主题:【原创·吐偶的】抗震结构设计思路 -- Holz
国贸,据称512的时候还很是响了一下,搞得在办公室的家伙们全跑出去了,结果反而被告知这样是不对的:国贸这种外墙全是玻璃的,如果当时就震塌了,大家什么也就不用想了;没震塌,外面下的弄不好就是碎玻璃雨,几十米高下来的碎玻璃,大概非专业的安全帽都得漏,这时呆在楼里反而是安全的。
适用范围应该很有限吧,更换的费用很是不少,这也是要考虑的。
。更换的实例肯定是有的,读书的时候课上听老师介绍过英国的一个建筑更换过。隔震技术只适用用低层建筑(自振周期小的建筑),高层建筑采用隔震技术起到的效果并不大。高层一般采取加阻尼器的办法。
除非超过200m的,事实上超过200m的结构设计流程和多层建筑也没有太大区别。您说的强柱弱梁等概念设计不管几层楼都是必须满足的,这是我国抗震设计的基本思路,就是梁破坏实现耗能以保护墙柱。
另外挑你个错误,按照目前的技术水平和设计现实,个别柱子断了,楼很难保证不塌。这个属于防连续倒塌范畴,目前还是前沿方向,911之后开始热门起来。目前各国的设计中还没有考虑防连续倒塌工况。如果一个柱子断了,比如被恐怖分子炸了,楼塌还是不塌,作为设计人员我觉得还是有塌的可能性,具体需要结合建筑的结构布置。
我出于科普的目的,用词不是很严谨。我在这里说的“破坏”和“断”的意思是产生塑性铰,但是这里能明白塑性铰的人不多。
所谓的高层也是一个模糊的概念。具体设计还要依据地方的抗震要求。“强柱弱梁”的多层结构设计在某些抗震要求低的地方是很不经济的。
但是中国有中国的国情,考虑到施工质量的问题,通常还是鼓励偏于保守的设计。
说说我对抗震的个人看法吧
国际上来说,泥盆国和美国的确做得比较好,理论完善,更重要的是有很多实际的工程实例可以做对比检验。目前世界上最大尺寸的振动台试验是泥盆搞的,别小看这个试验,对实际工作确实有很大的指导意义。在这点不得不服。
国内对于地震的研究离实际还有一定的差异,说个最简单的情况:国内有多少真正的高层建筑是经受过一定烈度的地震考验的?规范中规定的“小震不坏”,可是各大城市的高层建筑有谁经历了“小震”?
汶川地震给我们提供了很好的实际工程经验,可是,这种工程经验更多的局限在砌体房屋和多层框架结构等方面。对高层建筑的抗震,目前只能是通过理论计算和缩尺模型来进行模拟。——但是,问题就来了,谁又能保证这些工作不是文字游戏呢?
说到隔振垫和各类阻尼器,我个人是持谨慎态度的,相对来说,国内隔震垫的生产技术较为成熟(毕竟它是直接脱胎于桥梁的支座技术),但是如果真的是用在一些特殊的场地上,心理难免后怕。
而阻尼器(暂时只讨论耗能支撑和油压阻尼器),国内的生产技术根本就存在问题,模拟计算的时候都吹得跟花一样,动辄造价节约百分之几十,但是私下测试的时候,很少有所有指标都能够满足要求的(其中主要是国内的材料技术不能够满足要求)。
如果不是设计行业竞争太激烈,我倾向比规范要求提高一度来设计房子,毕竟增加的造价和房价比起来只是浮云啊,消费者应该得到更可靠的房子。
中国规范的可靠度比发达国家还是小,毕竟我们目前建设量大,等过个30年建设量小了估计能上去。
施工的质量完全看施工单位了,好坏相差那是很惊人的。有些工地惨不忍睹,看过之后只会后悔当初没放点余量。所以做结构的人一般胆子是越做越小,肩头担着责任啊,包括对自己的和对他人的。
设计目标。倒塌的大部分是底框结构,地震区的河友们以后买房子躲着点底框。
我曾经短暂的从事过加固行业,因此对保守设计是大力支持。
兄弟应该没有在国外学习的经历,否则也不会说中国规范可靠度小。实际上,中国规范的几乎是抄国外的,从设计的角度来说,都差不多。美国在提出可靠度设计以后,某些设计甚至比抗力设计更大胆。这只是理论设计。当你看到图纸,事情则是两码事。图纸远远比计算结果保守的多,配筋几乎加倍。
我所知道的结构设计上的问题不是配筋少而是配筋过多。这配筋过多是指梁柱节点上的配筋过多,造成浇筑上的困难,从而在节点上容易产生蜂窝,麻面,甚至狗洞。
在施工方面,美国在材质,监管方面要远远强于中国。工人素质则差不多,一样会有工人为了方便而私自往混凝土加水。
当然,美国的材料也不是完全没有问题。曾经碰到过一个纤维混凝土温度应力的课题。理论上纤维混凝土有更好的抗拉强度。可是我看到现场的纤维混凝土就傻眼了,那些纤维很短,表面很光滑。我跟负责老师提出这个疑问,他没反应,接着干自己该干的事情。等梁养护好以后,试块强度的报告也出来,抗拉强度比普通混凝土还差!这个课题就完蛋了。
工程质量各道关口真正能够严格把关的少。往往都是做的不要太差也就算了。
中外规范可靠度高低我没有专门研究过,只是看过几篇国内人士写的文章,我也表示同意。不过到目前为止,结构规范每次修改都是比以前要求更严格。用老一辈的话讲,要是你以前做过设计,那现在你就不怕啦。
中外规范的最大差别在于,国内的规范是强制性标准,带有法律的意味,而国外的规范往往是指导手册性质。所以我们的规范总是建设部出,国外的我见过的规范都是专业的协会出的。现实操作中,国内的规范限值往往成为设计的下限,常见的情形是业主要求小点再小点,设计人员最后只能拿出规范做挡箭牌,再小就违反规范了。规范在中国的价值就在于此!你提到的图纸配筋比计算大很多的情形,国内不太常见。尤其是房地产项目,不少私人设计院要求图纸上的配筋量严格按照计算结果,钢筋规格凑不出来的情况下允许多一点。
混凝土这块情形要好很多,大城市里的普遍使用商品混凝土,到了工地直接泵送。商品混凝土本身出了问题也不归施工单位担责任。
总的来说偷工减料目前不太见的到了,精心施工的也不多见。
梁柱节点配筋是个大问题,尤其是高烈度地区和超高层结构。目前也没有好办法来降低配筋。施工质量再上不去,都是隐患。
这是震中地面建筑的情况吧?
大家都是用商品混凝土。混凝土从拌和站到工地这一段,只要不堵车,一般是没有问题的。但是浇筑时的泵送和震捣却是有施工方来完成的。
现场工人对塌落度是非常敏感的,稍微低一点的塌落度都会增加他们的工作量。因此私自加水成为工人的选择。一个拌和站的总工看到这样的情况急死了。跟工人说,你们要多少塌落度的混凝土,我们给你们配,千万不要加水。
混凝土出问题这一块,我认为十有八九是施工方的问题。国内在养护上也不是很好,还是工人和技术人员的责任心问题。
这事情也不能一味的怪工人,这样的情况多发生在高温天气。在美国规定是超过36度的时候不能浇筑。国内超过40度一样干活。这样温度下,混凝土塌落度会迅速下降,尤其是加了减水剂的。当年泵送混凝土爆管的事情虽然我没有碰到,但是兄弟项目部的经理被这个问题给整得要死要活的。
还有关于偷工减料的问题。在04年的时候一个朋友在广东老家建私房,让我帮把关一下结构设计。他当时告诉我,广东的钢筋要比标号的低一级,标12号的是10号筋。不知道现在怎样了。
国内钢筋好象一般也不用号,用毫米。
普遍小一个规格很普遍。标称12个的螺纹钢只有10个稍出头。