【科技创新】改进地震损伤机制,助力高性能建筑结构
更新时间:2022-05-21 来源:中国地震局
随着我国城市化的快速发展,社会财富、资源和功能日益向大城市集中,地震风险随之增长并日益呈现出复杂化、系统化和非线性的特征。地震造成的大城市功能中断可能对地区甚至国家的社会稳定和经济发展构成严重威胁。建筑物作为城市人居环境的基本单元和城市功能的重要支点,其地震安全和震后快速恢复对于城市系统的正常运转起着至关重要的作用。
2009年以来,中国地震局工程力学研究所科研团队联合清华大学、山东大学等高校,针对建筑结构易于发生薄弱层破坏,在非预期损伤部位发生不可控的损伤以及发生损伤之后难以修复,造成严重经济损伤并影响震后恢复的损伤控制难点问题,将传统的损伤控制拓展到对包括整体损伤分布、构件损伤形式和局部损伤部位在内的“地震损伤机制”进行全面控制。在这一科学理念指导下,科研团队取得了三个方面的创新性成果,一是控制结构整体损伤分布方面,研究并应用了采用铰支墙和塑性铰支墙等整体型关键构件提升结构竖向连续刚度的关键技术。二是控制结构构件损伤形式方面,研发了可更换钢剪切消能器、摩擦消能器、板式阻尼器、黏滞阻尼箱等形式的可快速恢复消能器关键技术。三是控制结构局部损伤部位方面,提出了能够显著改善建筑中的斜撑、楼板、墙板等局部受力状态的新型连接节点关键技术。
该研究成果在国内外一系列工程项目中得到了推广和应用。其中,铰支墙/塑性铰支墙关键技术成功应用于我国河北省唐山市第十一中学和日本东京的世界首座采用铰支墙—框架结构体系的高层建筑。可更换钢剪切消能器关键技术成功应用于北京市、天津市多层和超高层建筑,如天津高银金融117大厦。新型楼板和围护墙体关键技术成功应用于山东省、安徽省多个钢结构公共建筑和住宅建筑项目。这些研究成果的推广应用进一步推动了社会防震减灾能力的提升,为地震韧性城乡建设提供了有力的技术支撑,产生了显著的社会效益。
(该研究成果获得2021年度防震减灾科学成果奖二等奖)
采用自平衡式连接节点的屈曲约束支撑框架结构抗震性能试验
(责任编辑:雷蕾)