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地震科普 近现代建筑抗震设防思想的演变

发布时间:2021-09-26

  由初期的单一水准的生命安全向多级水准的多目标以及基于性能要求的动态目标演变。

  在20世纪80年代以前,国际上,建筑抗震设防的基本理念是:防止建筑物在未来预期的地震中倒塌,避免因房屋建筑倒塌造成人员的直接伤亡。

  在日本,1915年佐野利器根据1906年美国旧金山地震的经验与教训提出了水平震度法。

  1924年,基于关东大地震的震害经验,日本发布了《市街地建筑物法》,要求建筑物考虑抗震,采用震度法进行设计。

  1950年,日本发布了《建筑基准法》,一直沿用到1981年。在1981年新建筑基准法之前,日本的建筑抗震设防一直是以防止地震中建筑倒塌,避免人员的直接伤亡为宗旨的。

  在美国,1929年第一版UBC规范( Uniform Building Code)附录中以非强制性条文的形式,给出了第一套综合性抗震设计方法,包含了地震区划、结构细部设计以及侧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,对建筑抗震提出了强制性要求。之后,随着建筑抗震理论与技术的不断发展,美国的主要建筑规范也不断进行更新,但是直到2009年为止,美国建筑规范的抗震设防思想一直未发生实质性的变化,均是以防止建筑倒塌作为设防目标。

  从20世纪50年代开始,国际建筑抗震设防理念开始发生了一些变化。随着民用核能的发展,基于核电站的安全考虑,提出了二级设计思想:要求小震下核电站不停止运转使用,大震下可安全地停止运转,且不容许破坏。

  这种多级设防思想首先由核电站抗震设计提出,继而在其他重大工程中得到发展和应用,最后,到20世纪80年代开始在民用建筑工程中全面实施,其主要标志是日本1981年新建筑基准法和中国1989年建筑抗震设计规范的发布和实施。

  现行的各国抗震规范,无论是基于单一设防目标的,还是基于多水准多目标,其基本目的都是保障生命安全。

  然而近十几年来大震震害却显示,按现行抗震规范设计和建造的建筑物,在地震中即使没有倒塌,并且保障了生命安全的情况下,地震还是会造成一些严重的直接和间接的经济损失,甚至影响到了社会的发展,而且这种破坏和损失往往超出了设计者、建造者和业主原先的估计。

  例如1995年日本阪神地震,震级7.2级,直接经济损失高达1000亿美元,死亡5438人,震后的重建工作花费了两年多时间,耗资近1000亿美元。

  另外,香港六和图大全,随着经济和现代化城市的发展,城市人口密度加大,城市设施复杂,地震造成的损失和影响会越来越大,社会和公众对建筑抗震性能的需求也逐渐呈现出层次化和多样化的趋势,不再仅仅满足于固定的设防目标要求。

  基于这些原因,20世纪90年代初期美国的一些科学家和工程师首先提出了动态多目标的基于性能的建筑抗震设计理念,随后引起了我国、日本和欧洲等国家和地区同行的极大兴趣,纷纷开展多方面的研讨。

  目前地震工程界已经公认它将是未来抗震设计的主要方向,很多国家都积极探求如何把性能设计的概念纳入他们的结构设计规范中。

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