罗纳德·汉堡，S.E. 安德鲁·惠特克，S.E
罗纳德·汉堡 安德鲁·惠特克
作 者 履 历
罗纳德·汉堡：罗纳德·汉堡是一名结构工程师和Gumpertz & Heger的主要成员，与辛普森一起工作在旧金山。汉堡先生在结构设计、评估、升级、研究、代码和标准的发展、教育等方面拥有近30年的经验。他担任BSSC的规定更新，美国钢结构学会的连接资格预审评审小组委员会的主席，是AWS D1.1地震工作委员会副主席。此外，他是一个ASCE-7委员会的成员，是结构工程协会全国理事会的当选总统，是基于地震工程性能的ATC-58项目的项目总监。他是
联邦紧急措施署/ ASCE建筑性能评估小组的一员，研究了2001年9月11日，纽约世界贸易中心的倒塌。
安德鲁·惠特克：安德鲁·惠特克是布法罗大学的土木工程副教授，致力于地震和爆破工程的研究和设计专业。他是在加利福尼亚州持证的结构工程师。惠特克博士是提供地址结构，爆破工程，地震防护系统的负荷的ASCE委员会的成员。国际机场协会（ACI）委员会349钢筋混凝土核结构，社会科学学士和新建筑隔震被动耗能系统技术小组委员会的委员，是地震工程研究高校联盟的副总裁，并为基于地震工程性能项目的ATC-58结构团队的领导
摘 要
结构钢框架是以一个或多个垂直承载元素，提供建筑结构在极端伤害事件下抵抗崩溃能力的优秀系统。最常用的抵抗连续倒塌的策略是在每个楼层应用时刻抵制框架，以重新分配荷载，替代负载路径远离失效的构件。设计标准通常应用于基于框架的抗弯行为为目的研究，以重新分配荷载和解释特定构件的延展性和近似真实无弹性行为的超强弹性分析。通过依靠框架元素的接触网行为的发展，可以得到更高效的设计方案。然而，为了提供这种可靠的行为，钢框架连接必须是能够抵御较大拉伸要求同时适用于大非弹性弯曲变形的。地震服务资
格预审的当代连接被推定为能够提供可接受的性能，然而，确定确认这些连接技术，并在这些条件下能够可靠的服务是需要研究的。此外，当前的一些简化分析方法的改进也是必要的。
引 言
今天的许多政府机构和一些私人楼宇业主要求新建筑物的设计和现有建筑物的评估和升级能提供抵御潜在的可能会导致极端的局部损伤影响的爆炸事件和其他事件的能力。虽然它可以通过建筑设计抵御在受到这种攻击时没有严重损害，但跟这些危险有关的影响是如此激烈，以至于采取必要的设计措施来提供这种性能将导致成本高得令人无法接受，以及在这类建筑物的设计中对建筑施加不可接受的限制。幸运的是，任何单一的建筑物实际上会受到这种危险的概率是相当低的，因此，以绩效为基础的设计方法已经演变。最常见的性能目标是允许严重的甚至极端的破坏、爆炸或其他类似事件影响的结构，但要避免大规模的生命损失。这些目标是相似的，虽然不完全相同的性能目标在设计中有固有的抵抗强烈地震的影响，而事实上，一些用于设计抗爆结构绘制的联邦指导方针，在很大程度上是基于抗震性能设计准则中的材料。抗震设计和抗爆设计之间虽然有许多相似之处，也有重要的区别。抗爆
设计通常集中在几个战略，包括提供足够的僵局时间，有效地被带到承担结构，提供访问控制，限制武器被带到内部结构的可能性，以防止大型武器；外部覆层和玻璃系统的设计，以避免玻璃弹在被占领的空间生成一个指定的冲动爆炸压力的结果，这样失去一个或多个垂直负荷承载元素结构系统的配置和设计，将导致至多只有有限的，局部倒塌的结构。虽然爆炸的压力可以是几个数量级比典型风荷载对建筑物的设计压力较大，但这些冲击载荷的持续时间是如此之短，他们通常是不能够产生足够的横向结构响应触发外侧不稳定和全面性崩溃。具有完整的侧向力抵抗系统能够抵御设计时建筑规范规定的典型风荷载和地震荷载的钢结构一般都能够抵御可信的爆炸荷载作用，而没有建立横向的不稳定和崩溃。然而，在接近结构元素引爆，可能会导致极端的局部损坏，包括负载在单个列，梁和楼板的承载能力完全丧失。因此，钢结构的结构设计的抗爆关键点，通常集中在脆弱的构件设计，如列，有足够的韧性，以避免在损失荷载承载能力时，接触到一个小的电荷和提供给结构系统能够限制或逮捕的崩溃引起的极端局部损坏等元素，避免引发连续倒塌。
钢结构建筑系统非常适合这一应用。作为材料的韧性结构钢，钢结构设计相对容易。这样，他们有足够的冗余度，强度和延展性，以重新分配负载和逮捕崩溃促进倒塌耐热钢的结构设计。然而，迫切需要有效的设计策略，以提供低成本的抗倒塌能力和最小建筑影响，研
究证明提供所需的抗倒塌能力技术的有效性也是必要的。本文探讨这些问题。
设 计 策 略
抗倒塌建筑物的典型设计战略涉及一个或多个垂直承载的元素的移除，表明建筑指明部分不超过荷载时，将会发生崩溃。元素的移除可能是发生在任何几个加载事件下的结果，包括爆炸，汽车碰撞，火灾，或类似的事件。无论如何，设计策略可以追溯到从观察穆拉大厦在俄克拉何马城爆炸引起的崩溃中汲取教训。关于建筑极端损坏的第一个故事如图1（Partin1995）所示，导致大部分结构的逐步瓦解（图2）所示。
图1. 由摩拉联邦大楼最初的爆炸导致的受损构件
图2. 默拉大楼爆炸引起的连续倒塌的遗迹
ASCE的调查队（Sozen1995）在他们对建筑物性能的报告中，得出的结论有建筑设计与结构系统的连续性，通常表现在建筑物的抗震设计，由爆炸引发的建筑物一楼倒塌的情况已大幅减少。
时代耐热钢框架非常适合提供这种连续性，避免连续倒塌。关于时代耐热钢框架有效抵抗倒塌和防止连续性倒塌的三个例子。纽约的世界贸易中心在2001年9月11日受到之后，可以作为用于观察极端局部损坏的例子。图3是世界贸易中心北塔北面的一张图片，清楚地展现了在密集空间由耐热钢框架组成的外墙结构柱和深梁桥周围由于飞机碰撞造成的大规模局部损伤，并在将近2小时的时候结构全面崩溃。图4说明了更传统的德意志银行大厦的抗弯钢框架结构，抵抗由从世界贸易中心南塔脱落的碎片导致的部分倒塌，尽管事实上，高度超过10层的元素将从结构中整列删除。图5是世贸中心汽车爆炸6日在纽约世界贸易中心北塔整个建筑物顶部的北墙倒塌后的建设计划。一系列时代耐热钢框架被放置在抵制崩溃和在没被抗弯钢框架限制崩溃的建筑物周围。
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