结构工程抗倒塌设计解析

高昀

摘要：建筑工程中如果存在倒塌的隐患对于该建筑的使用者威胁是比较大的，无论是居住建筑物，还是桥梁工程，其结构若倒塌的话，势必会造成使用人员的伤亡，因此，结构工程抗倒塌设计也就显得极为必要，本文首先分析了结构工程出现倒塌问题的常见类型和原因，然后重点探讨了如何做好结构工程的抗倒塌设计。

引言：众所周知，结构设计对于任何建筑工程项目来说都是至关重要的一个方面，如果建筑物的结构出现了问题，势必会影响到整个建筑的最终应用效果，而如果出现了倒塌的问题，会更严重的危及到人们的生命财产安全；基于这一原因，在结构工程项目的设计和建设过程中，重点针对相应的抗倒塌性能进行关注也就显得极为必要，只有工程结构具备了比较理想的抗倒塌性能，才能够保障其最终应用的安全性和稳定性。

1结构工程倒塌问题分析

就当前各类工程中出现的倒塌问题来说，其最终的结果就是相应的结构构件出现了严重的破损导致结构完全摧毁，进而也就造成了人员的伤亡以及财产的损失。虽然其结果都是如此，但是从具体的影响因素上来看，除了因为建筑物自身年久失修而造成的结构破损和倒塌问题之外，当前比较常见的容易造成建筑物结构构件破坏使建筑物倒塌的因素主要有以下两点：

（1）地震作用下的工程倒塌问题。地震灾害问题的产生会造成建筑结构的严重破损，进而也就容易造成一些倒塌现象的出现，无论是砌体结构，还是混凝土结构、钢结构，其在地震灾害的作用下都会出现倒塌问题，这一点已经在以往的很多地震灾害中得到了证实，并且在地震中出现的人员伤亡现象，很多都不是地震灾害直接造成的，而是通过这种次生的建筑结构倒塌而形成的。地震力作用于相应的建筑物上是比较强烈的，尤其是对于一些震级比较大的地震来说，其作用力更是极为突出，因为地震力是从地下而来的，并且以不同的阵型作用建筑物上，表现出了较为突出的复杂性，进而也就更容易导致建筑物出现严重的倒塌现象。

（2）爆炸、冲击作用下的工程倒塌问题。在建筑物的实际应用过程中，一些爆炸或者其它一些冲击作用力同样也会给其造成较大的不良影响，随之也就会产生一些工程的倒塌问题。比如在日常生活中较为严重的天然气爆炸、汽车爆炸以及飞机撞击等问题，都会给工程的结构造成较大的创伤，导致建筑出现全部或者是部分倒塌。这一方面的创伤和影响其实主要就是建筑结构中的某一部件受到了严重损伤，进而干扰到了整个工程结构的力学体系，导致其出现失稳现象，最终呈现出较为严重的倒塌现象。

2结构工程抗倒塌设计

2.1明确相应抗倒塌规范

对于结构工程抗倒塌设计工作来说，必须要首先明确相应的抗倒塌规范，这些抗倒塌设计规范的明确是进行相应设计的基本前提，因为只有严格遵循相应的规范和标准进行设计才能够保障相关结构设计更好地得到优化，为后续应用的可靠性和安全性打好基础。具体到结构工程抗倒塌设计规范的明确中来说，其还应该重点针对不同地区的不同规范进行全面详细的分析和掌握，因为对于不同地区来说，其相对应的抗倒塌设计强度和参数指标是不一样的，比如对于地震多发带以及地壳比较稳定的地区，在抗倒塌等级上存在着明显的差异性，需要具体的设计人员进行准确区分。在此过程中，最为核心的规范要点就是地震设防烈度，对于小震、中震、大震进行合理的设计计算，提升其设计的可靠性。

2.2结构工程抗连续倒塌计算

对于结构工程项目中出现的连续倒塌问题来说，其同样需要引起高度的重视，针对抗连续倒塌进行准确的计算，优化设计方案，进而也就能够提升结构工程的抗倒塌效果。具体到这种抗连续倒塌计算中来说，其主要涉及到以下两种基本方法的应用：直接计算方法，主要就是针对结构出现破坏的基本状况进行直接的验算和设计，尤其是对于荷载的传递路径等进行分析，进而提升其计算的准确性；间接计算方法，主要就是指从结构工程项目的冗余度、连续性以及延性等基本属性和参数入手进行分析计算，进而确定结构工程项目的抗连续倒塌效应，保障其在传力结构以及结构布局等方面都能够较好的符合于抗倒塌设计的需求，提升其安全性和稳定性效果。

2.3分析破坏准则

对于结构工程抗倒塌设计工作来说，还应该重点针对相应的破坏准则进行全面详細的分析和探讨，这种破坏准则可以说是进行抗倒塌设计的一个基本前提所在。具体到结构工程破坏准则的分析中来看，其涉及到的内容和要点其实还是比较多的，这些内容和要点主要表现在当前存在的破坏准则类型较多，比如强度准则、稳定准则、变性准则、能量准则、机构准则以及疲劳破坏准则等都是和结构工程项目抗倒塌设计关系比较密切的，都需要进行全面详细的分析，确保其结构工程的稳定性效果。

2.4重点关注薄弱层设计

在结构工程出现的倒塌问题中来看，其最初受损，或者说受损最为严重的一个组成部分就是薄弱层，基于薄弱层进行恰当的设计和优化也就能够更好地提升其抗倒塌性能。具体到当前工程项目的整体结构中来看，其涉及到的要点内容主要有以下几项：框架结构在具体的设计过程中必须要针对强度和刚度进行全面的分析，尤其对于结构的抗侧刚度以及其对于结构抗震性能的分析来说，更是需要进行严格的计算把关，提升其抗倒塌效果；转换层刚度的有效计算和优化同样是极为重要的一个方面，同样需要针对地震作用下的破坏机制进行分析，保障其能够有效地维系整个结构工程项目的稳定性。

结束语：综上所述，对于结构工程的应用来说，倒塌问题的出现造成的威胁和影响是极为恶劣的，尤其是对于地震灾害以及爆炸问题来说，更是会产生恶劣的人员伤亡现象，因此，针对结构工程的各个方面进行严格全面的抗倒塌设计也就需要设计人员进行高度关注。endprint