近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防思想的演變淺析
近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防思想的演變淺析
近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防思想的演變淺析
近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防思想的演變，是與地震災(zāi)害的特點(diǎn)以及人類社會(huì)對(duì)抗震設(shè)防需求的變化緊密相連的。尤其是像我國這樣人口相對(duì)稠密、內(nèi)陸型地震頻繁的國家，一旦發(fā)生陸地地震或城市直下型地震，往往就會(huì)造成大量的人員傷亡。
正是基于這樣的地震災(zāi)害，近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防首先是以保障生命安全、減少人員傷亡為基本出發(fā)點(diǎn)。隨著建筑抗震理論的不斷推進(jìn)和發(fā)展以及人類社會(huì)防災(zāi)需求的不斷提高，在房屋建筑初步具備了預(yù)期地震下的抗倒塌能力的前提下，建筑抗震設(shè)防的目標(biāo)或出發(fā)點(diǎn)出現(xiàn)了新的變化：由初期的單一水準(zhǔn)的生命安全向多級(jí)水準(zhǔn)的多目標(biāo)以及基于性能要求的動(dòng)態(tài)目標(biāo)演變。在20世紀(jì)80年代以前，國際上，建筑抗震設(shè)防的基本理念是：防止建筑物在未來預(yù)期的地震中倒塌，避免因房屋建筑倒塌造成人員的直接傷亡。這一階段的主要標(biāo)志是日本與美國建筑抗震設(shè)防理念的提出與工程實(shí)施。在日本，1915年佐野利器根據(jù)1906年美國舊金山地震的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)提出了水平震度法。1924年，基于關(guān)東大地震的震害經(jīng)驗(yàn)，日本發(fā)布了《市街地建筑物法》，要求建筑物考慮抗震，采用震度法進(jìn)行設(shè)計(jì)。1950年，日本發(fā)布了《建筑基準(zhǔn)法》，一直沿用到1981年。在1981年新建筑基準(zhǔn)法之前，日本的建筑抗震設(shè)防一直是以防止地震中建筑倒塌，避免人員的直接傷亡為宗旨的。在美國，1929年第一版UBC規(guī)范( Uniform Building Code)附錄中以非強(qiáng)制性條文的形式，給出了第一套綜合性抗震設(shè)計(jì)方法，包含了地震區(qū)劃、結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)以及側(cè)向抵抗力等今天仍然使用的基本概念。1933年Long Beach地震后，加州采取了Field法案和Ｒiley法案，對(duì)建筑抗震提出了強(qiáng)制性要求。之后，隨著建筑抗震理論與技術(shù)的不斷發(fā)展，美國的主要建筑規(guī)范也不斷進(jìn)行更新，但是直到2009年為止，美國建筑規(guī)范的抗震設(shè)防思想一直未發(fā)生實(shí)質(zhì)性的變化，均是以防止建筑倒塌作為設(shè)防目標(biāo)。從20世紀(jì)50年代開始，國際建筑抗震設(shè)防理念開始發(fā)生了一些變化。隨著民用核能的發(fā)展，基于核電站的安全考慮，提出了二級(jí)設(shè)計(jì)思想：要求小震下核電站不停止運(yùn)轉(zhuǎn)使用，大震下可安全地停止運(yùn)轉(zhuǎn)，且不容許破壞。這種多級(jí)設(shè)防思想首先由核電站抗震設(shè)計(jì)提出，繼而在其他重大工程中得到發(fā)展和應(yīng)用，最后，到20世紀(jì)80年代開始在民用建筑工程中全面實(shí)施，其主要標(biāo)志是日本1981年新建筑基準(zhǔn)法和中國1989年建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的發(fā)布和實(shí)施。動(dòng)態(tài)多目標(biāo)的性能化現(xiàn)行的各國抗震規(guī)范，無論是基于單一設(shè)防目標(biāo)的，還是基于多水準(zhǔn)多目標(biāo)，其基本目的都是保障生命安全。然而近十幾年來大震震害卻顯示，按現(xiàn)行抗震規(guī)范設(shè)計(jì)和建造的建筑物，在地震中即使沒有倒塌，并且保障了生命安全的情況下，地震還是會(huì)造成一些嚴(yán)重的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失，甚至影響到了社會(huì)的發(fā)展，而且這種破壞和損失往往超出了設(shè)計(jì)者、建造者和業(yè)主原先的估計(jì)。例如1995年日本阪神地震，震級(jí)7.2級(jí)，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1000億美元，死亡5438人，震后的重建工作花費(fèi)了兩年多時(shí)間，耗資近1000億美元。另外，隨著經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化城市的發(fā)展，城市人口密度加大，城市設(shè)施復(fù)雜，地震造成的損失和影響會(huì)越來越大，社會(huì)和公眾對(duì)建筑抗震性能的需求也逐漸呈現(xiàn)出層次化和多樣化的趨勢，不再僅僅滿足于固定的設(shè)防目標(biāo)要求。基于這些原因，20世紀(jì)90年代初期美國的一些科學(xué)家和工程師首先提出了動(dòng)態(tài)多目標(biāo)的基于性能的建筑抗震設(shè)計(jì)理念，隨后引起了我國、日本和歐洲等國家和地區(qū)同行的極大興趣，紛紛開展多方面的研討。目前地震工程界已經(jīng)公認(rèn)它將是未來抗震設(shè)計(jì)的主要方向，很多國家都積極探求如何把性能設(shè)計(jì)的概念納入他們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中。資料參考：《建筑抗震設(shè)防思想發(fā)展動(dòng)態(tài)及展望》羅開海。
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近現(xiàn)代建筑抗震設(shè)防思想的演變淺析
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