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由住房和城乡建设部科技发展促进中心主办的“2013年全国钢结构技术学术交流会”日前在北京闭幕。会上，中冶集团建筑研究总院《钢结构》杂志主编刘志军就“中国工程抗震发展历程及隔震与消能减震技术”的演讲引起很大关注。
中国工程的抗震历程
人员伤亡、道路中断、房屋倒塌……这是地震灾害后出现频率最多的词汇。中国是多地震的国家,也曾遭受过许多严重的地震灾害，如何将地震灾害带来的损失降到最低点，我国的工程建设走过了漫长的道路。
新中国成立以后，抗震防灾工作提到议事日程上。20世纪50年代初，我国成立了专门的研究机构。由于强烈地震的复发周期很长,再加上经济条件的制约,在1976年7月28日唐山大地震以前,我国的建筑物都没有采取抗震措施。据刘志军介绍，唐山大地震之前，我国只有《工业与民用建筑抗震设计规范》（试行）（TJ11—74）这一部抗震规范。
刘志军表示，工程抗震的核心应该是用比较小的经济代价保证结构在强烈地震中不倒塌，确保人们生命、财产的安全。1975年海城地震、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,很多单位参与了地震灾害调查工作，并出版了一批地震灾害调查报告。惨痛的教训、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，中国建筑科学研究院主持对《工业与民用建筑抗震设计规范》（试行）进行了修订,并于1978年获得批准出版了共4章、44页的《建筑抗震设计规范》（TJ11—78）。从《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）共13章、191页，到《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）共14章、248页章节、页数的变化即可看出，我国对工程抗震越来越重视。
规范催生技术进步
《建筑抗震设计规范》（TJ11—78）根据唐山大地震的灾后经验，在砖混结构房屋中提出了增设构造柱的要求。自此，我国开始了新建工程抗震设防的新阶段。该规范在执行10年左右后进行了全面修订，《建筑抗震设计规范》（GBJ11—89）开始实施，并首次提出了多目标、分层次的抗震设防目标。规范提出了6度区的建筑抗震设防的要求；提出了建筑的重要性分类概念，以基本烈度和建筑重要性分类共同确定设防标准；采用了4类场地分类；在地震作用计算中考虑了远、近震的影响。其中，多遇地震作用小震下不坏；设防烈度地震作用中震下可修；罕遇地震作用大震下不倒的三水平设防至今仍在沿用。
据刘志军介绍，《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）总结了2008年汶川地震灾害的经验，在规范中增加了多层工业厂房、混凝土结构和钢支撑、钢框架组成的混合结构、大跨度屋盖建筑、地下建筑抗震设计及抗震性能化设计；扩大了隔震与消能减震房屋的适用范围。
多目标、分层次的抗震性能设计是目前国际上的发展方向。我国自《建筑抗震设计规范》（GBJ11—89）发布以来已经体现了该思想,其中包括三水平设防、两阶段验算和防倒塌的构造措施等。刘志军说，在小震作用下的弹性分析方法目前已经相对比较成熟，中震和大震作用下的分析方法虽然也已有不少研究，但不完善，更没有发展成为能与振型分解反应谱方法相提并论的标准化方法。大震不倒是建筑结构抵御地震的最后防线，我国在这方面的研究还有待提高。
《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）对钢结构建筑的规定是：对甲类建筑、9度时乙类建筑中的钢结构和高度大于150米的钢结构应进行弹塑性变形验算；对7度III、IV类场地、8度时乙类建筑中的钢结构和高度不大于150米的钢结构宜进行弹塑性变形验算。也就是说，大部分建筑都可以不进行弹塑性变形验算。
日本是个多地震的国家，在大震作用下，其建筑物的完好程度比我国高很多，原因何在？第一，抗震规范的要求不同，设防标准高于我国。第二，很多建筑都采用隔震和消能减震体系。刘志军表示，日本的抗震技术先进，有很多值得我国学习和借鉴的地方。
中日抗震规范比较
刘志军说，中日两国抗震基本思路均采用二阶段设计法。中国现行抗震设计是按照小震进行设计，但采用抗震措施和抗震构造措施来达到中震、大震下的抗震目标。日本规范是按大震设计，其现行抗震设计要高于中国标准。
中国的第一阶段承载力验算，取多遇地震小震的地震动参数进行计算，而日本采用的第一水准地震相当于中国的中震水平。中国的第二阶段弹塑性变形验算采用罕遇地震大震进行验算，而日本第二水准地震相当于中国的大震标准。中国大部分结构都只需要进行第一阶段验算，而日本大部分结构都需要进行两水准验算。中国规范在第二阶段采用的是定性设计，而日本的第二水准设计中引入了延性系数，定量地保证结构的抗震性能。为此，刘志军提出两点建议，第一，强化“大震不倒”验算。钢结构建筑宜进行罕遇地震下弹塑性变形验算及延性系数验算，将三水平两阶段验算发展成三水平三阶段验算,确保结构的强度储备、变形和耗能能力以及抗倒塌能力，保证结构在意外大震中不倒塌,保护生命安全应该成为抗震性能设计最重要和基本的目标。第二，推广隔震、消能减震技术，扩大工程应用。对安全性要求较高的建筑和重要建筑，譬如学校、银行等；在使用功能不能中断的建筑，譬如，医院、通讯等；有珍贵物品的建筑或珍贵建筑，譬如，博物馆、档案馆、文物馆等已有建筑物进行加固。
近年来，地震频发已引起人们的高度关注，目前，以隔震、消能减震为主要内容的结构减震控制技术已成为国际学术界和工程界关注的热点、研究的前沿。
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发表于 2019-3-23 14:21:38
