学习溷凝土结构设计规范GB_50010-2010.ppt

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1、?混凝土结构设计标准?GB 50010-2021修订背景、修订原那么修订背景、修订原那么修订背景、修订原那么修订背景、修订原那么主要修订内容主要修订内容主要修订内容主要修订内容梁兴文梁兴文梁兴文梁兴文西安建筑科技大学西安建筑科技大学西安建筑科技大学西安建筑科技大学1修订背景修订背景2修订背景修订背景n n我国的工程标准每我国的工程标准每我国的工程标准每我国的工程标准每1010年修订一次，年修订一次，年修订一次，年修订一次，?混凝土结构设计标准混凝土结构设计标准混凝土结构设计标准混凝土结构设计标准?到到到到了应该修订的时候。了应该修订的时候。了应该修订的时候。了应该修订的时候。n n从标准公布使

2、用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从标准公布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从标准公布使用到现在，应用中发现了一些问题，有待研究从标准公布使用到现在，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公布后，开展了第六批标准课题的研究，为修公布后，开展了第六批标准课题的研究，为修公布后，开展了第六批标准课题的研究，为修公布后，开展了第六批标准课题的研究，为修订标准做准备订标准做准备订标准做准备订标准做准备n n 解决高强钢筋引起正常使用状态问题裂缝、变形等的解决高强钢筋引起正常使用状态问题裂缝、变形等的解决高强钢筋引

3、起正常使用状态问题裂缝、变形等的解决高强钢筋引起正常使用状态问题裂缝、变形等的试验研究试验研究试验研究试验研究n n 混凝土结构耐久性的调研分析混凝土结构耐久性的调研分析混凝土结构耐久性的调研分析混凝土结构耐久性的调研分析3修订背景修订背景 既有混凝土结构的再设计问题既有混凝土结构的再设计问题既有混凝土结构的再设计问题既有混凝土结构的再设计问题 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

4、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倒塌结构的整体稳

5、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修订原那么修订原那么5 总原那么：补充、完善、提高、不做大的改动总原那么：补充、完善、提高、不做大的改动总原那么：补充、完善、提高、不做大的改动总原那么：补充、完善、提高、不做大的改动适当增加结构的平安储藏以及抗火性能，注重结构的整适当增加结构的平安储藏以及抗火性能，注重结构的整适当增加结构的平安储藏以及抗火性能，注重结构的整适当增加结构的平安储藏以及抗火性能，注重结构的整体性体性体性体性从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强调概念设从以构件计算为主扩展到结构体系的设计，强

6、调概念设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计的重要性计的重要性计的重要性逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高逐渐淘汰低强度材料，推广应用高强高性能材料，提高资源利用效率资源利用效率资源利用效率资源利用效率完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原那么完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原那么完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原那么完善耐久性设计内容，补充既有结构设计的原那么拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算

7、及连接构拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构拓展结构分析内容，补充、完善构件截面计算及连接构造措施的有关内容造措施的有关内容造措施的有关内容造措施的有关内容与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业标准与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业标准与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业标准与国际接轨，实现与相关标准及土木工程其他专业标准的分工、协调的分工、协调的分工、协调的分工、协调6 修订概况修订概况u 2007 2007年年2 2月月8 8日日 第一次全体工作会议北京第一次全体工作会议北京 u 成立修订组，分工。成立修订组，分工。u 2021 2021年年8 8月月2

8、5302530日日 第二次全体工作会议成都第二次全体工作会议成都 u 讨论讨论?征求意见初稿征求意见初稿?，对各局部提出修订意见，对各局部提出修订意见u20212021年年1111月月8989日日 第三次全体工作会议北京第三次全体工作会议北京u 讨论初稿，形成讨论初稿，形成?征求意见稿征求意见稿?u20212021年年1111月月2929日日1212月月2 2日日 第四次全体工作会议北京：讨第四次全体工作会议北京：讨论修改论修改?送审稿送审稿?初稿，形成初稿，形成?送审稿送审稿?u 2021 2021年年1212月月25262526日日 召开了召开了?送审稿送审稿?审查会，并通过审查审查会，并

9、通过审查u 2021 2021年年5 5月月 形成形成?报批稿报批稿?7章节组成章节组成13 13 总那么；术语、符号；根本计算规定总那么；术语、符号；根本计算规定总那么；术语、符号；根本计算规定总那么；术语、符号；根本计算规定4 4 材料材料材料材料5 5 结构分析结构分析结构分析结构分析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 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 构造规定构造规定构造规定构造规定9 9 结构构件的根本规定结构构件的根本规定结构构件的根本规定结构构件的根本规定10 10

10、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，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 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AKAK1010个个个个81 增加结构方案设计内容增加结构方案设计内容思路、原那么思路、原那么 思路：思路：思路：思路：完善标准的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体完善标准的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体完善标准的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体完善标准的完整性，从

11、以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充结构的设计，补充结构的设计，补充结构的设计，补充“结构方案设计内容结构方案设计内容结构方案设计内容结构方案设计内容3.23.2节节节节 结构体系设计的根本原那么结构体系设计的根本原那么结构体系设计的根本原那么结构体系设计的根本原那么 从宏观上满足使用功能，控制结构的整体平安性从宏观上满足使用功能，控制结构的整体平安性从宏观上满足使用功能，控制结构的整体平安性从宏观上满足使用功能，控制结构的整体平安性;结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等其他结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等其他结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等

12、其他结构方案尚应考虑：建筑、抗震、耐久、抗灾、节材等其他方面的要求方面的要求方面的要求方面的要求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 混凝土结构的设计方案应符合以下要求：混凝土结构的设计方案应符合以下要求：混凝土结构的设计方案应符合以下要求：混凝土结构的设计方案应符合以下要求：1 1 选用合理的结构体系、构件型式和布置；选用合理的结构体系、构件型式和布置；选用合理的结构体系、构件型式和布置；选用合理的结构体系、构件型式和布置；2 2 结构的平、立面布置宜规那么，各局部的质量和刚度宜均结构的平、立面布置宜

13、规那么，各局部的质量和刚度宜均结构的平、立面布置宜规那么，各局部的质量和刚度宜均结构的平、立面布置宜规那么，各局部的质量和刚度宜均匀、连续；匀、连续；匀、连续；匀、连续；3 3 结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯穿、对结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯穿、对结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯穿、对结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯穿、对齐；齐；齐；齐；4 4 宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或

14、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 宜减小偶然作用的影响范围，防止发生因局部破坏引起的宜减小偶然作用的影响范围，防止发生因局部破坏引起的宜减小偶然作用的影响范围，防止发生因局部破坏引起的宜减小偶然作用的影响范围，防止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】灾害调查和事故分析说明：结构方案对建筑【说明】灾害调查和事故分析说明：结构方案对建筑物的平安性有着决定性的影响。物的平安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、在与建筑方案协调时应考虑结构体型高宽比、长宽比适当；

15、长宽比适当；传力途径和构件布置应能够保证结构的整体稳传力途径和构件布置应能够保证结构的整体稳固性；固性；应防止因局部破坏引发结构连续倒塌。应防止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加强结构整体稳固本条提出了在方案阶段应考虑加强结构整体稳固性的设性的设计原那么。计原那么。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以下要混凝土结构中结构缝的设计应符合以下要求：求：1 应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功用功能，合理确定结构缝的位置和构造形式；能，合理确定结构缝的位置

16、和构造形式；2 宜控制结构缝的数量，并应采取有效措施减宜控制结构缝的数量，并应采取有效措施减少设缝少设缝的不利影响；的不利影响；3 可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝施工后施工后浇带。浇带。15【说明】结构设计时通过设置结构缝将结构分割为假设干相对【说明】结构设计时通过设置结构缝将结构分割为假设干相对独独立的单元。结构缝包括伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连立的单元。结构缝包括伸缩缝、沉降缝、防震缝、构造缝、连续倒塌的分割缝等。不同类型的结构缝是为消除以下不利因素续倒塌的分割缝等。不同类型的结构缝是为消除以下不利因素的影响：混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变

17、形；根底不均匀的影响：混凝土收缩、温度变化引起的胀缩变形；根底不均匀沉降；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建筑功能如装修观感、止水防结构缝的设置应考虑对建筑功能如装修观感、止水防渗、保温隔声等、结构传力如结构布置、构件传力、构渗、保温隔声等、结构传力如结构布置、构件传力、构造做法和施工可行性等造成的影响。

18、应遵循造做法和施工可行性等造成的影响。应遵循“一缝多能的设一缝多能的设计原计原那么，采取有效的构造措施。那么，采取有效的构造措施。161 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 结构构件的连接应符合以下要求：结构构件的连接应符合以下要求：结构构件的连接应符合以下要求：结构构件的连接应符合以下要求：1 1 连接部位的承载力应保证被连接构件之间的传力性能；连接部位的承载力应保证被连接构件之间的传力性能；连接部位的承载力应保证被连接构件之间的传力性能；连接部位的承载力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，应采取可靠的连接当混

19、凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接当混凝土构件与其他材料构件连接时，应采取可靠的连接措施；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。响。响。【说明】构件之间连接构造设计的原那么【说明】构件之间连接构造设计的原那么【说明】构件之间连接构造设计的原那么【说明】构件之间连接构造设计的原那么 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

20、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，选择可靠的保证不同材料混凝土、钢、砌体等间的融合，选择可靠的保证不同材料混凝土、钢、砌体等间的融合，选择可靠的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连接方式以连接方式以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；连接节点尚应考虑被连接构件之间变形的影响以及相容条件，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，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，连

21、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，以防止、减以防止、减以防止、减以防止、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 混凝土结构设计应符合以下要求：混凝土结构设计应符合以下要求：混凝土结构设计应符合以下要求：混凝土结构设计应符合以下要求：1 1 满足不同环境条件下的结构耐久性要求；满足不同环境条件下的结构耐久性要求；满足不同环境条件下的结构耐久性要求；满足不同环境条件下的结构耐久性要求；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。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

22、护环境。【说明】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其【说明】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其【说明】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其【说明】本条提出了结构方案设计阶段应综合考虑的其他问题他问题他问题他问题方案设计：方案设计：方案设计：方案设计：根本原那么；根本原那么；根本原那么；根本原那么；结构缝设置原那么；结构缝设置原那么；结构缝设置原那么；结构缝设置原那么；连接原那么；连接原那么；连接原那么；连接原那么；其他问题其他问题其他问题其他问题 182 防连续倒塌设计原那么根本思想(1)(1)结构连续性倒塌控制与设计的根本思想结构连续性倒塌控制与设计的根本思想结构连续性倒塌控制

23、与设计的根本思想结构连续性倒塌控制与设计的根本思想突发事件是难以预测的突发事件是难以预测的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发生的可能性正逐渐增加发生的可能性正逐渐增加,减小结构遭受突发事件的影减小结构遭受突发事件的影减小结构遭受突发事件的影减小结构遭受突发事件的影响值得响值得响值得响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

24、连接对减小结构遭受突发事件的影响加强局部构件或连接对减小结构遭受突发事件的影响加强局部构件或连接对减小结构遭受突发事件的影响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是有益是有益是有益的的的的,但更重要的是提高结构整体抵抗连续性倒塌的能力但更重要的是提高结构整体抵抗连续性倒塌的能力但更重要的是提高结构整体抵抗连续性倒塌的能力但更重要的是提高结构整体抵抗连续性倒塌的能力,从而从而从而从而减少或防止结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌减少或防止结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌减少或防止结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌减少或防止结构因初始的局部破坏引发连续性的倒塌,而一般而一般而一

25、般而一般情况下要求结构在突发事件下不发生局部破坏是不可取情况下要求结构在突发事件下不发生局部破坏是不可取情况下要求结构在突发事件下不发生局部破坏是不可取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的的的;192 防连续倒塌设计原那么根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

26、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、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

27、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 防连续倒塌设计原那么根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

28、连接的最低强度构件与连接的最低强度 结构在初始局部破坏后为到达新的稳定平衡而发生结构在初始局部破坏后为到达新的稳定平衡而发生结构在初始局部破坏后为到达新的稳定平衡而发生结构在初始局部破坏后为到达新的稳定平衡而发生内力重分内力重分内力重分内力重分布布布布,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甚至在极限状态下形甚至在极限状态下形甚至在极限状态下形成悬链线效成悬链线效成悬链线效成悬链线效应。应。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

29、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,而一旦而一旦而一旦而一旦出现这种内力需求出现这种内力需求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构件或连接往往因为强度过低而发构件或连接往往因为强度过低而发构件或连接往往因为强度过低而发生破坏生破坏生破坏生破坏,从从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。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。为此为此为此为此,有必要保证构件和连接在不同受力状态下的有必要保证构件和连接在不同受力状态下的有必要保证构件和连接在不同受力状态下的有必要保证构件和连接在不同受力状态下的

30、最低强度最低强度最低强度最低强度,使得结构各局部能在极限状态下使得结构各局部能在极限状态下使得结构各局部能在极限状态下使得结构各局部能在极限状态下“抱成一团。抱成一团。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,以往的研究是通过拉结以往的研究是通过拉结以往的研究是通过拉结以往的研究是通过拉结力设计来实现的力设计来实现的力设计来实现的力设计来实现的,但对不同的结但对不同的结但对不同的结但对不同的结构体系构体系构体系构体系,最低强度或承载力的要求一般各有侧重。如钢最低强度或承载力的要求一般各有侧重。如钢最低强度或承载力的要求

31、一般各有侧重。如钢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宜着筋混凝土框架和剪力墙结构宜着筋混凝土框架和剪力墙结构宜着筋混凝土框架和剪力墙结构宜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重加强底部纵向受力钢筋的布置并要求恰当的纵筋搭接重加强底部纵向受力钢筋的布置并要求恰当的纵筋搭接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构造构造构造;钢框架宜充分保证梁柱连钢框架宜充分保证梁柱连钢框架宜充分保证梁柱连钢框架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接的抗弯与抗拉强度接的抗弯与抗拉强度;大跨空间结构那么应保证受拉构大跨空间结构那么应保证受拉构大

32、跨空间结构那么应保证受拉构大跨空间结构那么应保证受拉构件具备适当的受压承载力。件具备适当的受压承载力。件具备适当的受压承载力。件具备适当的受压承载力。212 防连续倒塌设计原那么根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传力路径,并到达新的稳定平衡状态的能力特征。充分的结构冗并到达新的稳定平衡状态的能力特征。充分的结构冗余特性允余特性允许结构许结构“跨越初始的局部破坏而不向外扩展跨越初始的局部破坏而不向外扩展,从而防从而防止连续性破止连续性破坏或倒塌的发生。坏或倒塌的发生。结构的冗余特性首先取决于

33、结构体系的类型。比方结构的冗余特性首先取决于结构体系的类型。比方,无无支撑框架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;有支撑框有支撑框架主要取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以及适量的刚性梁柱连接构成的双重的双重防御机制。防御机制。222 防连续倒塌设计原那么根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

34、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

35、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。必要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。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。当构延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价。当构延性的概念并不能完全脱离强度概念而作简单的评价。当

36、构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,延性能力并不能防止发生局部断裂或严延性能力并不能防止发生局部断裂或严延性能力并不能防止发生局部断裂或严延性能力并不能防止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 防连续倒塌设计原那么根本思想 根本思想根本思想根本思想根本思想 结构构件必须具备足够的整体连续性、冗余承结构构件必须具备足够的整体连续性、冗余承结构构件必须具备足够的整体连续性、冗余承结构构件必须具备足够的整体连续性、冗余承载力和耗能能力包括延性，能够将初始局部破载力和

37、耗能能力包括延性，能够将初始局部破载力和耗能能力包括延性，能够将初始局部破载力和耗能能力包括延性，能够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坏区域的荷载有效地传递到能够承担这些冗余荷载坏区域的荷载有效地传递到能够承担这些冗余荷载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结构上，从而提高整体结构系统的稳定性。的周边结构上，从而提高整体结构系统的稳定性。的周边结构上，从而提高整体结构系统的稳定性。的周边结构上，从而提高整体结构系统的稳定性。242 防连续倒塌设计原那么设计方法(2)(2)结构抵抗连续性倒塌的主要设计方法结构抵抗连续性倒塌的主要设计方法事件控制：要求突发事件

38、在发生前即予以阻止事件控制：要求突发事件在发生前即予以阻止,或通过或通过设置防栅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,是结构设计以外的是结构设计以外的一类措施一类措施 间接设计：指不直接表达突发事件的具体影响间接设计：指不直接表达突发事件的具体影响,而采用而采用拉结力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、冗余特性和以提高结构的最低强度、冗余特性和延性能延性能力。力。直接设计：分为备用荷载路径分析和特殊抗力设计直接设计：分为备用荷载路径分析和特殊抗力设计,前前者通过假者通过假定主要承重构件的初始失效来研究或评价结构的冗余性定主要承重构件的初始失

39、效来研究或评价结构的冗余性能及抵抗能及抵抗连续性倒塌的能力连续性倒塌的能力,后者那么是对主要承重构件进行防后者那么是对主要承重构件进行防爆或防撞设爆或防撞设计计,防止在突发事件下发生局部破坏。防止在突发事件下发生局部破坏。252 防连续倒塌设计原那么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拉结力设计即要求构件和连接满足最低的抗拉强度要求强度要求,且且各相连构件形成的传力路径必须是直线的和连续各相连构件形成的传力路径必须是直线的和连续的。的。4方面要求方面要求:内部拉结力：主要由梁或楼板承担内部拉结力：主要由梁或楼板承担,可根据可根据发挥梁悬链线效发挥梁悬链线效

40、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：主要由周边大梁承担周边拉结力：主要由周边大梁承担,可用以锚可用以锚固内部拉结的固内部拉结的大梁或楼板大梁或楼板;悬挂拉力：对边柱或边墙的水平拉结力悬挂拉力：对边柱或边墙的水平拉结力,除满除满足内部拉结力要足内部拉结力要求外求外,还应承受一定的悬挂拉力还应承受一定的悬挂拉力;竖向拉结力：由上下连续贯穿的柱子承担竖向拉结力：由上下连续贯穿的柱子承担,要要求能够承受与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 防连续倒塌设计原那么设计方法图图272 防连续倒塌设计原那么设计方法备用荷载路径分析 备用荷载路径分析是将初始

41、的失效构件“删除,分析结构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步趋近的方法。其中,构件单元的“删除是指让相应的构件退出计算,但不影响相连构件之间的连接。282 防连续倒塌设计原那么设计方法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抗震设计中提出的结构冗余特性和连接延性能力等抗震设计中提出的结构冗余特性和连接延性能力等抗震设计中提出的结构冗余特性和连接延性能力等要求要求要求要求,对提高结构的抵对提高结构的抵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。在尚未建立适宜的抗倒抗连续性

42、倒塌能力是有益的。在尚未建立适宜的抗倒抗连续性倒塌能力是有益的。在尚未建立适宜的抗倒抗连续性倒塌能力是有益的。在尚未建立适宜的抗倒塌设计方法时塌设计方法时塌设计方法时塌设计方法时,采用有采用有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。关抗震设计的方法是有效的。关抗震设计的方法是有效的。两者差异两者差异两者差异两者差异: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,而连续性倒塌时结构主而连续性倒塌时结构主而连续性倒塌时结构主而连续性倒塌时结构主要承受竖向的恒载和部要承受竖向的恒载和部要承受竖向的恒载和部要承受竖向的恒载和部分活载分

43、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通常按刚性楼板通常按刚性楼板通常按刚性楼板假定考虑楼板假定考虑楼板假定考虑楼板假定考虑,而倒塌分而倒塌分而倒塌分而倒塌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地震作用下构件反复受力而出现严重的强度与刚度地震作用下构件反复受力而出现严重的强度与刚度地震作用下构件反复受力而出现严重的强度与刚度

44、退化退化退化退化,延性较差延性较差延性较差延性较差,倒塌设倒塌设倒塌设倒塌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结构抗震设计方法的有益作用并不能使它可以取代抗结构抗震设计方法的有益作用并不能使它可以取代抗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倒塌设计倒塌设计倒塌设计,而应立足于而应立足于而应立足于而应立足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,建立适宜的评价方法建立适

45、宜的评价方法建立适宜的评价方法建立适宜的评价方法和设计体系。和设计体系。和设计体系。和设计体系。292 防连续倒塌设计原那么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适当减小墙体和柱子的间距距,以增以增强结构的整体性并减小墙体遭受局部破坏的影响强结构的整体性并减小墙体遭受局部破坏的影响;结构平、立面设计规那么结构平、立面设计规那么,力求构件内力传递连续而力求构件内

46、力传递连续而直接直接,并加并加强端部的锚固措施强端部的锚固措施;增设楼板非跨度方向的受力主筋增设楼板非跨度方向的受力主筋,一旦楼板在跨度方一旦楼板在跨度方向失去支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,同时保证主梁或承同时保证主梁或承重墙体可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增设跨间支撑在框架顶层或中部楼层处增设跨间支撑,形成帽桁架形成帽桁架或腰桁架或腰桁架的传力机制的传力机制;30312 防连续倒塌设计原那么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,当楼层大变形破坏时发挥钢索的悬链线效应;

47、改进钢框架梁柱连接的构造,采用CFRP 碳纤维布等加固关键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,开发高温抗火性能优良的新型结构用钢及其型材。322 防连续倒塌设计原那么结语：结语：防止结构连续性倒塌应当高度重视结构的整体性能防止结构连续性倒塌应当高度重视结构的整体性能(鲁棒性鲁棒性)以及相关的冗余特性、延性、连接强度和保障上述性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能的构造措施。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,需要研究和需要研究和制定不同制定不同的倒塌控制设计方法。的倒塌控制设计方法。结构抗倒塌设计的范围

48、可能遭受偶然作用的重要结结构抗倒塌设计的范围可能遭受偶然作用的重要结构构:台风、暴雨下的抗倒塌设计台风、暴雨下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罕遇地震的抗倒塌设计罕遇地震的抗倒塌设计抗倒塌设计的范围，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 332 防连续倒塌设计原那么概念设计3.6.1 3.6.1 混凝土结构宜按以下要求进行防连续倒塌的概念设计：混凝土结构宜按以下要求进行防连续倒塌的概念设计：混凝土结构宜按以下要求进行防连续倒塌的概念设计：混凝土结构宜按以下要求进行防连续倒塌的概念设计：1 1 采取减小偶然作用效应的措施；采取减小偶然作用效应的措施；采取

49、减小偶然作用效应的措施；采取减小偶然作用效应的措施；2 2 采取使重要构件及关键传力部位防止直接遭受偶然作用的措采取使重要构件及关键传力部位防止直接遭受偶然作用的措采取使重要构件及关键传力部位防止直接遭受偶然作用的措采取使重要构件及关键传力部位防止直接遭受偶然作用的措施；施；施；施；3 3 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备用传力途径；用传力途径；用传力途径；用传力途径；4 4 增强重要构件及关键传力部位、疏散通道及避难空

50、间结构的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承载力和变形性能；承载力和变形性能；承载力和变形性能；承载力和变形性能；5 5 配置贯穿水平、竖向构件的钢筋，采取有效的连接措施并与配置贯穿水平、竖向构件的钢筋，采取有效的连接措施并与配置贯穿水平、竖向构件的钢筋，采取有效的连接措施并与配置贯穿水平、竖向构件的钢筋，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；周边构件可靠地锚固；周边构件可靠地锚固；6 6 通过设置结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。通过设置结构缝，