“911”事件对新建高层建筑的教训
陈一文 发表于 2010/05/25 06:01 一品 百草园 (www.ywpw.com)
清华大学建筑结构专家陈肇元院士提供给我的《汶川地震教训与震后建筑物重建、加固策略》(讨论稿)中强调:[1]
英国在上世纪70 年代初首先在建筑物设计规范中提出所有建筑物必须考虑偶然灾害作用,要求所有建筑物的主体结构构件(建筑物中的承重柱、梁、板等构件及其相互连接的节点),除了应能承受规范规定大小量值的一般荷载作用和灾害作用外,还需在各种不可预见的偶然灾害造成难以避免的局部破坏情况下具有足够的整体牢固性(robustness)。即在发生局部破坏倒塌时,具有不致引发成多米诺骨牌似的快速连续倒塌的能力;而灾害下的人员伤亡,正是建筑物连续倒塌所致。按照英国规范,房屋结构的设计首先是概念设计,要求建筑结构(包括整体性较差的砌体结构)先进行方案优化,使其尽量不出现“关键构件”或减少关键构件的数量。
所谓关键构件就是移去后有可能导致局部破坏倒塌的构件。关键构件的设计,要专门提高其安全度,这种做法显然比当今我国设计规范中将结构的重要性系数用于所有结构构件上好得多。
此外,局部破坏倒塌的极限状态,应不同于现行规范中的承载力极限状态,前者可以与结构倒塌时的实际承载力相对应,而后者的极限状态对每一结构构件来说,只是混凝土的压应变达到三千微应变左右,相应的承载力通常要比倒塌破坏时实际承载能力低得多。
与此同时,还应加大结构的冗余度和结构构件及其连接的延性,并将整栋房屋或其各个分段采用埋在结构构件内的钢筋拉结在一起,如同五花大绑似的将整个结构或其分段捆扎起来。前几年已正式生效的欧盟设计规范中,也已明确要求建筑物在各种难以预见的重大不测之灾和重大人为差错的情况下,必须具有防止连续倒塌的整体牢固性,并规定了结构拉结体系的最小配筋率要求。
由于恐怖袭击近年来在国际上盛行,恐怖爆炸的规模大小和爆炸部位均属未知,所以建筑物的整体牢固性要求更加受到重视。
美国“911”事件对新建高层建筑的重要教训是什么?恐怖性攻击的重要目标是存在明显“软肋”的标志性建筑与关键性建筑!整体与局部坚固不存在“软肋”的标志性建筑与关键性建筑不成为问题,但是央视新楼的“邪门悬角”结构提供了多处非常明显易遭到致命损害的“软肋”!
参考文献:
[1] 陈肇元,汶川地震教训与震后建筑物重建、加固策略,2008(讨论稿)