国外规范对混凝土结构防连续倒塌的设计方法和理论

在重大连续倒塌事故之后，国外规范出现时间进程见图1-2，规范数量较大。下面就国外主要规范在界定倒塌范围、荷载组合和验收标准等方面进行讨论。

（1）界定倒塌范围。

房屋建筑防连续倒塌设计的目的在于局部破坏不至于导致与偶然作用或偶然荷载不相匹配的大范围破坏或倒塌，使结构发生连续性倒塌的危险程度减小到一个可接受的水平。目前规范中的分析大多基于备用荷载路径法，结构在单根承重构件移除后引起的倒塌破坏范围应控制在一定范围，超出这个范围就认为发生了连续性倒塌。各国规范对界定这个倒塌破坏范围存在一定的差异，见表1-1[18-20]。

（2）荷载组合。

各规范提出的防连续倒塌设计和验算均属于直接计算方法，包括备用荷载路径法和局部抵抗特殊偶然荷载法。备用荷载路径法的荷载组合以及局部抵抗特殊偶然荷载法中作用于关键构件的压力值，即需要考虑的荷载类型及组合，各国规范之间也存在一定差异，见表1-2[19-21]。

表1-1　国外各规范界定连续倒塌破坏的倒塌范围比较[18-20]

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表1-2　国外各规范连续性倒塌分析荷载组合比较[19-21]

表中，D，L，Wn，S 分别为恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载，Ak为偶然荷载。

（3）验收标准。

依照各规范给出的荷载组合，采用拆除构件法进行线性或非线性、静力或动力分析所得的结果，如何验收或评定，涉及连续倒塌分析验收标准，各规范不完全相同。美国总务管理局GSA 2003提供了采用拆除构件法对结构进行防连续倒塌能力分析和概念性设计构造措施，包括弹性分析和非线性分析，采用需求能力比DCR（demand capacity ratio）作为线性分析的验收准则。规则结构要求DCR 不大于2.0，不规则结构要求DCR 不大于1.5。美国国防部DoD 2005（UEC 4-023-03）将建筑分为极低、低、中、高四个安全等级，提供了线性静力、非线性静力和非线性动力三种分析方法的具体步骤，给出的验收标准包括抗弯、轴力和弯矩组合作用、抗剪、节点和变形等方面。