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•统一设施准则(UFC)内容提要lJI'C4-023-0325_1.2ω5抗连续倒塌的建筑设计美国国防部Unifi巳dFacilitiesCriteria(UFC),UFC4-023-0325January2005DesignofBuildingstoResistProgressiveCollapseDepartmentofDefenseUnitedStatesofAmerica第一章1-3.3设计方法ASCE7-02说朗两种减少连续倒均可能性的通用方法直接设计与间接设计。e1-3.3.1直接设计法11接设计法包括1)转换途径法(A肘，要求结构能够跨越一个失去的结构构料使破坏范围限于周部。2)用自甘抗力法(SLR)要求盐1筑或局部建筑具有足够抗特定荷我或威胁荷载的承载力.1-3.3.2r，，!接设计法ASCE7-02提出一般设训导则及增强结构整体怕迎议包括:1)il!、好平而布贸2)整体拉结体系3)惰的转ffj，4)改变楼板跨度方向J，5)承茧的内隔墙6)楼板的悬挂作用7l墙梁的作用8)冗余的结构体系.的延性构造10)考虑爆炸荷就附加配筋11)分格构造.ASCE7-02并未提出抗连续倒塌定盘要求。1-4抗连续倒塌设计方法摘要本刊l则中的设计要求包括两种抗连续倒均不同水准的结构反应模型，第一水nI连续倒塌设计为基于悬挂反应的拉纺力.第二水准采用转变途径法，其中结构棋型为受弯因为房屋要跨过一个移去的构件，本准则中大部分的设计导则是根据英国标准的方法，见附录B。对于既存的及新建筑，结构连续倒榻的设计水平，对应于防护水平(LOP)的要求，当为低防护水平[很低防护水平VILOP或低防护水平(LLOP)]仅需要采用rH!拨设计，规定拉结力水平.然而当竖向结构构件不能发挥足够的拉结力则应月1转换传力途径法判别结构能否跨越失效构件，对于中等水平防护(MLOP)及雨水平防护(HLO肘，亦应用转变途径法判别l却拉结力提供足够的悬挂及附加的爱弯承载力.最后对于MLOP及HLβP的首层j碍地竖向承军构件规定附加延性要求以提高抗连续倒塌能力.l占有关UFC工程安全丛书000Minimumantiterrorismstandardsforbuild.ingsSecurityengineeringfacîlityplanningmanualSecurityengineeringfacilityd巳:signmanualSecurityengineeringsupportmanual第二章2-1新主II及既存建筑抗连续倒塌设计要求2-1.1很低水平的防护设计要求具有很低防护水平的结构必须具备足够的水平拉到1能力，水平拉力的程度与构选型式』生结构部位有关详见第4-第8t;t..设计人不能用转变途径法判别结构;是否不JH是跨越一个构件的能力，如结构构件足够的水平拉约能力，对新l.ll筑必须亚新设讨，对既存u!筑必须改池，参见l组2-1流程阁.2-1.2低水平防护设计要求具有低水平防护的结构设剖必须茄有水平和I~向位结能力，然而当竖向结和J构料不具备重要的竖向受拉能力时，设计人必须重新设计或用AP方法(转换淦径法〕证明结构能跨越移去的构件，当构件不具有水平拉结能力时，不能采用转换途径法，此时，设计人对新建筑必须重新设计构件或对既存建筑的构件ill行改造，这些过程在图2-2流程阁中表明，每ií'i拉结力的大小及位置与构边型式有关，见第4-第8章.很低水平的防护新建筑按传统方法进行结构设计校核水平拉结力完成否重新设计或改造无效构件囱2-1新建筑及既存l.ll筑VLLOP设+1过程2低水平的防护新m筑投常规拨计•校核水平拉结力校核竖向拉结力完成是A-I~l否亚新设计或改足I无效构件茧新设H或改造无效fiH'1或者采用转换途径法对于移去每个失效构件，一次一个每次移动满足破坏限度?重新设计或改造结构因2-2新边筑及既存m筑的LLOP设计过程32-1.3巾等及高水平防护设计要求为了UFC的目的，把中等水平与高水平防护统一起来，三种要求必需满足.拉纺力，转换途径及附加延性要求，所有要求示于流程囱2-3.拉结力要求否植核竖l向拉钻))1在MLOP、HLOP、附加延性要求AP要求新计改失构件事设或造效全通过?是RJAP方法移去j!J刊)11.3-2.3节来HIMWP且HlβP变形阳l直破损限度满足每一个移:tj!l刊τ11刊否重新设计或改造失效构1'1失放附加延性要求',JIl'î否或者RJAP方法移去每先放构刊，一次一个HlMWP且HLOP变形限度拉tli)J\娃汹且要求破损限度满足每斗绍IJ:I~牛阁2-3新建筑及既存lJ1筑MLOP及HLOP的设计过程4新训改失构件肃设成造效2-1.3.1MLOP及HLOP对拉结力要求对于MLOP!kHLOP结构设讨人必须苟虑足够的水平和坚向拉结能力，如任一结构构付不具备要求的竖向拉纺能力，设ι|人应对构件重新设ifr革标用转换途径法证明结jt).OJ跨越移去的构件，对于不满足水平拉结能力的构件，不能采用转移注径法，此时，设计人对新建筑必须亚新设.1构1'1'，对既存建筑应改边构1'1'.•2-1.3.2MLOP及HLOP转移途径要求结构应能跨越特定想象移去的竖向承:m:构件，移去的竖向承茧构刊的平而位mk至少包括短边中点、t走边叶'点及rn筑的f(11刊，W'!Ã'.3-2.3节。此外移去的竖向成重构卡|还包括结构儿何明显变化或不连续部位如I'!If(]放跨度尺寸突变部位.对1ij一移去构件的平面位霄，每层fj~迸一次AP分析，如有3个平面位YtJ48层则需要进行24次AP分析，直11移去构件巾的其中之一不能说明跨越，则结构必须重新设计或改造以提高跨越能力，应当注忍-结构的重新设计或改造不仅针对失效构件，如结构不能说明跨越一个除边中间的柱，工程师必须对该性及其他相类似的柱进行重新设计或改造.例如重新设计可能包括在RC梁柱节点处附加正弯矩配筋，这种新的设计也必须用于其他类似的iil柱，对于MLOP及HLOPtri构，设计人必须完成所有AP分听的审查和存档，审查人必须属于另外独立组织并具有完成连续倒塌设计的经验.2-1.3.3MLOP及HLOP的附加l延性主Z求对J~Jiil竖向承蓝构料的附加延性要求，见到4-第8章.2-2共同的设计要求以下各节提供新建筑及既存建筑各类防护水平(VLLOP→HLO凹的共同设H要求.2-2.1柱和l墙的有效高度对于各种水平防护所有多层竖向承重构何在失去任何楼层侧向支承后必须能够支持竖向荷载(也就是在设计分析1时必须按两层阿的侧向无支长度考虑)，在设占|、分析时采用3-2.4.1节的荷载组合，采用直\4--第8章适当的承载力降低系数与超强系数目2-2.2作用于各层及楼板的向上荷载在所有楼层的每一跨包括屋顶，楼版体系应能以下程度的向上滞荷较1.0D+Ü.5L0=山于自重引起的恒载(剧1m'或Iblft')L=活载(kN/m'或Iblft')5应注意以上街载是作用于每一跨，一次一跨，也就是向上的荷载不是同时作m于所有跨，对每跨楼板进行设目包括板与梁，主梁，柱及柱相等的连接，与应上述荷载，由楼扳传到基础不须考虑上述荷载.采用适当的承载力降低系数和超强系数见第4章~第B章.、,第三章设计方法连续倒塌设计要求采用两种设;;1-/分析方法拉纺力(TF)及转换途径(A肘，本市讨论这些方法的一般要求。3.1拉约力房应拉钻在L起可以提高连续性、延性及转变传力途径能力，拉结力主要山按常规设计承受标准荷载的现有结构构f'l't是连接提供.根据结构型式必须有几种水平拉结:内部.)苟地，边柱，角柱及墙，柱及承重地m要坚向拉结，图3-1表示框架结构的这些技结，周边拉.结必须连续的回绕平而.内部拉结必需从一边连续到l另一边，不同结构构件可用于提供需要的拉结力，但这些构件必需保证良好的连接，例如I内部位结力可沿梁轴线由系列的粱来提供，但中间构件的连接(主梁、梁和技〉应能提供l1tÌ耍的拉结力.类似的况，坚向拉结必需出最低层连续到最高层.对边柱和墙的水平拉结不需要连续，但必fk满足锚固于结构内部的要求.当lJ!筑物带有分离的裙房或用f'l'纣i缝分为独立的结构时，拉结要求应按独立段分别考虑.应当注意拉结力必ftf沿江线作用，不允许山于洞口等原因而改变方向，形成不连续。3-1.1拉结力设训的荷载及承载力系数fi~卡l'或构件之间连接的设;;1拉结力可取标定的拉结承载力Rn(包括超强系)乘以承载力降低系数申，拉结承载力设剖值14大于或等于需要的拉结力.设计拉结承载力=φRn二三帘耍的拉结力式中φ承载力折减系数〈按相应的材料规范〉-Rn标定的拉结承载力(根据材料规范〉包括超强系数日3-1.2需要的拉结力水平及竖向的拉结力要求见第4-8章，作为拉结用的结构构件不仅具有足够的拉结力且必需有效的连接在一起使拉力能分布到边筑的其它部位，拉结力的设计值应在每个构件所承受的活钱，阶级和风饿得衍我之外附加考虑.构件就连接部位不包括其它荷载的拉约力设计值应大于gQ等于~求的拉结力.有些技结力是基于i挣载或活载，有些tj'j况同一结构可能有不同荷载，如1;1二j郎荷拨就办公室荷载可能作用于同一楼饭，此时可采用平均的前}钱或活载(将6楼版上的总作用力除以总面积λ当拉结力是基于沿拉结长度的不同跨度时，应采用连续拉结的最大跨度用于拉结力计算.3-1.3具有不适当的设计拉结力的结构构件及连接如l所有结构构件及连接具有要求的拉结力时贝IJ认为满足拉结要求，如任一结构构件或连接的盛向设计拉结力小于紧向要求的位结力时，设计人应1)从新设占|以满足拉结为要求或2)采用转变途径法证明结构可以跨越该失效构件，应当注意AP方法不适用于不能提供要求的水平拉结力的纺构、构何一或连接，此il't设èl人应重新设计或改造构件及连接，以满足足够的设;;1拉结力要求。阁3-1框架结构拉纺力的l型解S却~ftl:.咕'吨λ7(dottedIjnes)/..I~-{-，:，;….......兴+..........伊..HorizontalTietoExternalColumn。rWall予k4tt..f圭〈adHLt命!I-e:斗争--+/ι-1--Ç:::J-P也ripheralTìeIVertical(dashedlines)ITieI~号事主吨l娶阳M~01f)Note:TherequiredExternalColumn,ExternalWaJl,andCornerColumntieforcesmaybeprovidedpartly町whollybyIhesameelementsthalareusedtomeetthePeripheralorInlernaltierequirementCornerColumnTies阳.，ft..1.t?f注外柱，外捕且H，柱需要的拉结力可全部必部分由周边必内部相同拉结构刊提供.3-2转变途径法(AP法)在两种悄况下可除以转变途径法。当一个坚向结构构件不能提供要求的拉幻，力，设计人可采用AP法确定结构能否跨越被移去的失效构件。2)当结构要求巾~!f或高水平防护，必须用3-2.3节AP法移去特定的坚向构件.7对于Mlρp及HLOP结构完成并归挡所有AP分析结果，审查人必须属于独立的合格机构，并在lJlj而经业主批准.3-2.1概论本方法按照LRFD思想(ASCE7-02)对极端街载采用荷载系数组合并用、抗力;系数确定设讨承载力.建议采用三吉￠缺型考虑三维效应同时应免过于保寸的分析结果，然而当三维效应能被充分埋怨化时也可采用二维模型。有三种允γ|的分析方法线性附刀，斗|二线怕仰:}J;且非线性;;JJ力，以下摘要说明这些方法，更详细说明见3-2.2节-3-2.10节.。线怕自由力。儿何表达是基于小变形，材料属于线弹性，例外的是插入一些分散的饺，见3-2.7及3-2.8节，满布I载一次性作用于结构，其中被移去一个坚向承III构件.。非线性静力.材料、JL何均按非线性，荷钱时程由主F荷载至满载作用于结构同时移去一个竖向承重构件.。斗i线性;;JJ力、材料