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近年来，恐怖活动频繁、气候环境变化，导致风荷载、雪荷载、洪涝灾害变化幅度大，结构出现超载情况常态化。比如1998年长江洪涝灾害造成防护提垮塌，2008年初大雪灾害由于冰雪过多造成不少电力、通讯设施、建筑屋面倒塌。2008年汶川地震、2010年玉树地震造成房屋建筑大面积倒塌。因此，结构的连续性倒塌越来越受到人们所重视。连续倒塌是指结构在非常规荷载作用下发生局部破坏而形成初始损伤，结构发生内力重分布而引起其他结构破坏，发生连锁反应，最终导致结构发生与初始局部破坏不成比例的大范围倒塌或全部倒塌。造成连续性倒塌的因素可能是爆炸、撞击、火灾、飓风、地震、异常降雪等偶然因素。
1.规范规定
《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.3条规定：“建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况。
1.1持久状况
在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
1.2短暂状况
在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。
1.3偶然状况
在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等”。《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.6条规定：“对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计。
1.3.1按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力。
1.3.2允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度”。《混凝土结构设计规范》第3.1.6条规定：“结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。”该条文说明解释：“当结构发生局部破坏时，如不引发大范围倒塌，即认为结构具有整体稳定性。结构的延性、荷载传力途径的多重性以及结构体系的超静定性，均能加强结构的整体稳定性。设置竖直方向和水平方向通长的钢筋系杆将整个结构连系成一个整体，是提供结构整体稳定性的方法之一。另一方面，按特定的局部破坏状态的荷载组合进行设计，也是保证结构整体稳定性的措施之一。当偶然事件产生特大的荷载时，要求按荷载效应的偶然组合进行设计以保持结构的完整无缺，往往经济上代价太高，有时甚至不现实。此时，可采用允许局部爆炸或撞击引起结构发生局部破坏，但整个结构不发生连续倒塌的原则进行设计”。《建筑抗震设计规范》第3.5.2条规定：“结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力”；3.5.3条规定:“结构宜有多道抗震防线”；3.5.4条规定：“多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板”。从整体上和构造上都要求采取措施防止建筑结构发生连续性倒塌。
2.抗连续性倒塌设计思想
从国家规范的规定和原则，结构抗连续倒塌设计指导思想可分为两方面，一是消除和减轻灾害，降低结构发生局部破坏的可能。比如将结构分区隔离，使局部破坏限制在分区范围内。二是提高结构整体性、冗余度和延性将结构破坏控制在局部范围内而不发生整体倒塌。可采用两种途径，一种是对于可能直接遭受意外荷载作用的结构构件，如易遭受车辆撞击和人为破坏的结构外围柱、危险源周边的结构构件、备用荷载传递路径上的构件等，作为整体结构系统中的关键构件，使其具有足够的安全储备。由于于意外事件很难定量，也很难给出相应的发生概率。即使针对某几种可能发生的意外事件进行设计，也不能保证这些关键构件在其他的突发事件情况下不发生破坏。因此，要求所设计的结构绝对不发生局部破坏不是一种可行的设计方法，最好能采取措施降低意外事件发生的概率。另一种是使结构具有足够的备用荷载传递路径。主要关注意外事件发生后的整体结构的后果严重程度，即在结构已发生局部破坏情况下，结构系统具有足够的备用荷载传递路径，有效传递局部构件失效而产生荷载和内力重分布，不发生大范围倒塌。这种方法不针对具体的意外事件适用于任何情况。当结构的某一构件失效时，造成局部范围的倒塌，只要倒塌范围在可接受的程度内，就可以认为结构设计是满足要求的。
3.抗连续性倒塌设计方法
常用的抗连续性倒塌设计方法有四种：概念设计、拉结强度设计法、拆除构件设计法、局部加强法。概念设计法是定性设计方法，由于当前对抗连续性倒塌设计研究不足，因此该方法也是现阶段主要采用的方法。拉结强度设计法和拆除构件设计法是定量设方法，而局部加强法只能作为一种补充设计方法。
3.1概念设计
概念设计主要从结构体系的整体性、冗余度、延性、构造上考虑结构布置，避免容易产生连续性倒塌的结构体系。比如，砖混结构、框支结构、转换结构、装配式大板结构、板柱结构由于结构整体性差、延性较小、耗能差、缺乏转变传力路径，在过载情况下很容易发生连续倒塌。概念设计主要从以下几方面考虑。
3.1.1合理的结构方案和结构布置，避免存在可能引发连续性倒塌的薄弱部位。
3.1.2加强构件间的连接构造，增强结构的整体性和连续性。
3.1.3增加结构的冗余度，使结构具有多个荷载传递路径及其传递能力。
3.1.4采用延性构造措施，使可能发生失效破坏部位具有足够的延性。
3.1.5考虑反向荷载作用。
3.1.6采用连续性配筋，使楼板和梁在达到承载力极限状态时能够发挥梁铰和悬链线作用。
3.2拉结强度设计法
拉结强度设计是对结构构件间的的连接强度进行验算，使其满足一定要求，以保证结构的整体性和具有备用荷载专递路径。其基本原则是在竖向构件失效后，跨越该竖向构件的粱具有足够的极限承载能力避免发生连续破坏。在小变形阶段，梁的极限承载力由梁端塑性铰的受弯承载力提供，即“梁铰机制”；在大变形阶段，梁端塑性铰丧失受弯承载力，梁的极限承载力由梁内连续纵筋轴向极限拉力的竖向分力提供，即“悬链线机制”。因此梁内连续纵筋为保证极限拉力需在梁端有足够的锚固，且由于竖向构件失效的随机性，整根梁须具有一定的连续贯通筋。
3.3拆除构件设计法
拆除构件设计是按一定规则将结构中的部分构件拆除，模拟结构的初始破坏，通过有限元法分析结构中部分构件拆除后剩余结构的强度，判断结构是否会发生连续倒塌。
3.4局部加强法
对与破坏后容易发生连续倒塌的主要承重构件，如果难以通过改善结构布置或拆除构件设计增强其防连续倒塌能力，则视其为“关键构件”并进行局部加强设计。
4.总结
现阶段对抗连续倒塌设计研究不足，本文仅对抗连续倒塌设计作简要概述，把抗连续倒塌设计的概念思想介绍给大家，希望抗连续倒塌设计同抗震设计一样贯穿于整个设计过程中。■
【参考文献】
［１］建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范，GB50068-2001.
［２］混凝土结构设计规范，GB50010-20002.
［３］建筑抗震设计规范，GB50011-2010.
［４］陈肇元，钱稼茹主编．建筑与工程结构抗倒塌分析与设计．
1.规范规定
《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.3条规定：“建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况。
1.1持久状况
在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
1.2短暂状况
在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等。
1.3偶然状况
在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等”。《建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范》第3.0.6条规定：“对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计。
1.3.1按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力。
1.3.2允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度”。《混凝土结构设计规范》第3.1.6条规定：“结构应具有整体稳定性，结构的局部破坏不应导致大范围倒塌。”该条文说明解释：“当结构发生局部破坏时，如不引发大范围倒塌，即认为结构具有整体稳定性。结构的延性、荷载传力途径的多重性以及结构体系的超静定性，均能加强结构的整体稳定性。设置竖直方向和水平方向通长的钢筋系杆将整个结构连系成一个整体，是提供结构整体稳定性的方法之一。另一方面，按特定的局部破坏状态的荷载组合进行设计，也是保证结构整体稳定性的措施之一。当偶然事件产生特大的荷载时，要求按荷载效应的偶然组合进行设计以保持结构的完整无缺，往往经济上代价太高，有时甚至不现实。此时，可采用允许局部爆炸或撞击引起结构发生局部破坏，但整个结构不发生连续倒塌的原则进行设计”。《建筑抗震设计规范》第3.5.2条规定：“结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力”；3.5.3条规定:“结构宜有多道抗震防线”；3.5.4条规定：“多、高层的混凝土楼、屋盖宜优先采用现浇混凝土板”。从整体上和构造上都要求采取措施防止建筑结构发生连续性倒塌。
2.抗连续性倒塌设计思想
从国家规范的规定和原则，结构抗连续倒塌设计指导思想可分为两方面，一是消除和减轻灾害，降低结构发生局部破坏的可能。比如将结构分区隔离，使局部破坏限制在分区范围内。二是提高结构整体性、冗余度和延性将结构破坏控制在局部范围内而不发生整体倒塌。可采用两种途径，一种是对于可能直接遭受意外荷载作用的结构构件，如易遭受车辆撞击和人为破坏的结构外围柱、危险源周边的结构构件、备用荷载传递路径上的构件等，作为整体结构系统中的关键构件，使其具有足够的安全储备。由于于意外事件很难定量，也很难给出相应的发生概率。即使针对某几种可能发生的意外事件进行设计，也不能保证这些关键构件在其他的突发事件情况下不发生破坏。因此，要求所设计的结构绝对不发生局部破坏不是一种可行的设计方法，最好能采取措施降低意外事件发生的概率。另一种是使结构具有足够的备用荷载传递路径。主要关注意外事件发生后的整体结构的后果严重程度，即在结构已发生局部破坏情况下，结构系统具有足够的备用荷载传递路径，有效传递局部构件失效而产生荷载和内力重分布，不发生大范围倒塌。这种方法不针对具体的意外事件适用于任何情况。当结构的某一构件失效时，造成局部范围的倒塌，只要倒塌范围在可接受的程度内，就可以认为结构设计是满足要求的。
3.抗连续性倒塌设计方法
常用的抗连续性倒塌设计方法有四种：概念设计、拉结强度设计法、拆除构件设计法、局部加强法。概念设计法是定性设计方法，由于当前对抗连续性倒塌设计研究不足，因此该方法也是现阶段主要采用的方法。拉结强度设计法和拆除构件设计法是定量设方法，而局部加强法只能作为一种补充设计方法。
3.1概念设计
概念设计主要从结构体系的整体性、冗余度、延性、构造上考虑结构布置，避免容易产生连续性倒塌的结构体系。比如，砖混结构、框支结构、转换结构、装配式大板结构、板柱结构由于结构整体性差、延性较小、耗能差、缺乏转变传力路径，在过载情况下很容易发生连续倒塌。概念设计主要从以下几方面考虑。
3.1.1合理的结构方案和结构布置，避免存在可能引发连续性倒塌的薄弱部位。
3.1.2加强构件间的连接构造，增强结构的整体性和连续性。
3.1.3增加结构的冗余度，使结构具有多个荷载传递路径及其传递能力。
3.1.4采用延性构造措施，使可能发生失效破坏部位具有足够的延性。
3.1.5考虑反向荷载作用。
3.1.6采用连续性配筋，使楼板和梁在达到承载力极限状态时能够发挥梁铰和悬链线作用。
3.2拉结强度设计法
拉结强度设计是对结构构件间的的连接强度进行验算，使其满足一定要求，以保证结构的整体性和具有备用荷载专递路径。其基本原则是在竖向构件失效后，跨越该竖向构件的粱具有足够的极限承载能力避免发生连续破坏。在小变形阶段，梁的极限承载力由梁端塑性铰的受弯承载力提供，即“梁铰机制”；在大变形阶段，梁端塑性铰丧失受弯承载力，梁的极限承载力由梁内连续纵筋轴向极限拉力的竖向分力提供，即“悬链线机制”。因此梁内连续纵筋为保证极限拉力需在梁端有足够的锚固，且由于竖向构件失效的随机性，整根梁须具有一定的连续贯通筋。
3.3拆除构件设计法
拆除构件设计是按一定规则将结构中的部分构件拆除，模拟结构的初始破坏，通过有限元法分析结构中部分构件拆除后剩余结构的强度，判断结构是否会发生连续倒塌。
3.4局部加强法
对与破坏后容易发生连续倒塌的主要承重构件，如果难以通过改善结构布置或拆除构件设计增强其防连续倒塌能力，则视其为“关键构件”并进行局部加强设计。
4.总结
现阶段对抗连续倒塌设计研究不足，本文仅对抗连续倒塌设计作简要概述，把抗连续倒塌设计的概念思想介绍给大家，希望抗连续倒塌设计同抗震设计一样贯穿于整个设计过程中。■
【参考文献】
［１］建筑结构可靠度设计可靠度设计统一规范，GB50068-2001.
［２］混凝土结构设计规范，GB50010-20002.
［３］建筑抗震设计规范，GB50011-2010.
［４］陈肇元，钱稼茹主编．建筑与工程结构抗倒塌分析与设计．