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摘要：文章主要从建筑设计和结构设计的角度谈了对提高结构抗连续性破坏的措施。对指导设计人员此类工程设计有一定的借鉴意义。
关键词：区域划分超静定性 悬链线作用
结构连续破坏事故在国内外发生已不是新鲜的事，结构抗连续破坏设计日益受到工程界的关注，防止结构连续破坏成为一个重要的课题。基于偶然事件发生后导致结构发生连续破坏事件是一个多过程连续进行事件，结构连续破坏发生的概率可以表述为：
F为结构发生倒塌的事件； 为偶然事件发生的概率；为出现时发生局部破坏的概率；为偶然事件和局部破坏同时出现时结构倒塌的概率；为结构在各种偶然事件下失效的总概率。所以防止结构发生连续破坏的措施可以从多方面入手。
一、控制偶然事件
偶然荷载的发生频率虽然和建筑物本身没有任何关系，但是和建筑物的规模、用途、人员居住情况、所包含的单元数以及车辆是否易于到达建筑物等因素都有关系。历次事故的统计数据表明，突发事件是导致结构发生连续破坏的重要起因，因此防止结构发生连续破坏的根本在于控制偶然事件的发生，也就是我们常说的“防患于未然”。
二、防止连续破坏的建筑措施
我们可以通过建筑上适当的安排，减轻建筑发生连续破坏的风险。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。但防止建筑的连续破坏仍然是建筑师当前所应当意识到的一个重要课题。建筑师防止连续破坏事件的主要措施有：
(1)建筑平面宜简单、规则。不规则的平面布置，例如“U”形和“L”形，在偶然作用下的耗能能力较差。因此，当对建筑物的抗连续破坏能力要求较高时，建筑师应当配合结构设计尽量避免平面布置上出现凹角。
(2)建筑物应当避免在竖向作较大的变动，避免出现结构上的柔弱层和薄弱层，以免结构的竖向刚度不连续，偶然事件发生时，若结构体系中存在薄弱层，则薄弱层上的某根主要受力构件失效时，结构有可能遭受毁灭性的破坏。例如，一般建筑师习惯通过抽柱的方法在底层设置大空间，这种情况下，被抽掉柱的上层需要用跨度很大的转换梁将上部结构的荷载传递下来，当转换梁两侧的柱遭受爆炸荷载或车辆的撞击时，将使整个结构处于非常不利的受力状态，建筑物可能会因此发生连续破坏，从而造成灾难性的后果。
(3)对于机动车辆撞击或汽车炸弹爆炸这类偶然事件，可通过抬高底层地面标高，使机动车辆难以抵达建筑物来避免这类偶然事件对建筑物的破坏。
(4)对通常的建筑物而言，宜用韧性较好的围护材料把受力构件包起来或采取其它保护措施降低主要受力构件直接受到破坏的可能性，尽量避免将主要受力构件直接裸露在外。
(5)在较为重要的建筑物周围设置安全隔離带。例如可以设置绿化带、树木、小河甚至钢栅栏等，使机动车辆不能轻易抵达受保护的建筑物。
(6)在不影响建筑要求的前提下，可以通过合理设置伸缩缝、沉降缝或抗震缝把建筑物划分为若干个区，尽量将各个区根据使用性质的不同分成不同的功能区，使得偶然事件发生时结构有能力把倒塌限制在一个区内，减小人员伤亡和经济损失。
(7)尽量减小建筑物的层高。勿庸置疑，建筑物的层高是影响结构抗连续破坏能力的一个重要因素，特别是当楼板或主梁因偶然作用发生坍落时，柱子因为侧向支承的丧失而导致计算长度突然增大，在这种情况下柱子可能发生整体失稳从而导致构件发生一系列的继发失效。因此，参考国外文献的相关规定，本文建议，除非建筑上有特殊的、至关重要的要求，否则层高一般不宜超过4.8米。
三、防止连续破坏的结构措施
3.1提高结构抗连续破坏能力所应具备的“四性”
(l)坚固性
增强结构的坚固性可以提高结构构件所承受的应力水平，减少结构承受偶然荷载作用时的破坏范围以及当局部构件失效后增强剩余结构的跨越能力，有效减少结构发生连续破坏的可能性。保证结构的坚固性主要途径是通过材料强度和构件尺寸来把握。
(2)超静定性
超静定性是指超静定结构存在多余约束的程度。多重荷载路径设计法已经成为目前抗连续破坏设计方法的主流方法，该方法是在“拿掉”某承重构件失效后验算剩余结构的跨越能力的，这种设计方法意味着结构必须存在多余约束才具备抗连续破坏能力，所以超静定性成为抗连续破坏设计的重要考虑因素。
(3)连续性
结构抗连续破坏设计与常规的结构设计相比提高了对安全等级的要求，对结构的整体性要求也更高。保证结构的整体性，除了结构保证有坚固性和超静定性外，结构构件与构件的连续性显得尤为重要。由于结构抗连续破坏考虑到承重构件失效的情况，对考虑失效承重构件上的梁一梁的连接处要求有更好的连续性。
(4)延性
延性使结构在达到极限承载力前具有充分地发展弹性和塑性变形的同时吸收大量能量，这种性能特别有利于结构抗爆、抗冲击性能，避免了脆性破坏，减缓了局部构件失效时的动力效应；另外，当结构产生局部构件失效后，必然会引起剩余结构某些局部的应力大幅增加，此时，延性好的结构在多重荷载路径下具有较强的变形能力，耗能的同时达到内力重分布，应力较大的区域实现应力有效转移，充分发展材料强度，剩余结构自身可以更好地找到有效传力路径。同时，结构在破坏之前较大的变形给人们提供了先兆，延长了人员逃生的时间。
3.2一般措施
根据上面介绍的，结构所应具备“四性”要求，现对提高结构的抗连续破坏能力提出以下一般解决措施：
(l)采用超静定结构体系
采用超静定结构体系是提高结构抗连续破坏能力的一个基本要求。结构因偶然作用发生局部破坏的前提下，超静定结构体系通常有能力提供二级荷载路径，当关键支承构件失效后，主要结构仍能在短时间内维持整体稳定性。此外，在超静定框架结构体系中，塑性铰可以在构件的多个位置形成，这提高了结构发生局部破坏后备用荷载路径形成的可能性。
(2)采用延性较好的材料
对偶然作用下已发生局部破坏但尚未倒塌的结构进行抗连续破坏能力分析的结果表明，结构在遭遇偶然作用时，局部构件会因受力过大而进入塑性状态。因此，应尽量选用延性好的建筑材料用于单元和节点连接，提高结构塑性变形的能力和内力重分配的能力。同时，使用延性好的材料，还可以避免结构发生脆性破坏，给人员的生逃和营救争取时间。
(3)设置防撞柱
在建筑允许的条件下，对一些重要的承受竖向荷载的落地构件，可以通过设置防撞柱来避免机动车辆撞击的不利影响。
(4)尽量采用耗能支撑
偶然事件对结构体系的不利影响难以预料，但无论是哪类偶然作用，都对结构有冲击作用，为减小冲击荷载对结构的影响，在条件允许的情况下，耗能支撑是较为合适的选择。
(5)楼板设计
在冲击荷载作用下，楼板的受力方向可能和正常使用条件下的受力方向不同，而且当传递楼面荷载的某根梁或柱失效时，楼板的主受力方向也可能发生变化，因此设计时应当对楼板进行特殊设计，并进行双层双向配筋，使得楼板有能力在跨度方向和受力方向改变的情况下继续承载，从而阻止楼板的坍塌，减小落于结构其它部分的残骸堆载。
(6)楼板的悬链线作用
尽可能在楼板中配置通长钢筋。当承受竖向荷载的某根梁失效但楼板的跨度方向未发生改变时，若楼板中配置了足够的通长筋并且钢筋具有足够的锚固长度，此时，楼板虽然可能产生非常大的挠度，但仍能够像悬链线一样充分发挥钢筋的受拉作用而继续承载，从而保护下部结构免受瓦砾冲击荷载的影响。
(7)梁的悬链线作用
在采用备用荷载路径方法对结构进行抗连续破坏能力分析时，首先需要假定结构因偶然作用发生局部破坏，通常情况下，偶然作用直接导致某根承受竖向荷载的柱失效。若失效的柱是上部主梁的支承，结构不发生继发性连续破坏的前提就是梁柱的连接节点有足够的拉结力，使得主梁能充分发挥其悬链线作用，继续承受楼板的自重甚至部分活荷载。
参考文献：
吕西林主编.高层建筑结构[M]. 武汉工业大学出版社, 2001
齐宏拓,李琪琳. 钢筋混凝土楼板抗连续破坏性能数值模拟分析[J]. 建筑结构, 2010, (S2) .
关键词：区域划分超静定性 悬链线作用
结构连续破坏事故在国内外发生已不是新鲜的事，结构抗连续破坏设计日益受到工程界的关注，防止结构连续破坏成为一个重要的课题。基于偶然事件发生后导致结构发生连续破坏事件是一个多过程连续进行事件，结构连续破坏发生的概率可以表述为：
F为结构发生倒塌的事件； 为偶然事件发生的概率；为出现时发生局部破坏的概率；为偶然事件和局部破坏同时出现时结构倒塌的概率；为结构在各种偶然事件下失效的总概率。所以防止结构发生连续破坏的措施可以从多方面入手。
一、控制偶然事件
偶然荷载的发生频率虽然和建筑物本身没有任何关系，但是和建筑物的规模、用途、人员居住情况、所包含的单元数以及车辆是否易于到达建筑物等因素都有关系。历次事故的统计数据表明，突发事件是导致结构发生连续破坏的重要起因，因此防止结构发生连续破坏的根本在于控制偶然事件的发生，也就是我们常说的“防患于未然”。
二、防止连续破坏的建筑措施
我们可以通过建筑上适当的安排，减轻建筑发生连续破坏的风险。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。但防止建筑的连续破坏仍然是建筑师当前所应当意识到的一个重要课题。建筑师防止连续破坏事件的主要措施有：
(1)建筑平面宜简单、规则。不规则的平面布置，例如“U”形和“L”形，在偶然作用下的耗能能力较差。因此，当对建筑物的抗连续破坏能力要求较高时，建筑师应当配合结构设计尽量避免平面布置上出现凹角。
(2)建筑物应当避免在竖向作较大的变动，避免出现结构上的柔弱层和薄弱层，以免结构的竖向刚度不连续，偶然事件发生时，若结构体系中存在薄弱层，则薄弱层上的某根主要受力构件失效时，结构有可能遭受毁灭性的破坏。例如，一般建筑师习惯通过抽柱的方法在底层设置大空间，这种情况下，被抽掉柱的上层需要用跨度很大的转换梁将上部结构的荷载传递下来，当转换梁两侧的柱遭受爆炸荷载或车辆的撞击时，将使整个结构处于非常不利的受力状态，建筑物可能会因此发生连续破坏，从而造成灾难性的后果。
(3)对于机动车辆撞击或汽车炸弹爆炸这类偶然事件，可通过抬高底层地面标高，使机动车辆难以抵达建筑物来避免这类偶然事件对建筑物的破坏。
(4)对通常的建筑物而言，宜用韧性较好的围护材料把受力构件包起来或采取其它保护措施降低主要受力构件直接受到破坏的可能性，尽量避免将主要受力构件直接裸露在外。
(5)在较为重要的建筑物周围设置安全隔離带。例如可以设置绿化带、树木、小河甚至钢栅栏等，使机动车辆不能轻易抵达受保护的建筑物。
(6)在不影响建筑要求的前提下，可以通过合理设置伸缩缝、沉降缝或抗震缝把建筑物划分为若干个区，尽量将各个区根据使用性质的不同分成不同的功能区，使得偶然事件发生时结构有能力把倒塌限制在一个区内，减小人员伤亡和经济损失。
(7)尽量减小建筑物的层高。勿庸置疑，建筑物的层高是影响结构抗连续破坏能力的一个重要因素，特别是当楼板或主梁因偶然作用发生坍落时，柱子因为侧向支承的丧失而导致计算长度突然增大，在这种情况下柱子可能发生整体失稳从而导致构件发生一系列的继发失效。因此，参考国外文献的相关规定，本文建议，除非建筑上有特殊的、至关重要的要求，否则层高一般不宜超过4.8米。
三、防止连续破坏的结构措施
3.1提高结构抗连续破坏能力所应具备的“四性”
(l)坚固性
增强结构的坚固性可以提高结构构件所承受的应力水平，减少结构承受偶然荷载作用时的破坏范围以及当局部构件失效后增强剩余结构的跨越能力，有效减少结构发生连续破坏的可能性。保证结构的坚固性主要途径是通过材料强度和构件尺寸来把握。
(2)超静定性
超静定性是指超静定结构存在多余约束的程度。多重荷载路径设计法已经成为目前抗连续破坏设计方法的主流方法，该方法是在“拿掉”某承重构件失效后验算剩余结构的跨越能力的，这种设计方法意味着结构必须存在多余约束才具备抗连续破坏能力，所以超静定性成为抗连续破坏设计的重要考虑因素。
(3)连续性
结构抗连续破坏设计与常规的结构设计相比提高了对安全等级的要求，对结构的整体性要求也更高。保证结构的整体性，除了结构保证有坚固性和超静定性外，结构构件与构件的连续性显得尤为重要。由于结构抗连续破坏考虑到承重构件失效的情况，对考虑失效承重构件上的梁一梁的连接处要求有更好的连续性。
(4)延性
延性使结构在达到极限承载力前具有充分地发展弹性和塑性变形的同时吸收大量能量，这种性能特别有利于结构抗爆、抗冲击性能，避免了脆性破坏，减缓了局部构件失效时的动力效应；另外，当结构产生局部构件失效后，必然会引起剩余结构某些局部的应力大幅增加，此时，延性好的结构在多重荷载路径下具有较强的变形能力，耗能的同时达到内力重分布，应力较大的区域实现应力有效转移，充分发展材料强度，剩余结构自身可以更好地找到有效传力路径。同时，结构在破坏之前较大的变形给人们提供了先兆，延长了人员逃生的时间。
3.2一般措施
根据上面介绍的，结构所应具备“四性”要求，现对提高结构的抗连续破坏能力提出以下一般解决措施：
(l)采用超静定结构体系
采用超静定结构体系是提高结构抗连续破坏能力的一个基本要求。结构因偶然作用发生局部破坏的前提下，超静定结构体系通常有能力提供二级荷载路径，当关键支承构件失效后，主要结构仍能在短时间内维持整体稳定性。此外，在超静定框架结构体系中，塑性铰可以在构件的多个位置形成，这提高了结构发生局部破坏后备用荷载路径形成的可能性。
(2)采用延性较好的材料
对偶然作用下已发生局部破坏但尚未倒塌的结构进行抗连续破坏能力分析的结果表明，结构在遭遇偶然作用时，局部构件会因受力过大而进入塑性状态。因此，应尽量选用延性好的建筑材料用于单元和节点连接，提高结构塑性变形的能力和内力重分配的能力。同时，使用延性好的材料，还可以避免结构发生脆性破坏，给人员的生逃和营救争取时间。
(3)设置防撞柱
在建筑允许的条件下，对一些重要的承受竖向荷载的落地构件，可以通过设置防撞柱来避免机动车辆撞击的不利影响。
(4)尽量采用耗能支撑
偶然事件对结构体系的不利影响难以预料，但无论是哪类偶然作用，都对结构有冲击作用，为减小冲击荷载对结构的影响，在条件允许的情况下，耗能支撑是较为合适的选择。
(5)楼板设计
在冲击荷载作用下，楼板的受力方向可能和正常使用条件下的受力方向不同，而且当传递楼面荷载的某根梁或柱失效时，楼板的主受力方向也可能发生变化，因此设计时应当对楼板进行特殊设计，并进行双层双向配筋，使得楼板有能力在跨度方向和受力方向改变的情况下继续承载，从而阻止楼板的坍塌，减小落于结构其它部分的残骸堆载。
(6)楼板的悬链线作用
尽可能在楼板中配置通长钢筋。当承受竖向荷载的某根梁失效但楼板的跨度方向未发生改变时，若楼板中配置了足够的通长筋并且钢筋具有足够的锚固长度，此时，楼板虽然可能产生非常大的挠度，但仍能够像悬链线一样充分发挥钢筋的受拉作用而继续承载，从而保护下部结构免受瓦砾冲击荷载的影响。
(7)梁的悬链线作用
在采用备用荷载路径方法对结构进行抗连续破坏能力分析时，首先需要假定结构因偶然作用发生局部破坏，通常情况下，偶然作用直接导致某根承受竖向荷载的柱失效。若失效的柱是上部主梁的支承，结构不发生继发性连续破坏的前提就是梁柱的连接节点有足够的拉结力，使得主梁能充分发挥其悬链线作用，继续承受楼板的自重甚至部分活荷载。
参考文献：
吕西林主编.高层建筑结构[M]. 武汉工业大学出版社, 2001
齐宏拓,李琪琳. 钢筋混凝土楼板抗连续破坏性能数值模拟分析[J]. 建筑结构, 2010, (S2) .