部位应增加冗余，重要构件和关键传力部位应增加冗余，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径。约束或有多条传力途径。约束或有多条传力途径。约束或有多条传力途径。5 5 宜宜宜宜减小偶然作用减小偶然作用减小偶然作用减小偶然作用的的的的影响范围影响范围影响范围影响范围，避免发生因局部破坏引起的避免发生因局部破坏引起的避免发生因局部破坏引起的避免发生因局部破坏引起的结构连续倒塌结构连续倒塌结构连续倒塌结构连续倒塌。111213 【说明说明】灾害调查和事故分析表明】灾害调查和事故分析表明：结构方案对建筑物的安结
14、构方案对建筑物的安全性有着决定性的影响。全性有着决定性的影响。在与建筑方案协调时应考虑结构体型（高宽比、长宽比）在与建筑方案协调时应考虑结构体型（高宽比、长宽比）适当；适当；传力途径和构件布置应能够保证结构的整体稳固性；传力途径和构件布置应能够保证结构的整体稳固性；应避免因局部破坏引发结构连续倒塌。应避免因局部破坏引发结构连续倒塌。本条提出了在方案阶段应考虑本条提出了在方案阶段应考虑加强结构整体稳固性加强结构整体稳固性加强结构整体稳固性加强结构整体稳固性的设的设计原则。计原则。141 增加结构方案设计内容增加结构方案设计内容结构缝结构缝结构缝结构缝3.2.2 混凝土结构中结构缝的设计应符合下列
15、要求：1 1 应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能，合理确定结构缝的能，合理确定结构缝的位置和构造形式位置和构造形式位置和构造形式位置和构造形式；2 2 宜宜控制结构缝的数量控制结构缝的数量控制结构缝的数量控制结构缝的数量，并应采取有效措施减少设缝，并应采取有效措施减少设缝的不利影响；的不利影响；3 3 可根据需要设置施工阶段的可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝（施工后临时性结构缝（施工后临时性结构缝（施工后临时性结构缝（施工后浇带）。浇带）。浇带）。浇带）。15【说明说明】结构设计时通过设置结构缝将结构分割为若干相对独】结构设计时通过设置结
16、构缝将结构分割为若干相对独立的单元。结构缝包括立的单元。结构缝包括伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连续倒塌的分割缝续倒塌的分割缝续倒塌的分割缝续倒塌的分割缝等。不同类型的结构缝是为等。不同类型的结构缝是为消除下列不利因素消除下列不利因素的影响：的影响：混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变形；基础不均匀混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变形；基础不均匀沉降；刚度及质量突变；局部应力集中；结构防震；防止连续沉降；刚度及质量突变；局部应力集中；结构防震；防止连续倒塌等。除永久性的结构缝以外，还应考虑设置施工
17、槎、后浇倒塌等。除永久性的结构缝以外，还应考虑设置施工槎、后浇带、控制缝等临时性缝以消除某些暂时性的不利影响。带、控制缝等临时性缝以消除某些暂时性的不利影响。结构缝的设置应考虑对结构缝的设置应考虑对建筑功能建筑功能建筑功能建筑功能（如装修观感、止水防（如装修观感、止水防渗、保温隔声等）、渗、保温隔声等）、结构传力结构传力结构传力结构传力（如结构布置、构件传力）、（如结构布置、构件传力）、构构构构造做法和施工可行性造做法和施工可行性造做法和施工可行性造做法和施工可行性等造成的影响。应遵循等造成的影响。应遵循“一缝多能一缝多能”的设的设计原计原则，采取有效的构造措施。则，采取有效的构造措施。161
18、 增加结构方案设计内容增加结构方案设计内容连接连接连接连接3.2.3 3.2.3 结构构件的连接结构构件的连接结构构件的连接结构构件的连接应应应应符合下列要求：符合下列要求：1 1 连接部位的连接部位的承载力承载力承载力承载力应保证被连接构件之间的传力性能；应保证被连接构件之间的传力性能；2 2 当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接可靠的连接可靠的连接可靠的连接措施措施措施措施；3 3 应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。响。【说明说明说明说明】构件之间连接构造设计的原则构件之
19、间连接构造设计的原则构件之间连接构造设计的原则构件之间连接构造设计的原则 保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求；保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求；保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求；保证连接节点处被连接构件之间的传力性能符合设计要求；保证不同材料（混凝土、钢、砌体等）间的融合，选择可靠的连接方式以保证不同材料（混凝土、钢、砌体等）间的融合，选择可靠的连接方式以保证不同材料（混凝土、钢、砌体等）间的融合，选择可靠的连接方式以保证不同材料（混凝土、钢、砌体等）间的融合，选择可靠的连接方式以保证可靠传力；保证可靠传力；保证可靠传力；保证可靠传力；连接节
20、点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，以避免、减连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，以避免、减连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，以避免、减连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，以避免、减少不利影响。少不利影响。少不利影响。少不利影响。173.2.4 3.2.4 混凝土混凝土结构设计结构设计结构设计结构设计应符合下列要求：应符合下列要求：1 1 满足不同环境条件下的满足不同环境条件下的结构耐久性结构耐久性结构耐久性结构耐久性要求；要求；2 2 节省材料、方便施工、降低能耗与保护环境。节省材料、方便施工、降低能耗与保护环境。【说明说明
21、】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其他问题】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其他问题方案设计：方案设计：基本原则；基本原则；结构缝设置原则；结构缝设置原则；连接原则；连接原则；其他问题其他问题 182 防连续倒塌设计原则基本思想基本思想(1)(1)结构连续性倒塌控制与设计的结构连续性倒塌控制与设计的结构连续性倒塌控制与设计的结构连续性倒塌控制与设计的基本思想基本思想基本思想基本思想突发事件是难以预测的突发事件是难以预测的,其发生的概率小但危险大其发生的概率小但危险大,且事件且事件发生的可能性正逐渐增加发生的可能性正逐渐增加,减小减小减小减小结构遭受突发事件的影响结构遭受突发事件的影
22、响结构遭受突发事件的影响结构遭受突发事件的影响值得值得学者与设计人员广泛关注和慎重考虑学者与设计人员广泛关注和慎重考虑;加强局部构件或连接对减小结构遭受突发事件的影响是有益加强局部构件或连接对减小结构遭受突发事件的影响是有益的的,但但更重要的是提高结构更重要的是提高结构更重要的是提高结构更重要的是提高结构整体整体整体整体抵抗连续性倒塌的能力抵抗连续性倒塌的能力抵抗连续性倒塌的能力抵抗连续性倒塌的能力,从而从而减少或避免结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌减少或避免结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌,而一般而一般情况下情况下要求结构在突发事件下不发生局部破坏是不可取的要求结构在突发事件下不发生
23、局部破坏是不可取的;192 防连续倒塌设计原则基本思想基本思想提高结构抵抗连续性倒塌的能力提高结构抵抗连续性倒塌的能力提高结构抵抗连续性倒塌的能力提高结构抵抗连续性倒塌的能力应着眼于应着眼于应着眼于应着眼于结构的整体性能结构的整体性能结构的整体性能结构的整体性能或或或或者说鲁棒性者说鲁棒性者说鲁棒性者说鲁棒性,即最低强度、冗余特性和延性等能力特征即最低强度、冗余特性和延性等能力特征即最低强度、冗余特性和延性等能力特征即最低强度、冗余特性和延性等能力特征,一般一般一般一般可通过拉结力设计、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方可通过拉结力设计、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方可通过拉结力设计、
24、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方可通过拉结力设计、备用荷载路径分析及良好的构造要求等方法实现法实现法实现法实现;不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异不同结构体系的整体抵抗连续性倒塌能力各异,应分别考察各应分别考察各应分别考察各应分别考察各类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。类结构体系发生连续性倒塌的机理和能力特征。鲁棒性鲁棒性鲁棒性鲁棒性(RobustnessRobustness)是系统控制理论中的重要术语是系统控制理
25、论中的重要术语是系统控制理论中的重要术语是系统控制理论中的重要术语,指系统抵抗外部环境指系统抵抗外部环境指系统抵抗外部环境指系统抵抗外部环境干扰和内部不确定性因素影响而能干扰和内部不确定性因素影响而能干扰和内部不确定性因素影响而能干扰和内部不确定性因素影响而能保持稳定工作的能力保持稳定工作的能力保持稳定工作的能力保持稳定工作的能力 202 防连续倒塌设计原则基本思想基本思想构件与连接的最低强度构件与连接的最低强度构件与连接的最低强度构件与连接的最低强度 结构结构在初始局部破坏后为达到新的稳定平衡而发生内力重分在初始局部破坏后为达到新的稳定平衡而发生内力重分在初始局部破坏后为达到新的稳定平衡而发
26、生内力重分在初始局部破坏后为达到新的稳定平衡而发生内力重分布布布布,可能导致框架梁的弯矩反向可能导致框架梁的弯矩反向,甚至在极限状态下形成悬链线甚至在极限状态下形成悬链线效效应。应。这种内力需求在通常的结构设计当中是不予考虑的这种内力需求在通常的结构设计当中是不予考虑的这种内力需求在通常的结构设计当中是不予考虑的这种内力需求在通常的结构设计当中是不予考虑的,而一旦而一旦出现这种内力需求出现这种内力需求,构件或连接往往因为强度过低而发生破坏构件或连接往往因为强度过低而发生破坏,从从而导致连续性破坏的扩展甚至倒塌。而导致连续性破坏的扩展甚至倒塌。为此为此,有必要保证构件和连接在不同受力状态下的最低
27、强度有必要保证构件和连接在不同受力状态下的最低强度,使得结构各部分能在极限状态下使得结构各部分能在极限状态下“抱成一团抱成一团”。保证构件和连接的最低强度保证构件和连接的最低强度,以往的研究是以往的研究是通过拉结力设计来实现的通过拉结力设计来实现的通过拉结力设计来实现的通过拉结力设计来实现的,但对不同的结但对不同的结构体系构体系,最低强度或承载力的要求一般各有侧重。如钢筋混凝土最低强度或承载力的要求一般各有侧重。如钢筋混凝土框架和剪力墙结构框架和剪力墙结构框架和剪力墙结构框架和剪力墙结构宜宜着着重加强底部纵向受力钢筋的布置并要求恰当的纵筋搭接构造重加强底部纵向受力钢筋的布置并要求恰当的纵筋搭接
28、构造;钢框架钢框架钢框架钢框架宜充分保证梁柱连宜充分保证梁柱连接的抗弯与抗拉强度接的抗弯与抗拉强度;大跨空间结构大跨空间结构大跨空间结构大跨空间结构则应保证受拉构件具备适当的受压承载力。则应保证受拉构件具备适当的受压承载力。212 防连续倒塌设计原则基本思想基本思想结构的冗余特性结构的冗余特性结构冗余特性是指结构在初始的局部破坏下改变原有的传力路径结构冗余特性是指结构在初始的局部破坏下改变原有的传力路径,并达到新的稳定平衡状态的能力特征。并达到新的稳定平衡状态的能力特征。充分的结构冗余特性允充分的结构冗余特性允充分的结构冗余特性允充分的结构冗余特性允许结构许结构许结构许结构“跨越跨越跨越跨越”
29、初始的局部破坏而不向外扩展初始的局部破坏而不向外扩展初始的局部破坏而不向外扩展初始的局部破坏而不向外扩展,从而避免连续性从而避免连续性从而避免连续性从而避免连续性破破破破坏或倒塌的发生。坏或倒塌的发生。坏或倒塌的发生。坏或倒塌的发生。结构的冗余特性首先取决于结构的冗余特性首先取决于结构体系的类型结构体系的类型。比如。比如,无支撑框架无支撑框架主要取决于梁柱连接的刚度、楼层数和跨数主要取决于梁柱连接的刚度、楼层数和跨数;有支撑框架主要取有支撑框架主要取决于支撑的数量和分布决于支撑的数量和分布,以及适量的刚性梁柱连接构成的双重以及适量的刚性梁柱连接构成的双重防御机制。防御机制。222 防连续倒塌设
30、计原则基本思想构件与连接的变形能力与延性特征构件与连接的变形能力与延性特征构件与连接的变形能力与延性特征构件与连接的变形能力与延性特征 构件或连接的良好延性能力可显著耗散能量构件或连接的良好延性能力可显著耗散能量构件或连接的良好延性能力可显著耗散能量构件或连接的良好延性能力可显著耗散能量,因此是减少结因此是减少结因此是减少结因此是减少结构发生连续性破坏的重要能力特征。构发生连续性破坏的重要能力特征。构发生连续性破坏的重要能力特征。构发生连续性破坏的重要能力特征。局部构件在承载力不过多丧失的情况下局部构件在承载力不过多丧失的情况下局部构件在承载力不过多丧失的情况下局部构件在承载力不过多丧失的情况
31、下,其塑性大变形将允其塑性大变形将允其塑性大变形将允其塑性大变形将允许内力传递逐步转移到其他构件上许内力传递逐步转移到其他构件上许内力传递逐步转移到其他构件上许内力传递逐步转移到其他构件上,从而实现内部冗余特性的充从而实现内部冗余特性的充从而实现内部冗余特性的充从而实现内部冗余特性的充分发挥。分发挥。分发挥。分发挥。适当的延性对提高结构的整体承载力具有显著的影响适当的延性对提高结构的整体承载力具有显著的影响适当的延性对提高结构的整体承载力具有显著的影响适当的延性对提高结构的整体承载力具有显著的影响。必要。必要。必要。必要的延性是充分发挥结构内部冗余潜力的重要条件的延性是充分发挥结构内部冗余潜力
32、的重要条件的延性是充分发挥结构内部冗余潜力的重要条件的延性是充分发挥结构内部冗余潜力的重要条件。延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价。当构。当构。当构。当构件或连接的强度过低时件或连接的强度过低时件或连接的强度过低时件或连接的强度过低时,延性能力并不能避免发生局部断裂或严延性能力并不能避免发生局部断裂或严延性能力并不能避免发生局部断裂或严延性能力并不能避免发生局部断裂或严重破坏的可能重破坏的可能重破坏的可能重破坏的可能.232 防连续倒塌设计原则基
33、本思想基本思想 基本思想基本思想 结构构件必须具备结构构件必须具备足够的整体连续足够的整体连续性、冗余承载力和耗能能力性、冗余承载力和耗能能力（包括延性）（包括延性），能够能够将初始局部破坏区域的荷载有效将初始局部破坏区域的荷载有效地传递到能够承担这些冗余荷载的周边地传递到能够承担这些冗余荷载的周边结构上结构上，从而提高整体结构系统的稳定，从而提高整体结构系统的稳定性。性。242 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法(2)(2)结构抵抗连续性倒塌的结构抵抗连续性倒塌的主要设计方法主要设计方法事件控制事件控制事件控制事件控制：要求突发事件在发生前即予以阻止：要求突发事件在发生前即予以阻止,或通过设
34、置防栅或通过设置防栅栏将爆炸等危险源隔离在建筑之外栏将爆炸等危险源隔离在建筑之外,是是结构设计以外结构设计以外结构设计以外结构设计以外的一类措施的一类措施 间接设计间接设计间接设计间接设计：指不直接体现突发事件的具体影响：指不直接体现突发事件的具体影响,而采用拉结力而采用拉结力法进行结构设计法进行结构设计,以提高结构的最低强度、冗余特性和延性能以提高结构的最低强度、冗余特性和延性能力。力。直接设计直接设计直接设计直接设计：分为：分为备用荷载路径分析备用荷载路径分析备用荷载路径分析备用荷载路径分析和和特殊抗力设计特殊抗力设计特殊抗力设计特殊抗力设计,前者通过假前者通过假定主要承重构件的初始失效来
35、研究或评价结构的冗余性能及抵抗定主要承重构件的初始失效来研究或评价结构的冗余性能及抵抗连续性倒塌的能力连续性倒塌的能力,后者则是后者则是对主要承重构件进行防爆或防撞设对主要承重构件进行防爆或防撞设计计,避免在突发事件下发生局部破坏。避免在突发事件下发生局部破坏。252 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法拉结力设计法拉结力设计法 拉结力设计即要求构件和连接满足最低的抗拉强度要求拉结力设计即要求构件和连接满足最低的抗拉强度要求,且且各相连构件形成的传力路径必须是直线的和连续的。各相连构件形成的传力路径必须是直线的和连续的。4 4方面要求方面要求方面要求方面要求:内部拉结力：内部拉结力：内部拉结力：
36、内部拉结力：主要由梁或楼板承担主要由梁或楼板承担,可根据发挥梁悬链线效可根据发挥梁悬链线效应或楼板薄膜效应的要求确定应或楼板薄膜效应的要求确定;周边拉结力周边拉结力周边拉结力周边拉结力：主要由周边大梁承担主要由周边大梁承担,可用以锚固内部拉结的可用以锚固内部拉结的大梁或楼板大梁或楼板;悬挂拉力：悬挂拉力：对边柱或边墙的水平拉结力对边柱或边墙的水平拉结力对边柱或边墙的水平拉结力对边柱或边墙的水平拉结力,除满足内部拉结力要除满足内部拉结力要求外求外,还应承受一定的还应承受一定的悬挂拉力悬挂拉力;竖向拉结力竖向拉结力竖向拉结力竖向拉结力：由上下连续贯通的柱子承担：由上下连续贯通的柱子承担,要求能够承
37、受与要求能够承受与其轴压力相等的拉力。其轴压力相等的拉力。262 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法图图272 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法备用荷载路径分析 备用荷载路径分析是将初始的失效构件备用荷载路径分析是将初始的失效构件“删除删除”,”,分析结构分析结构在原有荷载作用下发生内力重分布在原有荷载作用下发生内力重分布,并向新的稳定平衡状态逐并向新的稳定平衡状态逐步趋近的方法。其中步趋近的方法。其中,构件单元的构件单元的“删除删除”是指让相应的构件是指让相应的构件退出计算退出计算,但不影响相连构件之间的连接。但不影响相连构件之间的连接。282 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法关于结构抗
38、震设计的利用关于结构抗震设计的利用关于结构抗震设计的利用关于结构抗震设计的利用 抗震设计中提出的结构冗余特性和连接延性能力等要求抗震设计中提出的结构冗余特性和连接延性能力等要求,对提高结构的抵对提高结构的抵抗连续性倒塌能力是有益的。在尚未建立合适的抗倒塌设计方法时抗连续性倒塌能力是有益的。在尚未建立合适的抗倒塌设计方法时,采用有采用有关抗震设计的方法是有效的。关抗震设计的方法是有效的。两者差别两者差别:地震作用主要是水平向的地震作用主要是水平向的地震作用主要是水平向的地震作用主要是水平向的,而而连续性倒塌时结构主要承受竖向的恒载和部连续性倒塌时结构主要承受竖向的恒载和部连续性倒塌时结构主要承受
39、竖向的恒载和部连续性倒塌时结构主要承受竖向的恒载和部分活载分活载分活载分活载;结构抗震时抗侧力构件是主要的结构抗震时抗侧力构件是主要的,楼板通常按刚性楼板假定考虑楼板通常按刚性楼板假定考虑,而而倒塌倒塌倒塌倒塌分分分分析中应考虑楼板的准确建模和薄膜效应机制析中应考虑楼板的准确建模和薄膜效应机制析中应考虑楼板的准确建模和薄膜效应机制析中应考虑楼板的准确建模和薄膜效应机制;地震作用下构件反复受力而出现严重的强度与刚度退化地震作用下构件反复受力而出现严重的强度与刚度退化,延性较差延性较差,倒塌倒塌倒塌倒塌设设设设计时不必对这类参数作过多的折减计时不必对这类参数作过多的折减计时不必对这类参数作过多的折
40、减计时不必对这类参数作过多的折减。结构抗震设计方法的有益作用并不能使它可以取代抗倒塌设计结构抗震设计方法的有益作用并不能使它可以取代抗倒塌设计,而应立足而应立足于于结构连续性倒塌控制的自身特点结构连续性倒塌控制的自身特点,建立合适的评价方法和设计体系。建立合适的评价方法和设计体系。292 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法结构设计策略与加固措施结构设计策略与加固措施 抗倒塌设计应当结合结构的力学特点提出明晰的设计策略抗倒塌设计应当结合结构的力学特点提出明晰的设计策略,并并采取合理有效的加强措施：采取合理有效的加强措施：合理设计楼层的平面布置合理设计楼层的平面布置,适当减小墙体和柱子的间距适当减
41、小墙体和柱子的间距,以以增增强结构的整体性强结构的整体性并减小墙体遭受局部破坏的影响并减小墙体遭受局部破坏的影响;结构平、立面设计规则结构平、立面设计规则,力求构件内力传递连续而直接力求构件内力传递连续而直接,并加并加强端部的锚固措施强端部的锚固措施;增设楼板增设楼板非跨度方向的受力主筋非跨度方向的受力主筋,一旦楼板在跨度方向失去支一旦楼板在跨度方向失去支承可以改变跨度方向继续承担荷载承可以改变跨度方向继续承担荷载,同时保证主梁或承重墙体可同时保证主梁或承重墙体可以承担楼板从非跨度方向传递的荷载以承担楼板从非跨度方向传递的荷载;在框架顶层或中部楼层处在框架顶层或中部楼层处增设跨间支撑增设跨间支
42、撑增设跨间支撑增设跨间支撑,形成形成帽桁架或腰桁架帽桁架或腰桁架帽桁架或腰桁架帽桁架或腰桁架的传力机制的传力机制;30312 防连续倒塌设计原则设计方法设计方法结构设计策略与加固措施 在主梁下方采用钢索加固在主梁下方采用钢索加固,当楼层大变形破坏时发挥钢索的悬当楼层大变形破坏时发挥钢索的悬链线效应链线效应;改进钢框架梁柱连接的构造改进钢框架梁柱连接的构造,采用采用CFRP CFRP 碳纤维布等加固关键碳纤维布等加固关键构件以有效抵抗局部破坏构件以有效抵抗局部破坏;采用钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱等形式的构件采用钢骨混凝土柱、钢管混凝土柱等形式的构件,开发高温抗开发高温抗火性能优良的新型结构用钢及
43、其型材。火性能优良的新型结构用钢及其型材。322 防连续倒塌设计原则结语结语：防止结构连续性倒塌应当高度重视结构的防止结构连续性倒塌应当高度重视结构的整体性能整体性能整体性能整体性能(鲁棒性鲁棒性)以及相关的以及相关的冗余特性、延性、连接强度和保障上述性能的构造冗余特性、延性、连接强度和保障上述性能的构造冗余特性、延性、连接强度和保障上述性能的构造冗余特性、延性、连接强度和保障上述性能的构造措施。措施。措施。措施。不同类型结构体系具有不同的倒塌特点不同类型结构体系具有不同的倒塌特点,需要研究和制定不同需要研究和制定不同的倒塌控制设计方法。的倒塌控制设计方法。结构抗倒塌结构抗倒塌结构抗倒塌结构抗
44、倒塌设计的范围设计的范围设计的范围设计的范围（可能遭受偶然作用的重要结构）（可能遭受偶然作用的重要结构）（可能遭受偶然作用的重要结构）（可能遭受偶然作用的重要结构）:n n台风、暴雨下的抗倒塌设计台风、暴雨下的抗倒塌设计台风、暴雨下的抗倒塌设计台风、暴雨下的抗倒塌设计n n屋面积冰的抗倒塌设计屋面积冰的抗倒塌设计屋面积冰的抗倒塌设计屋面积冰的抗倒塌设计n n罕遇地震的抗倒塌设计罕遇地震的抗倒塌设计罕遇地震的抗倒塌设计罕遇地震的抗倒塌设计n n抗倒塌设计的范围，地质灾害等不包括在内抗倒塌设计的范围，地质灾害等不包括在内抗倒塌设计的范围，地质灾害等不包括在内抗倒塌设计的范围，地质灾害等不包括在内
45、332 防连续倒塌设计原则概念设计概念设计3.6.1 3.6.1 混凝土结构宜按下列要求进行防连续倒塌的混凝土结构宜按下列要求进行防连续倒塌的概念设计概念设计概念设计概念设计：1 1 采取减小采取减小偶然作用偶然作用偶然作用偶然作用效应的措施；效应的措施；2 2 采取使采取使重要构件及关键传力部位重要构件及关键传力部位重要构件及关键传力部位重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措避免直接遭受偶然作用的措施；施；3 3 在结构容易遭受偶然作用影响的区域在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束增加冗余约束增加冗余约束增加冗余约束，布置备，布置备用传力途径；用传力途径；4 4 增强重要构件
46、及关键传力部位增强重要构件及关键传力部位、疏散通道及避难空间结构的、疏散通道及避难空间结构的承载力和变形性能；承载力和变形性能；5 5 配置贯通水平、竖向构件的钢筋配置贯通水平、竖向构件的钢筋配置贯通水平、竖向构件的钢筋配置贯通水平、竖向构件的钢筋，采取有效的连接措施并与，采取有效的连接措施并与周边构件可靠地锚固；周边构件可靠地锚固；6 6 通过设置通过设置结构缝结构缝结构缝结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。，控制可能发生连续倒塌的范围。概念设计概念设计概念设计概念设计主要从结构体系的备用路径、整体性、延性、连接构造和关键构主要从结构体系的备用路径、整体性、延性、连接构造和关键构主要从结构体
47、系的备用路径、整体性、延性、连接构造和关键构主要从结构体系的备用路径、整体性、延性、连接构造和关键构件的判别等方面进行结构方案和结构布置设计，避免存在易导致结构连续倒塌件的判别等方面进行结构方案和结构布置设计，避免存在易导致结构连续倒塌件的判别等方面进行结构方案和结构布置设计，避免存在易导致结构连续倒塌件的判别等方面进行结构方案和结构布置设计，避免存在易导致结构连续倒塌的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。的薄弱环节。342 防连续倒塌设计原则概念设计概念设计n n对可能出现的意外荷载和作用有所估计对可能出现的意外荷载和作用有所估计对可能出现的意外荷载和作用有所估计对可能出现的意外荷载和作用有所
48、估计 居民楼：燃气爆炸可能产生的破坏作用；居民楼：燃气爆炸可能产生的破坏作用；居民楼：燃气爆炸可能产生的破坏作用；居民楼：燃气爆炸可能产生的破坏作用；化工厂：易燃易爆危险品、化工反应装置可能产生的破坏作用化工厂：易燃易爆危险品、化工反应装置可能产生的破坏作用化工厂：易燃易爆危险品、化工反应装置可能产生的破坏作用化工厂：易燃易爆危险品、化工反应装置可能产生的破坏作用n n设置整体性加强构件或设结构缝设置整体性加强构件或设结构缝设置整体性加强构件或设结构缝设置整体性加强构件或设结构缝 局部构件破坏后，控制由此引起的破坏范围。可设置整体型加局部构件破坏后，控制由此引起的破坏范围。可设置整体型加局部构
49、件破坏后，控制由此引起的破坏范围。可设置整体型加局部构件破坏后，控制由此引起的破坏范围。可设置整体型加强构件或设置结构缝，对整个结构进行分区。一旦发生局部构件强构件或设置结构缝，对整个结构进行分区。一旦发生局部构件强构件或设置结构缝，对整个结构进行分区。一旦发生局部构件强构件或设置结构缝，对整个结构进行分区。一旦发生局部构件破坏，可将破坏控制在一个分区内，防止连续倒塌的蔓延。整体破坏，可将破坏控制在一个分区内，防止连续倒塌的蔓延。整体破坏，可将破坏控制在一个分区内，防止连续倒塌的蔓延。整体破坏，可将破坏控制在一个分区内，防止连续倒塌的蔓延。整体型加强构件是结构中的关键构件，其安全储备应高于一般
50、构件。型加强构件是结构中的关键构件，其安全储备应高于一般构件。型加强构件是结构中的关键构件，其安全储备应高于一般构件。型加强构件是结构中的关键构件，其安全储备应高于一般构件。n n增加结构的冗余度，使结构体系具有足够的备用荷载传递路径增加结构的冗余度，使结构体系具有足够的备用荷载传递路径增加结构的冗余度，使结构体系具有足够的备用荷载传递路径增加结构的冗余度，使结构体系具有足够的备用荷载传递路径 采用合理的结构方案和结构布置，增加结构的冗余度，形成具采用合理的结构方案和结构布置，增加结构的冗余度，形成具采用合理的结构方案和结构布置，增加结构的冗余度，形成具采用合理的结构方案和结构布置，增加结构的