中国建筑结构抗震研究和实践60年
吕西林编委简介_吕西林

编 委 简 介吕西林(1955- ),男,陕西岐山人,同济大学教授,博士研究生导师,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者;1984年12月毕业于同济大学,获得博士学位,目前兼任中国土木工程学会常务理事、中国建筑学会结构分会副理事长、中国建筑学会抗震防灾分会副理事长、国际实验结构工程协会副主席及秘书长,国际桥梁与结构工程协会资深会员(Fellow)。
吕西林教授30年来一直从事结构抗震研究,主要科技贡献有:(1)研发了结构抗震防灾多项新技术及其设计理论。
发明了组合消能减震支撑新体系,获得国家专利并应用于重大工程以及汶川地震后的恢复和重建工程;发展了滑动支座与橡胶支座组成的组合基础隔震系统,成果应用于上海国际赛车场重大工程以及日本的18个建筑工程;发展了主动调谐质量阻尼器(ATMD)和调谐质量阻尼器(TMD)控制超高层建筑振动的理论和技术,并成功应用于上海环球金融中心大厦(高度492m)和上海中心大厦(高度632m),为类似的工程应用提供了示范。
结构抗震防灾新技术成果于2006年以同济大学作为惟一完成单位获国家科技进步二等奖。
系统研究了建筑物移位的关键技术,发明了移位建筑抗震连接新技术和移位新装置并应用于多个工程,建筑物移位技术成果于2014年获国家技术发明二等奖。
(2)创建了复杂高层建筑抗震分析、性能评估与设计理论,为国家技术规范制定提供了试验和理论支撑。
建立了多种新型结构体系和构件的非线性模型和分析方法;创建了用振动台模型试验评估高层建筑结构抗震性能的相似理论与试验技术;系统地进行了多种新型结构构件和体系的抗震研究,并解决了在重大工程中的应用问题,为同类研究和制定设计规范提供了依据;发展了高层结构抗震性能优化设计方法,受聘为北京、上海、广州、昆明、深圳等12个城市的50多个大型复杂高层建筑工程建设提供咨询服务与技术指导;主编了全国第1本由政府批准颁布的《超限高层建筑工程抗震设计指南》。
上述成果于2009年获国家科技进步二等奖。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用建筑结构隔震技术是指通过一定的设计和结构改造手段,使建筑能够在发生地震等外部振动作用时,降低结构受力,减小地震损害,从而增强建筑结构的抗震性能。
隔震技术的研究和应用对于提高建筑结构的抗震能力、减少地震灾害具有非常重要的意义。
本文将分析建筑结构隔震技术的研究现状和应用情况,并探讨其未来发展趋势。
一、建筑结构隔震技术的研究现状建筑结构隔震技术是20世纪60年代中期提出的抗震结构新概念。
早期的隔震技术主要是基于减震和隔震理论,通过设置减震器、隔震支座等装置,来降低地震振动对建筑结构的影响。
随着科学技术的不断发展和进步,建筑结构隔震技术也得到了很大的突破和进展。
目前,隔震技术的研究重点主要集中在以下几个方面:1. 防震设计理论和减震技术的改进:通过对地震波动的分析和理解,对隔震支座、减震器等装置的设计和制造进行改进,以提高其抗震性能和可靠性。
2. 多学科交叉研究:隔震技术的研究不仅需要结构工程领域的专业知识,还需要涉及土木工程、地震工程、材料科学、机械工程等多个学科领域的专业知识。
多学科交叉研究成为隔震技术研究的一个重要趋势。
3. 隔震技术的数值模拟和实验研究:通过数值模拟和实验研究,可以更加深入地了解隔震技术在不同条件下的工作原理和性能特点,为隔震技术的实际应用提供科学依据。
二、建筑结构隔震技术的应用情况隔震技术已经在世界范围内得到了广泛的应用,并取得了显著的效果。
在日本、美国、中国等地,都建造了大量采用隔震技术的建筑。
这些建筑在地震发生时,能够有效地减小结构受力,降低地震破坏,为人们的生命和财产安全提供了有力的保障。
在中国,隔震技术也得到了广泛的应用。
以北京大学陈天华教授的领衔的隔震技术团队为例,他们的隔震支座在北川汶川地震中发挥了重要作用,降低了建筑结构的震害程度,得到了极大的成效。
中国还建造了一系列地震隔震示范工程,如北京全国地震科技示范工程、宁夏隔震建筑示范工程等,这些示范工程在实际应用中积累了大量的宝贵经验,推动了隔震技术的发展和成熟。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用1. 引言1.1 研究背景建筑结构隔震技术是一种应对地震灾害的重要手段,其研究和应用对于保护建筑物、减少地震灾害带来的损失具有重要意义。
随着城市化进程的加快和人口密集度的增加,建筑物地震安全性的需求日益凸显。
地震是一种破坏性强、不可控制的自然灾害,对建筑物的破坏往往给人们的生命财产带来极大威胁。
研究建筑结构隔震技术,寻求有效的地震减灾途径,对于提高建筑物地震抗震性能具有重要意义。
隔震技术的研究与应用不仅可以提高建筑物的地震抗震性能,减少地震对建筑物的损害,还可以减少灾害事故的发生,降低经济损失,保障人们的生命财产安全。
建筑结构隔震技术的研究背景正是基于以上考虑,旨在提高建筑物的地震安全性能,降低地震灾害给人们带来的损失。
1.2 研究意义建筑结构隔震技术的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提高建筑结构的抗震性能。
隔震技术可以有效减少地震对建筑物的破坏程度,减轻地震灾害造成的人员伤亡和财产损失,提高建筑物的抗震性能。
2. 保护建筑物的结构安全性。
隔震技术可以减少地震对建筑结构的影响,延长建筑物的使用寿命,保护建筑物的结构安全性,降低维护和修复成本。
3. 促进建筑行业的科技进步。
隔震技术是建筑结构抗震设计领域的新技术,推动了建筑行业的科技进步和创新,促进了建筑结构设计和施工技术的发展。
4. 提升建筑设计水平和工程质量。
通过研究和应用隔震技术,可以提升建筑设计师和工程师的技术水平,提高建筑工程的质量和安全性,为建筑行业的可持续发展做出贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入了解建筑结构隔震技术的原理和应用,探讨其在地震等自然灾害中的作用和效果。
通过对隔震技术的分类和优劣进行分析,总结其优势和局限性,为建筑领域的工程师和设计师提供更好的指导和参考。
通过研究建筑结构隔震技术的发展前景和未来研究方向,寻找改进和创新的途径,推动建筑结构的抗震能力和安全性不断提升,为保护人们的生命和财产安全做出贡献。
中国木结构古建筑抗震性能研究综述

中国木结构古建筑抗震性能研究综述中国木结构古建筑抗震性能研究综述前言我国是一个地震区广为分布的国家,20世纪以来几次大的地震灾害给人民的生命和财产造成了十分严重的损失。
分析历次的破坏性地震,可以发现多层砖混房屋遭到破坏的程度普遍比拟严重,而我国木结构古建筑都保存较好。
木结构古建筑主要是以木构架为主的结构体系,该体系用木材作为主体建筑材料,以柱、梁为承重骨架,用其他材料作为围护物,并且根据不同地域、不同气候特征、不同的地质特点采取不同的木构架结构形式,从而形成了柔性的框架体系以抵抗地震造成的破坏。
这种结构体系使得我国传统的木构架结构体系的建筑到达在经历一场场大的地震灾害后,主体结构仍保持原来的形态而没有遭到严重破坏的效果。
1国内外研究现状中国建筑史中国文化的一个典型的组成局部,它一如整个中国文化一样,始终连续相继,完整和统一的开展【1】。
对于近现代使用西方传来的自然科学研究者来说,往往因为缺乏对它的历史沉淀,文化传承过程的深入了解,加之语言文字等障碍,对于古建筑有关结构受力方面的科学研究一直以来较难展开,长期以来存在的问题是关于“建筑的〞方面研究较丰富而关于结构方面研究较少【2】。
随着近代社会开展陆续出现了一些对古建作法,结构受力的文章和著作发表出版,如1992年出版的?古代大木作静力初探?中,力学工作者王天系统地研究了中国古代大木作结构的静力受力特征,其中逐一地计算了主要结构构件的受力情况。
1993年,喻维国、王鲁明编著出版的?中国木构建筑营造技术?中,简略地介绍了古代木构建筑的做法。
1997年出版的?中国古建筑木作营造技术?,以明清古建筑为蓝本较为详细地介绍了古建木结构的作法及工艺要求。
在此根底之上对于古建筑抗震能力的研究开始逐步深入,国内开始了大规模的对于中国古建筑机制展开了深入的研究,尤其是其抗震能力的研究。
统计结果显示,古代木结构建筑虽然在中、低烈度的地震作用下具有易损坏性,但大多表现为屋面部件、山墙或维护墙的破坏,震害相对较轻,即使在9度以上的强震作用下,其主体结构能保持不倒毁【2】,这一特点引起了广泛研究。
我国建筑工程结构抗震设计探讨

我国建筑工程结构抗震设计探讨发表时间:2009-06-10T13:43:31.013Z 来源:《中外企业家》2009年第3期下供稿作者:何玉红[导读] 地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象,又是一种突发式的自然灾害现象,地震灾害所造成的破坏巨大,所以加强抗震设防尤为重要。
摘要:地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象,又是一种突发式的自然灾害现象,地震灾害所造成的破坏巨大,所以加强抗震设防尤为重要。
从抗震设计角度指出建筑抗震设计的必要性和抗震概念设计的含义,重点阐述“抗震概念设计”的基本原则,为工程技术人员抗震设计提供了参考依据。
关键词:地震;抗震设防;抗震概念设计中图分类号:F407.9 文献标志码:A 文章编号:1000-8772(2009)06-0137-02 收稿日期:2009-03-07引言我国是一个地震灾害多发国家,据中国地震局统计,仅2008年,中国5级以上地震就有97起。
其中2008年5月12日在四川省汶川县发生的特大地震,是新中国成立以来破坏性最大、救灾难度最大的一次地震灾害。
这起历史罕见的地震灾害所造成的巨大破坏,举国震惊,举世关注,所以加强抗震设防尤为重要。
中华人民共和国主席令《中华人民共和国防震减灾法》第35条规定:“新建、扩建、改建建设工程,应当达到抗震设防要求。
”《房屋建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第148号)第6条规定:“新建、扩建、改建的房屋建筑工程,应当按照国家有关规定和工程建设强制性标准进行抗震设防。
任何单位和个人不得降低抗震设防标准。
”一、建筑抗震设计的必要性地震是地壳运动在某些阶段发生急剧变化时的一种自然现象。
据统计,全世界每年发生的地震约达500万次,其中绝大多数地震由于发生在地球深处或者它所释放的能量小而人们难以感觉到;而人们感觉到的地震,也即有感地震,仅占总量的1%左右;能造成灾害的强烈地震则为数更少,平均每年十几起。
分析建筑结构隔震技术的研究和应用

分析建筑结构隔震技术的研究和应用建筑结构隔震技术是近年来在建筑工程领域备受关注的一个重要话题。
隔震技术可以有效地提高建筑结构的抗震能力,减小地震对建筑物的影响,保障人们的生命和财产安全。
随着科学技术的不断发展,隔震技术在建筑工程中的应用也越来越广泛。
本文将从隔震技术的背景和原理、研究现状以及未来发展方向等多个方面进行分析,以期对建筑结构隔震技术的研究和应用有一个全面的了解。
一、背景和原理地震是自然界的一种自然灾害,其破坏力极大,给人类的生命和财产安全带来了巨大的威胁。
而建筑结构在地震中的受力和变形则是地震灾害的关键点。
传统的建筑结构在地震作用下易发生严重的损坏,甚至倒塌。
提高建筑结构的抗震能力引起了人们的广泛关注。
隔震技术是一种基于减震器的结构工程技术,通过在建筑结构底部设置弹簧、减震器等装置,来减小地震作用对建筑结构的影响,从而提高建筑结构的抗震能力。
其基本原理是利用隔震装置将建筑物与地基隔离开来,使地震作用能够在一定程度上被减小。
隔震技术可以有效地减小地震对建筑结构的影响,从而大大提高建筑物抗震能力,保障人们的生命和财产安全。
隔震技术的发展可以追溯到上个世纪六十年代,当时日本地震频发,大量建筑物被毁坏,造成了重大损失。
随后,日本开始研究并应用隔震技术,取得了明显的成效。
此后,国际上也开始了对隔震技术的深入研究。
目前,已有许多国家和地区在地震频发区域广泛应用了隔震技术,取得了显著的经济和社会效益。
二、研究现状隔震技术在世界范围内的应用已非常广泛,尤其是在地震频发区域,隔震建筑已成为一种主流趋势。
许多国家和地区在自然灾害频发的环境下,提出了一系列严格的建筑规范和标准,以保障建筑物的安全。
日本在1995年通过了《建筑物抗震设计规范》和《建筑物抗震施工规程》,对建筑抗震性能进行了具体规定。
中国也在地震规范中对隔震建筑的设计、施工和验收等方面进行了详细的规定。
在科学界,对隔震技术的研究也在不断深入。
目前,主要的研究方向包括隔震结构的设计优化、隔震装置的材料和性能研究、隔震结构的数值模拟和仿真等。
中国木结构古建筑榫卯连接节点抗震性能研究进展
中国木结构古建筑榫卯连接节点抗震性能研究进展【摘要】:榫卯连接是中国木结构古代建筑的重要特征。
由于在地震作用下,梁柱等构件一般会处于弹性工作状态,节点的抗震性能就决定了整个建筑的安全,因此该领域已成为古建筑保护工作的研究热点方向。
对中国古代建筑榫卯节点抗震性能研究进展情况进行了梳理,并提出了相应的见解。
【关键词】:木结构古建筑;榫卯连接节点;抗震性能;研究引言中国木结构古建筑具有良好的抗震性能,迄今尚存有许多已逾千年的建筑遗存,虽经历了许多地震灾害作用而仍能挺然直立的事实就是明证。
一个结构减震耗能能力的大小,是其抗震性能好坏的重要标志。
榫卯连接方式与斗棋结构是中国木结构古建筑的主要结构特征,也是中国古建筑区别于世界它系建筑结构的主要标志。
在地震作用下,作为重要结构特征的榫卯节点与斗棋的抗震机制是一个值得深入研究的问题。
一、榫卯结构及其分类榫卯结构是建筑或家具中相连接的两构件上采用的一种凹凸处理接合方式。
凸出部分叫榫(或榫头);凹进部分叫卯(或榫眼、榫槽)。
这种形式在我国传统建筑与家具中达到很高的技艺水平,同时也常见于其他木、竹、石制的器物中。
我国古建筑家具把各个部件连接起来的“榫卯”做法,是建筑家具造型的主要结构方式。
各种榫卯做法不同,应用范围不同,但它们在每处建筑或每件家具上都具有形体构造的“关节”作用几十种不同的“榫卯”,按构合作用来归类,大致可分为三大类型:一类主要是作面与面的接合,也可以是两条边的拼合,还可以是面与边的交接构合。
如“槽口榫”、“企口榫”、“燕尾榫”、“穿带榫”、“扎榫”等。
如图(1)所示:图(1)另一类是作为“点”的结构方法。
主要用于作横竖材丁字结合,成角结合,交叉结合,以及直材和弧形材的伸延接合。
如“格肩榫”、“双榫”、“双夹榫”、“勾挂榫”、“锲钉榫”、“半榫”、“通榫”等等。
如图(2):图(2)还有一类是将三个构件组合一起并相互连结的构造方法,这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外,都是一些更为复杂和特殊的做法。
中国古建筑对于现代结构抗震设计的启发
中国古建筑对于现代结构抗震设计的启发【摘要】:现代结构设计中,结构抗震是设计中要非常注重的一个方面。
而在中国古建筑中,结构抗震更是被古代设计师体现的淋漓尽致,这其中能给现代结构设计很好的启发。
本文介绍了中国古建筑的特点,浅要分析了古建筑抗震思想和内容和在现代结构设计的应用。
【关键词】:中国古建筑;现代结构设计;结构抗震中图分类号:tb482.2 文献标识码:a 文章编号:一、中国古建筑的特点建筑之史,产生于实际需要,受制于自然物理,非着意创制形式,更无所谓派别。
其结构之系统,乃形式之派别,乃其材料环境所形成。
古代原始建筑,莫不各自在其环境中产生。
中国建筑为一独立的结构系统,历史悠长,散布区域辽阔。
虽然在政治、思想等方面中国虽与其他各族接触,但建筑的基本结构及布置原则上,却一贯以其独特纯粹的木结构系统为显著特征。
之所以形成显著的建筑特征,有两个因素:有属于实物结构技术上之取法乃发展者,有缘于环境思想之趋向者。
属于中国建筑结构取法方面的主要特征,主要有以木料为主要构材,历用构架制之结构原则,以斗拱为结构的关键,并作为度量单位及外部轮廓特异等。
二、中国古建筑抗震思想与现代抗震设计的对比分析中国古代一贯崇尚木结构。
虽然早在战国时期就解决了砖石起拱发券的技术问题,且木构建筑屡遭火灾,木结构的耐久性也较差,但中国古代却没有发展耐久坚固的砖石结构,木结构一直占主导地位。
从表面看是一种民族文化风格,其实,其根本的技术原因之一是出于抗震的要求。
中国古建筑的最大特点就是采用木结构体系,其优点之一是具有良好的抗震性能。
这种体系的特点是用木料制成房屋的构架,先从地面立起木柱,在柱子上架设横向的梁枋,再在这些梁枋上铺设屋顶。
所有房屋顶部的重量都由梁枋传到柱子,经柱子传到地面,而柱子之间的墙壁,不论他们是用土、用砖、用石或其他材料筑,都只起到隔断的作用而不承受房屋的重量。
当遇到地震,房屋受到突然的猛烈冲击时,由于木结构各构件之间都由榫卯联接,富有韧性,不致发生断裂,于是产生了墙倒屋不塌的现象。
建筑抗震鉴定与加固技术发展历程回顾与展望
2前言我国是个地震多发国家,无论是从有史可考的记载还是从近代的统计,我国的地震灾害及造成的人员伤亡均居世界之首。
1556年1月23日陕西华县8级地震,死亡人数83万人,是有史以来全世界地震中死亡人数最多的一次。
1976年7月28日河北唐山7.8级地震,死亡人数24万人、伤残16万人,是世界上近代大地震中伤亡人数最多的一次。
2008年5月12日四川汶川8.0级地震,造成6万多人死亡、2万多人失踪和37万余人受伤,是近年来人员伤亡最严重的一次地震。
地震中造成大量人员伤亡的主要原因是建筑物的倒塌,提高建筑物的抗震能力,即对新建工程按新的抗震设计规范设计建造,对现有房屋进行抗震鉴定,对不满足鉴定要求的房屋进行抗震加固,这是减轻地震灾害行之有效的措施,已被历次地震所验证。
我国的地震活动具有分布广,震源浅、强度大,强震的重演周期长的特点,容易在现实生活中忽视地震灾害的威胁。
我国自1974年才发布第一本《工业与民用建筑抗震设计规范》(TJ 11—74),此前建造的大量房屋未考虑抗震设防,并且由于技术和经济方面的原因,我国早期的抗震设防标准低,造成了我国现存的一批老旧房屋抗震能力低下,亟待进行加固。
抗震鉴定加固技术标准历史回顾(一)建筑抗震鉴定与加固技术标准1. 68草案。
1966年3月8日邢台地震后,我国首先在北京、天津地区开展了房屋的抗震普查与鉴定工作。
1968年原国家建委京津地区抗震建筑抗震鉴定与加固技术发展历程回顾与展望程绍革程绍革,中国建筑科学研究院有限公司副总工程师、工程抗震研究所副所长、建研设计院院长,研究员,博士生导师,享受国务院政府特殊津贴专家。
1990年毕业于中国建筑科学研究院结构工程专业,长期从事工程抗震研究工作,是我国现有建筑抗震鉴定与加固的著名专家。
主持国家“十一五”科技支撑计划项目“城市大型及重要建筑灾害防治关键技术研究”、“十三五”国家重点研发计划课题“既有建筑防灾性能与寿命提升关键技术研究”,主编《建筑抗震鉴定标准》《建筑抗震加固技术规程》等5本国家与行业标准,著有《中国建筑抗震鉴定五十年》《建筑抗震鉴定技术手册》等,先后获省部级科技进步奖特等奖1项、一等奖4项、二等奖2项、三等奖2项。
建筑工程结构抗震研究
抗 击 性 也有 所 不 同 。 众所周知, 地 震 来 临 时 首 先 是 以地 震 波 的 形 式 从 震 中 向 四周 . 1 砖 混结 构 辐射 , 其 中纵 波 使 地 面 发 生 上 下 振 动 , 破坏 性较弱 , 横 波使地面 2
. 1 . 1 砖 混 结构 分 析 发生前后、 左右抖动 , 破 坏 性 较 强 。 除这 之 外 , 面波其波 长大、 振 2 这种结构几千年来一直作为中 国传统建筑 的主流, 主要是 由 幅强 , 只 能沿 地表面传 播, 是造成建筑物 强烈破坏 的主要 因素 。
.
1 7 9 3 9 人, 地震造成 的直接经济损 失 8 4 5 1亿 元 人 民币 。 1 9 3人死亡, 2 5人失踪, 1 2 2 1 1 人受伤 ( 截止 2 0 1 3 / 0 4 / 2 3 )
混凝土框 架结构 、 钢结构等 等 , 各有 自己的特 点, 在 施工材 料 以 及价格 的要求上也有很大不 同,因此带来 的建筑 质量对地震 的
施 工 技 术 【 文章 编号 】 1 6 7 3 — 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 1 3 — 0 0 8 6 — 0 2
■ 阿 目 麓 瞄
2 0 1 3 年 5 月
建筑工程结构抗震研究
康顺彦 t 查永利 :
( 1 . 信 阳市 审图中心 河南 信阳 4 6 4 0 0 0 2 . 信阳市第一建筑工程公司 河南 信 阳 4 6 4 1 0 0 0 ) 摘 要 : 汶川地震 带来的伤痛 才刚刚淡去 , 雅安地震再次让人 们不堪回首 , 这 些年地震 不仅给人 民群 众的生命 财产造 成 了极 大危 害, 也给 国家带来 了巨大影 响。工民建结构作为建筑工程设计和规划的重要组成部分 , 其抗震性逐 渐受到人们 的重视 , 工民建结构抗震给建筑带来的安全性也正在 受到人们的考验 。本文将 以工民建结构抗震研 究为课题进行探讨 , 以 供 诸位 参考调 阅。
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中国建筑结构抗震研究和实践60年周锡元1,2(1 中国建筑科学研究院,北京100013;2 北京工业大学,北京100022)[摘要] 本文回顾了60年来建筑结构抗震在我国的研究进展和设计规范的沿革,介绍了抗震设防的基本目标和发展趋势,约束砌体结构和组合砌体结构钢筋混凝土结构、钢和钢与混凝土组合结构、隔震减震抗震技术和非结构构件抗震措施的研究与应用情况。
文中根据30多年来的研究和最近的震害经验指出在满足现行抗震规范基本要求的条件下,只要采取适当的抗震构造措施,许多常用的结构形式都能经受罕遇地震时强烈的地面震动,避免严重的破坏。
为了使结构具有更好的抗震性能,还可以结合性能设计方法采用隔震减震抗震技术。
[关键词] 约束砌体结构;钢筋混凝土结构;钢-混凝土组合结构;隔震减震;抗震设计规范The research and practice of earthquake resistance of building structures in sixdecades in ChinaXiyuan Zhou1,2(1 China Academy of Building Research, 2 Beijing University of Technology)Abstract: This paper backviews the research progresses of earthquake resictance of building structures and the reforms of seisamic design codes in 60 years since new China founded. The basic target and development tendency of earthquake protection is introduced and the feartures of research and application of earthquake resictance in confined masonry structure and its combintion with reinforced concrete members, steel structures, steel-cncrete hybrid structures, seismic isolation technology and non-structural components are discussed as well. Based on research products and experience from recent destructive earthquakes it is pointed out that if the basic requirements of current seismic design code are complied and the adequate structural details are adopted, all the listed normally ysed structyres enable to resite the strong ground shock during the maximum considerd earghquake and avoide srious damge. In order to futhur improve earthquake resistace pcpability it is suggested use sesmic isolation and energy dissipation technology in frame of performance based seismic design.Keywords: confined masonry structure; reinforced concrete structure;steel-concrete hyblid structure;seismic isolation and energy dissipation;seismic design code0 引言中国是多地震的国家,历史上遭受了许多严重的地震灾害,但是没有开展有组织的工程抗震研究工作。
1949年新中国成立以后开始重视抗震防灾工作,于50年代初成立了专门的研究机构。
但是由于强烈地震的复发周期很长,再加上经济条件的限制,在1976年唐山大地震以前,建筑物都没有采取抗震措施。
严重的地震灾害推动了建筑结构的抗震研究和规范标准的制订。
此后建筑结构抗震研究和实践有了很大发展,成为结构工程的前沿研究方向。
工程抗震的核心是用比较小的经济代价保证结构在强烈地震中的安全。
我国的抗震研究从一开始就遵循了这一原则。
发展了许多经济实用的抗震技术措施,并在抗震设计规范中得到了应用。
在2008汶川大地震中按照规范标准进行抗震设防的建筑物大多数都经受的严峻的考验,与不设防的建筑物形成了鲜明的对照。
本文回顾了我国建筑结构抗震的发展历程和所取得的研究成果。
60年来的研究和震害经验已经表明,只要采取必要的措施,目前我国常用的的各类建筑结构都能经受强烈的地震作用而不产生严重的破坏,但是需要增加一定的抗震设防费用,也就是说为了保障建筑物在地震中的安全,需要支付一定的代价。
由于地震作用的高度不确定性,在制定设防标准方面依然存在低估的风险,再加上在采取抗震措施方面的技术和人为错误,强烈地震今后依然是威胁人类生命安全的最严重的自然灾害。
因此人们在协调建筑物的安全与经济问题时,应该更偏向于保障安全的方面,同时也要使各类建筑物和其中的设施具有更好的性能水准,使惨烈的地震灾害不再重演。
1建筑结构抗震研究和规范编制历程的回顾有组织的结构抗震研究在我国开始于上世纪的50年代(为简单起见,以下所说的年代都是指上世纪)中期,刘恢先教授是我国这一领域最早的学术带头人。
他认为地震对建筑结构的破坏是由于地震的动力作用造成的,强震观测和试验研究,理论分析以及总结震害经验教训应该是抗震工程的基本手段,尽管当时在许多国家都还都将地震作用作为一种静荷载。
最早的研究工作主要是为编制抗震规范做准备的。
在刘恢先教授学术思想的指引下,中国科学院土木建筑研究所(即后来的中国地震局工程力学研究所)尹之潜,王承春等对多层砖房,多层框架房屋和单层厂房等进行了动力特性的测试,取得了有关结构自振周期、振型和阻尼比的基本数据。
同时由江近仁,谢君斐等混凝土的砌体等基本建筑材料的动力特性试验。
理论分析方面的工作主要由是王光远,胡聿贤,钱培风、王前信,王孝信,刘锡荟等负责进行的。
正是由于这些早期的研究积累,我国的抗震设计规范一开始就采用了当时国际上最先进的动力理论,并在1959和1964年提出了两个版本,简称为“59”规范的“64”规范。
如果说前者以“苏联规范为蓝本”,后者则体现了新的观点和科研成果,应该说与发达国家的规范相比毫不逊色。
“64”规范刚完成不久,在1965年新疆博格多地震中,乌鲁木齐部分新建砖混结构房屋遭受不同程度的破坏,砖拱楼盖纵向裂缝比较普遍,有的调查者提出“逢拱必裂”的说法,笔者也参与了调查工作,发现砖混结构房屋的破坏程度与地震烈度、场地条件、墙体厚度和砂浆标号和工程质量等因素都有关系。
调查组根据开裂和未开裂的受力墙体的长度和厚度,砂浆标号按照简化模型推算抗震强度,或在已知抗震强度的条件下推算地震作用。
根据地震破坏程度和砌体的抗剪强度反算地震荷载开始于1961年广东阳江地震以后。
在没有仪器测试结果的条件下,这些数据对发展抗震计算方法提供了有价值的数据。
1966年邢台地震对老旧民房造成了严重的破坏,7938人遇难。
这次我国的工程抗震有很大的推动作用,中国建筑科学研究院,等高等学校和科研机构也开始续建立了专业的研究团队。
早期的研究成果除了会议交流,通常分散在地球物理学报,土木工程学报,工程建设等期刊上发表[1]-[4]。
进入60年代以后,工程力学研究所将早期的研究成果汇集于地震工程研究报告集一、二[5],内容包括地震里随机理论,抗震设计方法和设计反应谱,弹塑性反应谱,钢筋混凝土结构的动力特性等。
60年代前期见诸于专业杂志的工程抗震的论文不很多,文献[6]-[10]其中的一部分。
文革期间,抗震理论和实验研究基本停顿,文献积累完全停顿,但是调查研究和总结经验教训的工作和规范的修编没有受到太大影响。
1968年哈尔滨工程力学研究所与北京市建筑设计院共同编制了京津地区抗震设计暂行规定;1974年中国建筑科学研究院会同国内许多单位编制了工业与民用建筑抗震设计规范(TJ11-74,简称74规范),并获准试用。
1975年海城地震和1976年唐山大地震以后,工程抗震研究受到了前所未有的重视,许多单位参与了震害调查,先后出版了调查报告(见文献[11]-[13]),在中国建筑科学研究院和冶金建筑研究总院先后成立了抗震研究所,同济大学,清华大学,哈尔滨工业大学也成立了与工程抗震有关的研究机构。
何广干,龚思礼,吴良玖,侯忠良,朱伯龙,徐则信,沈聚敏,王光远等作为学术带头人在我国工程抗震研究机构和团队建设中发挥了重要的作用。
1976年拨乱反正以后哈尔滨工程力学研究所的地震工程研究报告集才得以恢复,在继续出版两集[14]之后于1981年创办《地震工程与工程振动》杂志。
2008年汶川大地震又一次推动了我国的抗震防灾工作,四川省在西南交通大学设立工程抗震重点实验室,其它科高等学校和科研机构的抗震研究也得到了加强。
1976年唐山地震以后,在中国建筑科学研究院主持下对74规范进行了修订,于1978年获得批准(Tj11-78, 简称78规范)。
由于时间比较短,这次修订新加的内容不是很多,但是已经根据唐山大地震的教训在砖混结构房屋中提出了增设构造柱的要求。
如果说74规范是我国第一本批准试用的建筑抗震设计规范,78规范则是第一本批准实施的建筑抗震设计规范,开始新建工程抗震设防的新阶段。
我国的建筑抗震设计规范从一开始就包括概念设计,抗震验算和构造措施三大部分,其中又以构造措施的份量最大,而不只是单纯依赖计算。
事实证明,这不仅理念新,实际效果也是很好的。
值得注意的是,自1975年海城地震和1976年唐山大地震以后,除了新建工程抗震设防,已有建筑的抗震加固也同时提到日程上来了,并开展了相应的研究和规范编制工作,1977年12月工业与民用建筑抗震鉴定规范(TJ23-77)批准出版。
在唐山大地震中,采用混凝土预制空心楼板和砖墙承重的所谓砖混结构房屋几乎全部倒塌,但是也有少数房屋由于在纵横墙交接处和墙体中不设置了钢筋混凝土柱而幸免倒塌。