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建筑结构 · 解惑丨任庆英大师关于“我国抗震与减隔震技术”相关问题的回复

发布时间:2022-07  浏览:188

Q:减隔震未来的发展方向是什么?

A:在直播当天答疑过程当中也有类似的问题,就是减隔震的发展方向,要求的比例肯定是会越来越高。因为我们国家都是地震区,高烈度区也不少,另外从整个设防标准来讲,肯定有逐步提高的趋势。这样就会使得真正硬抗的做法面临越来越难的处境,就是它的代价、构件的尺度,越来越难以接受。所以把隔震和减震技术用起来,是比较自然的事情。比如说日本,近若干年来,他们在这方面工作和研究都比较多,原因在于日本地震频发,他们需要做这方面的工作,设计方向必然就会往隔震和减震的技术这方面发展。

至于我们国家,近十年发展应该是比较快的,尤其像云南、四川、新疆等这些经常遭遇地震的地方,政府要求什么样的建筑必须用隔震或减震,这表现了政府对这方面的关注,也是对这种技术的认可。从它的发展方向来讲,肯定是比较快速而且比较积极的一种发展状况,因为是有动力推进的。一个动力是建筑物,就是一些民众的需求,还有政府对这种事情的关注,还有随着技术的不断成熟,使得各类设计院做这种减隔震的项目都没有什么大问题,加上设备和设施都趋于成熟,因此就必然会有一个比较好的发展前景。


Q:按新的《建筑工程抗震管理条例》,大学是否列入重点设防类别?

 

A:这个在条例中已经明确了,从设计人员来讲,当然要遵循条例要求。但是从设计依据的历史沿革来讲,改变的是有点突然。设计人员做了这么多年的设计,对于这些规定是怎么来的,实际上比较清楚。当时把中小学列到乙类,也就是说重点设防类,实际上主要还是通过汶川地震事件,汶川地震中学校遭受的灾害太重了。当然也因为地震发生时正好是上学期间,学生都在教室里,所以使得学生的伤亡比较大,中小学生是未成年的孩子,不像成年人有较强的避险意识和能力,因此从抗震规范的角度,立即就作出反应,进行了非常快速的修订。

我非常赞成设计的设防标准不断地提高,因为随着国力的增强,随着改革开放红利的释放,把整个的设防标准逐步提高是正确的,但一定要有规划、循序渐进。另外这方面还有一个问题,新的规范不管是条例,还是通用规范,全文强制规范的推出,尚与其他的一些基础性规范没有完全衔接,这是我们目前做设计面临的一个非常重大的问题。因为如果规范不衔接,就没有确切依据可循,无法明确究竟怎么去做,或者造成严重的浪费之后,还不一定起作用。所以这方面我作为设计人员来讲,有一种担忧,希望有关部门重视,把一些衔接的基础性的设计依据性的规范、标准,与通用规范有一个完整的统一,不能让设计人员自己去想办法确定。


Q:高烈度的大学类院校及小区内建筑局部有老年人日间照料中心功能的建筑是否都需要做减隔震?支墩的拉梁及与上支墩相连的框架柱是否需要定义为关键构件?

A:涉及到养老建筑,不管是大学里还是社会上,都应该类比中小学建筑设计标准去对待,因为老年人行动不便,需要别人辅助避险,另外他们行动不便,反应动作就会迟缓。像医院为什么一定是乙类的原因,就是因为病人行动不便。养老建筑也一样,随着我们国家人口老龄化越来越严重,将来老年人的比例会非常高,如果他们没有一个非常安稳的、让人放得下心的住所,或者是一个养老地方的话,那么会导致年轻人可能有很多的后顾之忧。所以不论是大学里还是社会上,对于有老年人居住的以及真正完全为老年人服务的建筑,应该提高标准到重点设防,也是比较符合实际的。

另一个问题问到隔震建筑究竟哪些是关键构件,可以参考一下超限审查要点和云南等地与隔震设计配套的技术性文件。但是对于与支墩相连的柱子和拉梁,肯定是关键构件。因为隔震的支座全靠支墩,支墩又全靠上面的柱子传力,因此我觉得完全可以判定为关键构件。


Q:《条例》之后,两区八类建筑需进行中震减隔震设计,目前设计实践证明,进行一体化设计,充分考虑隔震的减震效果,造价几乎达到小震设计的2倍,而小震设计的隔震建筑,震后效果也特别好,是否没必要增加这种投资呢?

A:条例里对于这种重点设防的建筑,是需要进行隔震的,隔震又对应着新出版的隔震标准,而隔震标准又是按照中震设计的。因此这就带来一些循环性的问题。因为原来抗震规范里对于隔震的要求,实际上并不是中震,还是小震。所以这就与一些基础性的规范的衔接上,产生了一些问题,使得我们设计人员好像无所适从了。我认为遇到这种问题,最好的办法,就是需要进行一些论证,通过论证来解决。按照中震设计也是有依据的,若要按照小震设计,由于抗震规范也是我们执行的规范,因此就这方面确实会产生一些争议。但是遇到这些争议时,我本人的做法,会提出这个问题,然后尽量让甲方组织论证会。因为这个问题不是设计方能确定的,征求一些各个层面的专家意见,讨论一下它的必要性,采取一些经论证的、研究的方法来解决。

至于说隔标用中震的原因,我觉得有它的道理。因为既然已经采用隔震了,地震作用已经减小很多,可以把标准提高,使得其性能甚至达到翻倍的效果,建筑的安全性就更好,但是矛盾就出在规范之间还没有完全的配套。若是遇到这种问题,我建议还是通过论证来解决。


Q:抗震通规 表4.3.2-1 考虑抗震工况下,温度作用的组合系数适用对象为市政工程,那对建筑工程地震作用下温度怎么考虑,组合值系数怎么定?

A:这个问题规范没有明确,但是我觉得通用规范里对市政工程有相关规定,应该是有先进性的。就我本人来讲,曾经参加过超限审查,有几个比较大型的都是几百米尺度的案例。对于钢结构的建筑,首先我赞成要考虑温度的组合,因为在抗震规范中,地震的组合里实际上是没有考虑温度的。原因是抗震规范制定的时候,实际上真的没有那么大尺度且不分缝的建筑,所以现在出现了这种情况。因此我觉得即使规范没有规定,作为设计者,如果发现了这方面的问题,也应该采取一定措施。曾经在几个比较大的项目,像机场、较为复杂的大型钢结构建筑,我觉得应该考虑温度的组合。特别是对钢结构,地震和温度相遇的概率,比地震和风相遇的概率要大得多,特别是在正常使用状态下的不利温度,对于整个结构的作用,如果不与地震去组合考虑的话,那是很大的问题。因为尺度非常大的建筑,温度的作用有时候是控制项。如此一个控制项,若不把它和地震组合,肯定是一个非常大的缺陷,所以我非常赞成考虑地震与温度的组合。

但是对于建筑来讲,尺寸多大的该考虑?规范确实应该有相应的一些规定。我觉得在下一轮规范修订的时候,估计会考虑这个问题,因为现在已经有一些工程在考虑了,特别是超限工程,一些钢结构尺度比较大的工程已经有考虑。

至于说组合系数的问题,现在做的基本上是参考风的组合系数,比如说0.2、有的甚至取0.3。从设计角度来讲,设计人员要意识到这个问题,对于尺度比较大的、温度作用比较强的情况,特别是在正常使用状态下,温度作用都占了比较大的比例的时候。考虑温度与地震的一个组合项,是非常必要的。


Q:铰支墙-框架体系在高烈度地区是否有应用?

 

A:首先表明一下,我本人没有应用过,也没有看过这样的项目。但是以前在某些会议上听过有些老师,曾经有这方面的研究。但是真正实施的项目我本人没有去看过,自己也没有做过。针对这种铰接墙-框架结构,我觉得确实还需要有很多的研究作为支撑。比如说墙体比较大的刚度,集中到一个铰上,这个铰的抗剪问题怎么处理,施工的时候如何实现,实现的方法跟实际是不是匹配等等,可能需要很多的验证。我相信很多高校也做了不少这方面的研究,这种技术我觉得是一种先进的技术,但是先进的技术并不等于在哪里都必须用,一定得用在合适用的地方才行。我是这个态度,谢谢。

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