結構工程抗倒塌設計解析

高昀

摘要：建筑工程中如果存在倒塌的隱患對于該建筑的使用者威脅是比較大的，無論是居住建筑物，還是橋梁工程，其結構若倒塌的話，勢必會造成使用人員的傷亡，因此，結構工程抗倒塌設計也就顯得極為必要，本文首先分析了結構工程出現倒塌問題的常見類型和原因，然后重點探討了如何做好結構工程的抗倒塌設計。

引言：眾所周知，結構設計對于任何建筑工程項目來說都是至關重要的一個方面，如果建筑物的結構出現了問題，勢必會影響到整個建筑的最終應用效果，而如果出現了倒塌的問題，會更嚴重的危及到人們的生命財產安全；基于這一原因，在結構工程項目的設計和建設過程中，重點針對相應的抗倒塌性能進行關注也就顯得極為必要，只有工程結構具備了比較理想的抗倒塌性能，才能夠保障其最終應用的安全性和穩(wěn)定性。

1結構工程倒塌問題分析

就當前各類工程中出現的倒塌問題來說，其最終的結果就是相應的結構構件出現了嚴重的破損導致結構完全摧毀，進而也就造成了人員的傷亡以及財產的損失。雖然其結果都是如此，但是從具體的影響因素上來看，除了因為建筑物自身年久失修而造成的結構破損和倒塌問題之外，當前比較常見的容易造成建筑物結構構件破壞使建筑物倒塌的因素主要有以下兩點：

（1）地震作用下的工程倒塌問題。地震災害問題的產生會造成建筑結構的嚴重破損，進而也就容易造成一些倒塌現象的出現，無論是砌體結構，還是混凝土結構、鋼結構，其在地震災害的作用下都會出現倒塌問題，這一點已經在以往的很多地震災害中得到了證實，并且在地震中出現的人員傷亡現象，很多都不是地震災害直接造成的，而是通過這種次生的建筑結構倒塌而形成的。地震力作用于相應的建筑物上是比較強烈的，尤其是對于一些震級比較大的地震來說，其作用力更是極為突出，因為地震力是從地下而來的，并且以不同的陣型作用建筑物上，表現出了較為突出的復雜性，進而也就更容易導致建筑物出現嚴重的倒塌現象。

（2）爆炸、沖擊作用下的工程倒塌問題。在建筑物的實際應用過程中，一些爆炸或者其它一些沖擊作用力同樣也會給其造成較大的不良影響，隨之也就會產生一些工程的倒塌問題。比如在日常生活中較為嚴重的天然氣爆炸、汽車爆炸以及飛機撞擊等問題，都會給工程的結構造成較大的創(chuàng)傷，導致建筑出現全部或者是部分倒塌。這一方面的創(chuàng)傷和影響其實主要就是建筑結構中的某一部件受到了嚴重損傷，進而干擾到了整個工程結構的力學體系，導致其出現失穩(wěn)現象，最終呈現出較為嚴重的倒塌現象。

2結構工程抗倒塌設計

2.1明確相應抗倒塌規(guī)范

對于結構工程抗倒塌設計工作來說，必須要首先明確相應的抗倒塌規(guī)范，這些抗倒塌設計規(guī)范的明確是進行相應設計的基本前提，因為只有嚴格遵循相應的規(guī)范和標準進行設計才能夠保障相關結構設計更好地得到優(yōu)化，為后續(xù)應用的可靠性和安全性打好基礎。具體到結構工程抗倒塌設計規(guī)范的明確中來說，其還應該重點針對不同地區(qū)的不同規(guī)范進行全面詳細的分析和掌握，因為對于不同地區(qū)來說，其相對應的抗倒塌設計強度和參數指標是不一樣的，比如對于地震多發(fā)帶以及地殼比較穩(wěn)定的地區(qū)，在抗倒塌等級上存在著明顯的差異性，需要具體的設計人員進行準確區(qū)分。在此過程中，最為核心的規(guī)范要點就是地震設防烈度，對于小震、中震、大震進行合理的設計計算，提升其設計的可靠性。

2.2結構工程抗連續(xù)倒塌計算

對于結構工程項目中出現的連續(xù)倒塌問題來說，其同樣需要引起高度的重視，針對抗連續(xù)倒塌進行準確的計算，優(yōu)化設計方案，進而也就能夠提升結構工程的抗倒塌效果。具體到這種抗連續(xù)倒塌計算中來說，其主要涉及到以下兩種基本方法的應用：直接計算方法，主要就是針對結構出現破壞的基本狀況進行直接的驗算和設計，尤其是對于荷載的傳遞路徑等進行分析，進而提升其計算的準確性；間接計算方法，主要就是指從結構工程項目的冗余度、連續(xù)性以及延性等基本屬性和參數入手進行分析計算，進而確定結構工程項目的抗連續(xù)倒塌效應，保障其在傳力結構以及結構布局等方面都能夠較好的符合于抗倒塌設計的需求，提升其安全性和穩(wěn)定性效果。

2.3分析破壞準則

對于結構工程抗倒塌設計工作來說，還應該重點針對相應的破壞準則進行全面詳細的分析和探討，這種破壞準則可以說是進行抗倒塌設計的一個基本前提所在。具體到結構工程破壞準則的分析中來看，其涉及到的內容和要點其實還是比較多的，這些內容和要點主要表現在當前存在的破壞準則類型較多，比如強度準則、穩(wěn)定準則、變性準則、能量準則、機構準則以及疲勞破壞準則等都是和結構工程項目抗倒塌設計關系比較密切的，都需要進行全面詳細的分析，確保其結構工程的穩(wěn)定性效果。

2.4重點關注薄弱層設計

在結構工程出現的倒塌問題中來看，其最初受損，或者說受損最為嚴重的一個組成部分就是薄弱層，基于薄弱層進行恰當的設計和優(yōu)化也就能夠更好地提升其抗倒塌性能。具體到當前工程項目的整體結構中來看，其涉及到的要點內容主要有以下幾項：框架結構在具體的設計過程中必須要針對強度和剛度進行全面的分析，尤其對于結構的抗側剛度以及其對于結構抗震性能的分析來說，更是需要進行嚴格的計算把關，提升其抗倒塌效果；轉換層剛度的有效計算和優(yōu)化同樣是極為重要的一個方面，同樣需要針對地震作用下的破壞機制進行分析，保障其能夠有效地維系整個結構工程項目的穩(wěn)定性。

結束語：綜上所述，對于結構工程的應用來說，倒塌問題的出現造成的威脅和影響是極為惡劣的，尤其是對于地震災害以及爆炸問題來說，更是會產生惡劣的人員傷亡現象，因此，針對結構工程的各個方面進行嚴格全面的抗倒塌設計也就需要設計人員進行高度關注。endprint