塔式起重机倒塌规律|结构台风灾害与抗风概念设计

建筑结构在爆炸、地震、火灾等偶然荷载作用下钢筋混凝土结构发生连续性倒塌的案例频频出现，我国对于塔式起重机倒塌引起的撞击偶然荷载对钢筋混凝土结构破坏的研究不多。“天鸽”强台风由于塔式起重机倒塌撞击地下室及主体结构的案例很多，通过调查得到以下规律：

（1）对于设计时采用常规荷载值设计的钢筋混凝土结构，通常遇到偶然荷载作用时往往会引起结构的连续性倒塌，造成很大的人员伤亡和经济损失[7]。但是塔式起重机倒塌引起的撞击荷载未发现连续倒塌现象。

（2）塔式起重机倒塌引起的撞击偶然荷载，当撞击体是臂架时，重量较小、撞击体速度不大，撞击荷载较小，则建筑物的承重结构发生的损坏形式多样，钢筋混凝土结构损坏的形态包含发生局部大塑性变形，受弯破坏或大部分构件发生错位、开裂等。

（3）对于钢筋混凝土结构，混凝土刚性大、抗变形能力差、抗拉能力差，撞击时，配重块质量相对较大，撞击荷载较大，由于撞击动载荷作用时间很短，冲击能量与穿透能力增大（单位面积承受的瞬态压强大），钢筋混凝土结构损坏形态以冲切和剪切破坏为主。(www.xing528.com)

（4）撞击动载荷冲击能量的传递具有时空效应，撞击物直接穿透钢筋混凝土结构，冲击力或波的能量最终都在其消失时转化为其他形式的能量（包括构件破损、变形或断裂、空气或液体中的爆破声等），钢筋混凝土结构破坏面接近90°。冲击力或波的能量具体转化为哪部分能量比例大，视冲击体及受冲击体（及其周围流体介质）的动态特性（缓冲性、阻尼、结构模态与自然频率、流体黏滞性与温度等参数）。由于被撞击的构件作用时间短，很快穿透破坏，冲击力或波的能量由于构件破坏导致能量传递的介质不连续或不存在，无法传递到周边构件。因此建筑物一般仅与撞击物接触的部分构件发生损坏，撞击能量传递到周边构件的很少，撞击点其他范围的构件不受影响。

（5）对于钢结构，抗拉能力强、抗变形能力强，当撞击荷载较大时，钢结构损坏形态以受弯、受拉为主，不以冲切和剪切破坏为主，作用时间比混凝土结构长，因此撞击能量能传递到周边构件。