抗震概念設計芻論.pdf

1、強烈地震給人類造成無數(shù)慘重的災難。尤其是二十世紀以來，全世界范圍內的大地震造成的巨大財產(chǎn)損失和人員傷亡觸目驚心，嚴重危及社會的和諧與可持續(xù)發(fā)展。這些重大的地震災害不斷挑戰(zhàn)著人類對地震災害的認知與防御能力。大量研究表明，造成人員傷亡和經(jīng)濟損失的主要原因無不與房屋建筑，基礎設施以及地球上的其他各類土木工程缺乏抗震能力密切相關，甚至可以說抗震不合格的土木工程是造成地震災害的首要元兇。與地震災害長期斗爭的歷史使人們深刻認識到要真正地減輕地震災害

2、，使人類免遭地震威脅，唯有把我們賴以生存和工作的土木建筑環(huán)境建造得更加抗震。為達此目的，世界上凡遭受地震侵襲的國家和地區(qū)無一不編制用以抗御地震作用的各種土木工程的抗震設計規(guī)范。
　　抗震設計規(guī)范通常包含具有理性依據(jù)的定量的計算或驗算內容，以及憑借長期累積的工程抗震經(jīng)驗制定的所謂概念設計內容。長期以來，在工程界、特別在學術界會更多的重視基于理性分析的計算內容，而對概念設計及其思想往往會認為是基于定性的經(jīng)驗，具有一定的模糊性和不確定性

3、，主要是靠拍腦袋得來的，很難創(chuàng)新與發(fā)展。然而經(jīng)作者研究發(fā)現(xiàn)，抗震概念設計在結構抗震設計活動中起著舉足輕重的作用、是建筑抗震設計規(guī)范的重要組成部分、是決定建筑結構抗震性能的根本因素。
　　抗震概念設計有著極其豐富的內涵。作者認為概念設計可以分為兩大類，一類就是工程上傳統(tǒng)使用的概念設計，主要是根據(jù)工程震害的教訓與經(jīng)驗等所形成的具體的設計概念，包括設計技術以及涉及建筑和結構總體布置并確定細部構造的內容。本文將這種概念設計稱為傳統(tǒng)的抗震概

4、念設計，或者“狹義的抗震概念設計”。除此之外，作者發(fā)現(xiàn)在抗震設計規(guī)范中還存在另一類更重要的概念和概念設計，即基于理性思考和分析概括出來的以期能實現(xiàn)抗震設計總目標、總要求的概念設計、或者相對于從工程經(jīng)驗中總結出來的概念和概念設計，這一類概念設計可稱之為出自理性分析或人為設計出來的概念和概念設計，即“設計的概念”，稱之為“廣義的抗震概念設計”，諸如“小震不壞、中震可修、大震不倒”，“抗震設防分類”，“學校和醫(yī)院應比一般建筑要有更高的抗震要求

5、”等等均屬此列。
　　本文系統(tǒng)地研究了抗震概念設計的發(fā)生、發(fā)展和最終形成過程，闡述了抗震概念設計在抗震設計中無可替代的重要作用，研究了抗震概念設計的內涵和一般規(guī)律，并從工程與工程力學角度、運用哲學觀點，探索了結構抗震概念設計的分類和理性基礎。研究的主要內容和成果有以下幾個方面:
　　(1)揭示了抗震概念設計的普遍性和重要性。限于人們對地震科學認知的局限性，以及工程地震破壞包含極強的非線性、地震作用與結構性能極大的不確定性以及

6、極其復雜的因果關系，為了確保抗震設計的有效性，這就要求設計者具有更全面、更系統(tǒng)的抗震概念設計思想。然而，目前針對結構抗震概念設計的專門研究尚不多，發(fā)展遲緩。本文研究會有利于推進結構抗震概念設計的發(fā)展與應用。
　　(2)針對傳統(tǒng)的（狹義的）抗震概念設計進行梳理、分析、討論和研究，結合我國、美國和歐洲現(xiàn)行規(guī)范中的概念設計內容對狹義抗震概念設計給出了更準確的定義，即指工程專業(yè)人員根據(jù)工程結構的地震破壞現(xiàn)象和工程經(jīng)驗等所形成的符合專業(yè)基礎

7、理論和常識的基本設計原則和設計思想，對所要設計的建筑和結構進行總體布置并確定細部構造的過程。研究其內在的規(guī)律，總結了它的主要特點，即經(jīng)驗性、客觀性、包容性、可更新性和地區(qū)性。對狹義概念設計的內容進行了科學分類，使狹義概念設計層次更加清晰。
　　(3)針對不同結構形式的震害破壞特點，分析并揭示了基于震害教訓和工程經(jīng)驗的狹義抗震概念設計思想及其理性基礎。運用辯證唯物主義方法，通過簡單的力學原理分析，進一步探索了傳統(tǒng)（狹義）的抗震概念設

8、計思想發(fā)展和形成的一般規(guī)律，即內外結合、剛柔相濟、強弱分明、權衡利弊和有備無患。
　　(4)提出了“廣義抗震概念設計”的思想，研究了它的定義和特點。廣義抗震概念設計是根據(jù)抗震設計總體目標，經(jīng)過認真和反復的理性思考和推論，且又能獲得業(yè)內同行共識的抗震設計理念。它具有主觀性、抽象性和模糊性、指導性和標志性的特點。從抗震設防分類和設防目標對“廣義抗震概念設計”進行了分類。并對比分析了我國以及美國、歐洲規(guī)范中關于廣義抗震概念設計思想的發(fā)展