B.3、設計方法B。3,1。一般永久作用和可變作用下結構的設計程序是概念設計、計算分析和構造處理 而在結構整體穩(wěn)固性設計中、概念設計和構造處理往往比計算分析更為有效和重要、這是因為。本附錄考慮的偶然作用 如爆炸.撞擊.不確定性很大,即使計算方法是精確的、分析結果也未必是準確的,因為設計采用的作用值只是一個協(xié)議值,爆炸,撞擊等偶然作用是動態(tài)作用。結構的反應也是動力反應 準確計算結構的動力反應實際上是困難的。特別是當結構局部區(qū)域進入材料非線性和幾何非線性狀態(tài)后、有些結構設計本身就難以做到精確的內力計算.例如砌體結構,對于砌體結構、通過設置構造柱和圈梁,加強結構不同區(qū)域的聯系對于保持結構整體穩(wěn)固性比計算會更有效.本條所提的結構整體穩(wěn)固性設計方法是廣義概念上的設計方法,只要對保持結構整體穩(wěn)固性有效。都可以采用.控制事件法屬于從源頭上降低結構連續(xù)倒塌風險的設計方法 例如對于住宅.通過安裝天然氣泄漏報警器使泄漏的天然氣濃度達到臨界濃度之前得到控制、避免爆炸事件的發(fā)生 對于有粉塵的工業(yè)廠房、通過設計良好的通風系統(tǒng)降低粉塵濃度、避免然爆事件的發(fā)生 抵抗特定荷載法是通過設計使結構或結構構件具有抵抗偶然荷載的能力,替代路徑法是通過設計使結構在發(fā)生局部破壞后。能夠將局部破壞區(qū)域的荷載轉移到其他完好區(qū)域的方法,如當爆炸或撞擊使結構底層失去一根柱后.其支撐的梁所承擔的重力荷載將部分轉移到臨近的柱和梁,減輕后果法是通過合理的設計使結構在偶然作用下雖然不能避免發(fā)生局部破壞、但局部破壞的范圍得到控制從而避免結構整體發(fā)生連續(xù)倒塌的方法。例如對于住宅或飯店。天然氣是影響結構整體穩(wěn)固性的危險源之一。如果采用框架結構設計時將廚房布置在靠近外墻的位置,則發(fā)生天然氣爆炸事件后、高壓氣體能夠迅速通過窗口或推開外墻得到釋放 主體結構受影響較小、反之 如果廚房布置在靠近房屋中心的位置,當爆炸事件發(fā)生后高壓氣體要從里向外宣泄.內墻、外墻都會發(fā)生破壞.還可能影響主體結構承載、另外。從降低燃氣爆炸后果的角度考慮。采用大窗口的墻比小窗口的墻更有利,高壓氣體容易通過窗口釋放而使墻體得到保護。本條只是列出了幾種保持結構整體穩(wěn)固性的設計方法,幾種方法也可同時采用 設計中還可以根據結構的具體情況采用其他的方法.要充分調動設計人員的主觀能動性,B。3,2、本標準第3.2,6條規(guī)定了建筑結構一般永久作用和可變作用下 持久設計狀況。的最低可靠度水平,按這一可靠度水平進行設計技術上是可行的、經濟上也是合理的 由于偶然作用的量值一般很大,偶然設計狀況。保證結構具有與一般永久作用和可變作用時相同的可靠度水平技術上是困難的 經濟上往往也是不合理的,考慮到偶然事件發(fā)生的概率畢竟很小、絕大部分結構在其設計使用年限內不會遇到偶然事件.所以允許偶然事件發(fā)生時結構出現局部破壞.但在個別關鍵構件失效的情況下、結構局部破壞的區(qū)域仍有一定承載力及將部分荷載轉移到剩余結構的能力,同時局部破壞不會引起剩余結構的鏈式倒塌,不影響結構的整體穩(wěn)固性.即當偶然事件發(fā)生時.結構抗連續(xù)倒塌設計的策略之一就是通過犧牲局部利益保全整體利益 偶然事件發(fā)生后結構局部受到損壞,但只要在自重和準永久可變荷載下不發(fā)生連續(xù)倒塌,即可避免重大的經濟損失和人身傷亡 通過修復使結構復原.繼續(xù)使用.不同類型和材料的結構局部損壞后保持整體穩(wěn)固性的能力是不同的,延性結構和局部損壞后性能受延性構件控制的結構,整體穩(wěn)固性決定于結構的變形能力。而脆性結構和局部損壞后性能受脆性構件控制的結構.整體穩(wěn)固性決定于結構的承載力.設計中需要根據結構局部損壞后的性能進行承載力和變形驗算.由于不同材料結構的性能不同 變形限值由各材料結構設計標準規(guī)定、B,3 3,線性靜力方法,非線性靜力方法和非線性動力方法是復雜程度依次增大.理論上講計算精度依次增高的結構分析方法 線性靜力方法和非線性靜力方法不能直接反映偶然作用及瞬間結構體系改變產生的動力效應、動力效應需要專門進行考慮.美國國防部有關標準和美國公共事務管理局。新聯邦大樓與現代主要工程抗連續(xù)性倒塌分析與設計指南。規(guī)定 按線性靜力方法和非線性靜力方法進行分析時、局部破壞后的豎向荷載放大一倍,由于不同類型結構的彈塑性分析方法有很大不同、具體由各材料結構設計標準規(guī)定.試驗表明,結構材料強度隨加載速度的提高而提高、這對于結構抗連續(xù)倒塌是有利的,設計中考慮這一有利影響.可減小為保證結構整體穩(wěn)固性而額外增加的費用、如本標準附錄B第B.3.2條條文說明指出的。從經濟上考慮,結構遭受巨大的偶然作用時不需達到持久設計狀況時的可靠度水平。因此設計和驗算時材料性能可取設計值.標準值或平均值 但要經分析確定.B、3、4、本標準第3,2.1條根據結構破壞后果規(guī)定了結構的安全等級,結構因整體穩(wěn)固性不足而發(fā)生連續(xù)倒塌的后果的性質是相同的,即人身傷亡、經濟損失,社會影響,環(huán)境影響等、故采用本標準第3、2 1條的安全等級對結構進行整體穩(wěn)固性設計。但如本標準附錄B第B、3,2條條文說明所論述的,偶然設計狀況的結構可靠度水平與持久設計狀況的可靠度水平是不同的 不管是哪一安全等級的結構。針對整體穩(wěn)固性進行概念設計和構造處理都是必要的,這是結構整體穩(wěn)固性設計的基本原則.也是投入低而效果顯著的方法、安全等級為三級的結構屬于不重要的結構 倒塌造成的后果不大,只要求進行概念設計和構造處理就能獲得必要的抗連續(xù)倒塌能力,安全等級為二級的結構屬于量大面廣的結構。進行概念設計。構造處理并采用線性靜力方法進行計算 這樣既能夠在構造上滿足結構抗連續(xù)倒塌的要求.設計計算也不復雜 與一般持久狀況設計的復雜程度是一致的、安全等級為一級的結構倒塌破壞造成的后果嚴重 對整體穩(wěn)固性的要求較高,要求進行概念設計,構造處理和復雜程度不低于線性靜力方法的方法進行計算 當線性靜力方法不能合理反映結構的非線性特征或動力反應時.再采用非線性靜力方法或非線性動力方法進行計算.