周红钦（中科合成油工程股份有限公司，北京　101407）



浅谈建筑物倒塌的主要原因与防止连续倒塌的对策

周红钦
（中科合成油工程股份有限公司，北京101407）

摘要：建筑结构体系在偶然荷载作用下会发生局部的破坏，所以整体结构受力会发生大的变化，为了避免连续倒塌现象的出现，需对建筑物进行合理的布局以及内部设计的深化。本文介绍了建筑物倒塌的内因和外因，同时提出了相应的解决对策，以防止偶然荷载作用下连续倒塌情况的出现。

关键词：建筑物倒塌；连续倒塌；对策

现代建筑物中有很多抗震设计，但这样的设计不能完全替代结构的抗倒塌设计。所以要提升结构的二次防御能力，主要是在偶然事件发生主要承重构件失效的情况下，结构运用自身内部的构造调整其内力、减缓破坏过程、避免连续倒塌的现象出现。

一、建筑物倒塌之主因

（一）建筑物自身因素

建筑物自身因素导致连续倒塌，主要是建筑物本身存在的一些问题，大多问题如下。在设计上安全系数没有达到规定标准，设计先天失误；施工时没有按照图纸施工，施工的过程不科学合理；材料选择上有不合理的情况存在。

（二）外部环境因素

人为的改造建筑物，当建筑物交工以后，住户和单位在装修的时候，拆除承重墙以及承重构件，以拓展空间和更加美观，这对建筑物的安全性产生了重要影响。另外，有建筑使用者建筑防火知识缺乏，在没有审核和咨询清楚的情况下，违背建筑物的极限耐火规律，改变建筑的使用功能，把一些符合国家要求的建筑物变成达不到新的使用功能要求的建筑物，从而形成安全隐患。

二、防止建筑物连续性倒塌的对策分析

（一）选择防倒塌设计

为了防止建筑物倒塌带来的风险，不同的防倒塌设计方案被提出。因为建筑物的整体质量、承担的功能和建筑物内部的承载人数不一致，建筑物在倒塌后出现的损失和影响也有差异，针对不同的建筑物抗倒塌的策略也有所不同，根据危险情况和产生的后果分类，主要有两类防止倒塌的设计方法。第一类间接设计法，加强结构中重要构件的强度、连续性和延性，预防连续性倒塌，以及详细的局部抗力设计法，主要是详细地设计重要构件，能够承受假定的荷载力量，起到了防止倒塌的目的。第二类直接设计法，改变荷载路径设计法，主要应用于重要承载被破坏的情况，根据自身结构的冗余度对荷载的传递路径进行改变，避免连续倒塌。所以在开展建筑设计的时候，不同的建筑物，根据其特点分析潜在的危险程度，采用不同的设计方案，防止建筑物的倒塌情况出现。

（二）节点设计

偶然事件的发生有着不可预料以及难以量化的特性，一般情况下都是通过概念设计并辅以计算分析完善结构体系，增加结构冗余度，有效地提高二次防御的能力。实践证明，节点设计是防止连续倒塌很重要一环，合适的节点设计能更好的保证构件能有更好的塑性变形，从而保证整个结构体系的变形能力。所以要想提升建筑物结构体系的防御能力，就要重视节点设计。例如，建筑物的主体结构材料是钢材，这时候节点设计就变得尤为重要，节点设计中的的延性和连续性会直接影响结构体的塑性变形能力，从而对偶然冲击荷载作用下结构体系的安全产生影响。

（三）灵活利用梁的悬链线作用

当对结构进行二次防御能力分析的时候，首先要预想到会因为偶然荷载的出现会发生局部破坏现象，如果失效的是主梁的支撑，在没有连续继发性破坏的前提下，梁柱的节点足够强，主梁就会在这个时候发挥其悬链线作用，继续承受来自楼板本身的自重以及部分荷载。在砼结构，一般习惯把通长的钢筋设置在梁底，保障其建筑物的稳固性，运用拉索发挥梁的悬链作用；对钢结构，一般都是加强梁柱的节点，即使是柱子失去作用，只要节点能够保持通畅，梁的悬链作用还能够照常发挥。

（四）选用超静定结构

超静定结构体系的运用能够有效地提升结构二次防御能力。在偶然事件中发生结构破坏的情况下，超静定结构体系能够提供有效的二级荷载路径，就是可以让其他的幸存结构短期内保障整体建筑结构的稳定性。另外，在超静定框架结构体系的设计中，构件的很多位置都能形成塑性铰，为备用荷载路径的运用提升了可能性。

（五）选用延性好的主材

当偶然荷载作用在建筑物上的情况下，塑性状态下只是承载力不再增加，但变形能力是有的，而且对耗能很重要，延性较好的建筑材料能有更好的塑性变形能力，因为处在塑性状态下承载力不能增加，所以能够承受重力并有利于结构的内力重分配，为营救和逃生的争取时间。

（六）结构上避免出现薄弱层

在偶然事件突发的时候，如果在结构体中有薄弱层，恰好薄弱层的主受力构件失效，这就会带来毁灭性的破坏，在这个薄弱层下面的结构体和人员以及财物都不会幸免。一般建筑师都是习惯运用抽柱的方法在底层设置一个大的空间，这种设计要取消几根柱子，被抽掉柱的上层都要运用跨度非常大的转换梁，当遭遇到爆炸和车辆撞击的时候，这样的结构就非常危险，容易出现连续性、大面积倒塌的情况，引起不可估量的后果。

（七）设计特殊的楼板

在偶然冲击荷载或者地震作用下，建筑物在结构变形较大处，或者在楼层薄弱处，存在着复杂的变形和多次反复的变形，应力会在该区域出现反复变化甚至正负应力区域互换的情况，要对该区域楼板进行双层双向配筋，使楼板有能力承受荷载的应力反向情况，如果没有进行双层双向配筋，则楼板应力如发生改变，应力反向作用于楼板，该区域楼板将丧失承载能力，产生后果。在设计高层建筑角部的楼板时，不仅要对其进行加厚处理，而且常采用双层双向配筋，这是因为高层建筑发生变形时，其角部变形大，应力较为复杂，而采取以上措施将保证板在复杂应力下不失去或能较晚失去承载能力，提高结构的抗灾能力。此外，在框筒结构设计时，也常常会对中间筒体及其周边相连的地方进行加厚处理，并多采用加厚的双层双向配筋楼板，也是因为在地震作用下，该区域变形以及应力的复杂性。

结语

建筑物设计的时候应考虑遭遇偶然荷载发生的冲击现象，在设计时候加入适当的措施，避免单根构件的失效出现的大范围倒塌。本文分析了偶然荷载作用下，建筑物连续倒塌的原因，并提出了相应的措施，以供专业人员参考。

参考文献

[1]孟令国，雷洋.浅谈钢筋混凝土建筑抗连续倒塌策略[J].科技创新导报，2010 （19）：3-5.

中图分类号：TU998

文献标识码：A