第A06版:设计

江欢成:规范应突破传统禁锢 以“耐震”替代“抗震”

□本报记者 陈雯

规范和规定常常被视为约束创新发展的因素。日前,中国工程院院士、全国工程勘察设计大师、华建集团资深总工程师江欢成,在世界设计之都大会上作主题演讲中指出,传统的抗震设计思路存在一定的局限性,他创新性地提出了以“耐震”替代传统“抗震”的观念;还倡导“扛让放帮”的思路,即在设计过程中,根据实际情况进行扛、让、放、帮,顺势而为、以柔克刚。他认为,规范和规定不应成为创新的束缚,而应成为创新的引擎。

江欢成的演讲题目是《创新驱动发展,创新的约束和进步》。关于现行《建筑结构抗震设计规范》(以下简称《抗规》),他首先肯定了其巨大的贡献,同时指出存在的问题:《抗规》在指导我们设计的同时,也固化了设计师的思维,部分规定过于死板,捆住了手脚、约束了创新,导致设计师离开规范就不会设计,不利于创新。

对于结构设计工程师来说,用得最多的就是《抗规》。“《抗规》2010年出台,2016年做过小修改,现在应该到了大修改的时间。”江欢成提出,抗震规范的“抗震”二字可否改为“耐震”,这虽然只是一个名字问题,但是它的名字反映了指导思想。从“抗震”二字来看,它是对抗自然、改造自然的意思,为了要抗就要越搞越好,要拳脚相向,是一个“斗”字。如果用“耐震”的话,就是顺应自然,与自然和谐共生,以柔克刚。

报告展示了一组马那瓜美洲大楼的图片,这座大楼在历次地震中周围建筑物都已倒塌,而它却始终屹立不倒。这也从一定程度上验证了“以柔克刚”策略的实际应用效果。

为了实现更有效的抗震目标,他提出将设防目标顺序调整为“大震不倒、中震可修、小震不坏”。这更强调了对于建筑物稳定性的保护,以防大震造成的倒塌。

设防目标顺序影响设计,小坏对于小震是有利的,但是大坏对于大震是有利的,所以地震造成的损坏并非全然的坏事。现行规范对于实现“小震不坏”的目标给予了最大篇幅和最多的指标要求。在设计过程中,我们主要以小震加速度作为基准值。以7度抗震设防、二类场地土为例,小震的加速度约为中震的三分之一,大震的六点六分之一,极震的十分之一。因此,仅依赖小震设计来控制大震不倒存在较大的误差。而中震的加速度约为小震的3倍,大震的二点二分之一,数值适中,利于前后照应。因此,他建议在进行设计计算时,以中震为基准,或者在小震计算的基础上增加一个大震的计算,这样更为科学合理。

关于能否实现极震不倒的目标,江欢成及其合作伙伴已进行了一些研究,并认为这是有可能实现的。他们提出了一种策略,可以概括为“扛让放帮+大楼保险丝”。这种策略与打太极有相似之处。在小震时,需要扛住震动,以避免对结构造成重大伤害。在中震时,需要让结构逐渐释放拧紧的“螺丝”,让一些非致命构件破坏耗能。在大震时,需要放松约束,通过设置在大楼的保险丝发挥耗能作用。当结构无法承受地震的冲击时,这个保险丝就会变形熔断,吸收地震能量,使结构变得更加柔韧。在极震时,需要帮助结构保持稳定,保险丝断裂之后,结构刚度大大降低,这时基础要发挥作用,能够拉住大楼不倒。

同时,江欢成呼吁取消“超限”概念,认为现行的规范和规定过于约束,例如对于建筑高度的限制以及对于不规则超限的规定等都过于教条,仿佛超限就等于错误。他建议回归强度、刚度、舒适度的“三度”设计,并把这些标准加入到设计指南中。对于这些标准的权重,他建议强度占6%,刚度占3%,舒适度占1%。

此外,他还讨论了建筑设计的不同思路。与现代建筑和西方建筑不同的是,一些传统建筑会选择坐落在高台上而非深埋底层,柱脚铰接而非刚接,上部采用刚架结构而非悬臂结构,上层框架都是弹塑性节点等,这与建筑材料、功能等相关。他认为,力学性能、大地、土台、筒体、木构的和顺过渡值得研究,并应体现在规范中。

2023-10-30 陈雯 □本报记者 陈雯 2 2 建筑时报 content_22960.html 1 3 江欢成:规范应突破传统禁锢 以“耐震”替代“抗震” /enpproperty-->