時(shí)間：2022-04-02 15:26:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇抗震理念論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】地震 橋梁抗震 課程教學(xué) 本科教育 現(xiàn)狀分析
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）11-0247-01
引言
眾所周知，近年來世界范圍內(nèi)發(fā)生了多次大震強(qiáng)震，特別是2008年的汶川地震、2011年的日本地震等，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失。橋梁作為生命線工程，在抗震救災(zāi)的交通運(yùn)輸中發(fā)揮著重要的作用。而《橋梁抗震》課程作為眾多高等院校土木工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，它的教學(xué)效果的好壞將直接影響學(xué)生就業(yè)后處理工程實(shí)踐問題的能力和自我專業(yè)素養(yǎng)的發(fā)展能力，因此是土木工程專業(yè)本科生十分重要的一門基礎(chǔ)專業(yè)課。
筆者作為橋梁抗震課程的主講教師，在多年的教學(xué)實(shí)踐中體會(huì)到該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等很多方面存在一定的不足，尚需要進(jìn)一步改革和完善。尤其在當(dāng)今全球地震頻發(fā)的自然環(huán)境下，該課程的教學(xué)研究對提高本科學(xué)生分析問題和處理工程實(shí)踐問題的能力具有重要的意義。
1.《橋梁抗震》課程的本科教學(xué)現(xiàn)狀
1.1缺乏適合本科生教育的橋梁抗震教材
現(xiàn)有一些與橋梁結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)的書籍，總體上分為兩類：一類稱為工程結(jié)構(gòu)抗震，如《建筑與橋梁抗震設(shè)計(jì)》、《工程結(jié)構(gòu)抗震》等，這類書中較全面的涉及了各種房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震，而對橋梁結(jié)構(gòu)的抗震內(nèi)容一般只涉及一章簡支梁橋或簡單的規(guī)范條文，知識量較少，內(nèi)容片面且偏簡單，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足本科生的專業(yè)學(xué)習(xí)需求。另一類書是專門針對各種大跨徑橋梁的橋梁抗震書籍，主要為同濟(jì)大學(xué)范立礎(chǔ)編寫，如《橋梁抗震》、《大跨度橋梁抗震設(shè)計(jì)》、《橋梁減隔振設(shè)計(jì)》、《橋梁抗震研究》、《高架橋梁抗震設(shè)計(jì)》等，這類書大多為研究生學(xué)習(xí)用書，理論深?yuàn)W，難以理解，有的內(nèi)容片面，沒有很好地結(jié)合本科學(xué)生實(shí)際的理論水平和實(shí)踐基礎(chǔ)，使得他們在學(xué)習(xí)時(shí)不知從何入手，使用時(shí)不知用在何處。此外，人民交通出版社出版的葉愛君等編著的《橋梁抗震》教材第2版，相比之下在章節(jié)劃分上所涉及橋梁抗震的內(nèi)容點(diǎn)比較全面，而且在一定程度上能結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范，但是該教材總頁數(shù)偏少，書中的很多基本概念描述過于簡單，對于初學(xué)橋梁抗震的本科生來講，還需要由教師補(bǔ)充很多資料，擴(kuò)充很多基本內(nèi)容。
另外，橋梁抗震課程教學(xué)所依據(jù)的重要學(xué)習(xí)資料即為抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，但是規(guī)范的內(nèi)容大多是經(jīng)過提煉的結(jié)論性的條文，只能作為輔助參考工具，不能作為本科生學(xué)習(xí)基本理論基礎(chǔ)知識和解決實(shí)際工程問題的教學(xué)用書。
因此目前的土木工程專業(yè)本科生，迫切需要一本難度適宜、易于掌握、內(nèi)容全面、指導(dǎo)性和實(shí)踐性較強(qiáng)的橋梁抗震教材。這也是作為本課程的教學(xué)老師需要進(jìn)一步做的工作。
1.2 授課學(xué)時(shí)少，內(nèi)容難度大
針對目前我國大學(xué)教育正經(jīng)歷著從精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)型，橋梁抗震課程面臨學(xué)時(shí)少，內(nèi)容多的問題，學(xué)生學(xué)習(xí)起來感覺很有難度。 原因是：一方面該課程的基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)課（如動(dòng)力學(xué)、 高等數(shù)學(xué)、 材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等）聯(lián)系緊密，學(xué)生淡忘的內(nèi)容不少。教師需給出本課程與其它課程的結(jié)合點(diǎn)及本課程知識的定位點(diǎn)，讓學(xué)生建立概念，順利過渡。
本課程內(nèi)容的特點(diǎn)相對較為抽象，尤其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算部分理論推導(dǎo)占有比例較大，多為枯燥和抽象的公式，使學(xué)生難于接受并產(chǎn)生興趣。但是如果講課內(nèi)容過于簡單，則學(xué)生所學(xué)知識缺乏深度，獲取的專業(yè)信息較少。因此本課程在教學(xué)內(nèi)容與課程體系應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，合理安排難易知識點(diǎn)。
1.3教學(xué)理念和教學(xué)模式需要改進(jìn)
橋梁抗震課程的目的是介紹地震作用的基本原理和橋梁結(jié)構(gòu)抗震的方法，使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)抗震的基本理論和設(shè)計(jì)方法。由于涉及知識面廣，同時(shí)對專業(yè)知識掌握程度的要求高，因此教師在授課過程中，學(xué)生普遍感覺難度較大。另外，過去對于本課程的講授過于強(qiáng)調(diào)理論而忽視了與實(shí)踐相結(jié)合的案例分析，缺乏實(shí)際地震和現(xiàn)場災(zāi)害調(diào)查資料，這些是我們專業(yè)課程教師需要改進(jìn)和提高的方面。
首先，在課程的教學(xué)理念上，應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生獲取和應(yīng)用知識的能力為目標(biāo)，教學(xué)時(shí)注重學(xué)生對基本知識和基本概念的理解和把握。其次，在本課程教學(xué)中應(yīng)探討和嘗試新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。目前，現(xiàn)代化的教學(xué)手段尚未得到充分利用，缺乏生動(dòng)，適用的高質(zhì)量多媒體課件。在傳授知識的同時(shí)，應(yīng)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)思維和學(xué)習(xí)興趣，通過課堂討論、撰寫小論文、觀摩抗震試驗(yàn)、組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)和研究分析問題的能力。
1.4 缺少典型的優(yōu)秀試題和案例分析
計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)近年來在高等教育教學(xué)中得到較廣泛的應(yīng)用，并將逐步成為教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要手段。但針對橋梁抗震課程的教學(xué)課件及其習(xí)題庫還不成熟，存在著分散、孤立、低水平重復(fù)的弊端。要想對課程內(nèi)容有一個(gè)比較系統(tǒng)而全面的了解，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和興趣很重要，因此除了傳統(tǒng)的講課、批作業(yè)、面對面答疑之外，可以建立該課程相應(yīng)的習(xí)題庫供學(xué)生自我訓(xùn)練和測試，不僅可以減輕老師的負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)效率，還可使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)盡量擴(kuò)大學(xué)習(xí)的信息量，有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力和思維創(chuàng)造能力。由于目前未形成一個(gè)系統(tǒng)的習(xí)題庫，制約了學(xué)生課下對本門課程的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步思考。
2.結(jié)論
《橋梁抗震》課程是土木工程本科教學(xué)中很重要的年輕的一門專業(yè)課，本文通過對本課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)理念、教學(xué)模式的現(xiàn)狀分析，對該課程的本科教學(xué)改革方向進(jìn)行了研究和探討，以進(jìn)一步提升本課程的教學(xué)質(zhì)量，提高本科學(xué)生分析問題和處理工程實(shí)踐問題的能力。
橋梁抗震是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，但由于課程課時(shí)有限，還需在教學(xué)過程中不斷總結(jié)前進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]蔣永生，李愛群，曹雙寅，邱洪興. 土木工程專業(yè)培養(yǎng)人才的知識結(jié)構(gòu)與能力結(jié)構(gòu).高等建筑教育.1999（3）：34～36
【關(guān)鍵詞】房建結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，要求
中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
一、前言
房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，關(guān)乎民生，關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)穩(wěn)定，對房屋建筑實(shí)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要涉及對建筑高度，承載力，總體結(jié)構(gòu)，各個(gè)部件的性能規(guī)劃等一系列的因素，要求通過對各個(gè)構(gòu)件和整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，既實(shí)現(xiàn)滿足居民生活生產(chǎn)保障安全的需要，又具有值得欣賞的美學(xué)價(jià)值。增強(qiáng)房建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，必須綜合考慮地基，房屋的結(jié)構(gòu)體系選擇，綜合布局等多方面建設(shè)因素，是一項(xiàng)及其專業(yè)，嚴(yán)謹(jǐn)，復(fù)雜的高技術(shù)工作。
二、建筑抗震的主要影響因素
1、抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
目前，國內(nèi)在不同地區(qū)設(shè)定的基本設(shè)防烈度，主要是根據(jù)該地區(qū)以及具體建筑在一段時(shí)間內(nèi)遭受地震以及地震強(qiáng)度的概率而定的。如果是一般建筑，則執(zhí)行基本烈度設(shè)防，如果是重要的建筑物，則相應(yīng)地提高設(shè)防烈度，但是，隨著設(shè)防烈度的提高，建筑的造價(jià)會(huì)相應(yīng)增加。
2、建筑結(jié)構(gòu)形式
為了有效地保證建筑物“小震不壞，中震可修，大震不倒”，在最新的設(shè)計(jì)規(guī)范中，磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格取締了。目前，主要采用的是框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)等。框架結(jié)構(gòu)空間布置靈活，相對造價(jià)低，但是其在水平地震力作用下，容易發(fā)生剪切變形，因此，框架結(jié)構(gòu)適用的高度相對較低。剪力墻結(jié)構(gòu)平面布置沒有框架靈活，但其平面內(nèi)自身剛度大，強(qiáng)度高，整體性能好，在水平荷載作用下變形小，抗震性能較強(qiáng)，適用于高度較高的高層建筑。
3、抗震措施
抗震措施主要是根據(jù)建筑的重要性決定的。在確定建筑等級及場地類型之后，將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震設(shè)計(jì)中，即可改善建筑抗震性能，提高建筑抗震效果。
三、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求
有抗震性要求的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計(jì)成延性框架，遵守“強(qiáng)柱弱梁” 、“強(qiáng)剪弱彎”、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)、強(qiáng)構(gòu)件等設(shè)計(jì)原則，柱截面不宜過小，應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)側(cè)移變形及軸壓比的要求。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要確定框架結(jié)構(gòu)的抗震等級，根據(jù)不同的等級進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要是為保證框架結(jié)構(gòu)具有較好的延性，并且能滿足合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)要求。構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足各自的基本要求：①框架結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁端抗震設(shè)計(jì)時(shí)，既要允許塑性鉸在梁上出現(xiàn)又不要發(fā)生梁剪切破壞，同時(shí)還要防止由于梁筋屈服滲入節(jié)點(diǎn)而影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的性能，使梁形成塑性鉸后仍有足夠的受剪承載力，梁筋屈服后，塑性鉸區(qū)段應(yīng)有較好的延性和耗能能力。②框架柱在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵循強(qiáng)柱弱梁，使柱盡量不要出現(xiàn)塑性鉸，在彎曲破壞之前不發(fā)生剪切破壞，使柱有足夠的抗剪能力，同時(shí)控制柱的剪切比不要太大。③框架節(jié)點(diǎn)在地震破壞時(shí)，主要是節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切破壞和鋼筋錨固破壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，要采取“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”的設(shè)計(jì)概念，保證在多遇地震時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；在罕遇地震時(shí)，節(jié)點(diǎn)承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞。
四、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施
1、框架梁的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸，宜符合下列各項(xiàng)要求：截面寬度不宜小于 200mm；截面高寬比不宜大于 4；凈跨與截面高度之比不宜小于4。在計(jì)算出梁控制截面處考慮地震作用的組合彎矩后，可按一般鋼筋混土受彎構(gòu)件進(jìn)行正截面受彎承載力計(jì)算。梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于 2.5％，且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級不應(yīng)大于 0.25，二、三級不應(yīng)大于 0.35。梁端截面的底面和頂面縱向鋼筋配筋量的比值，除按計(jì)算確定外，一級不應(yīng)小于 0.5，二、三級不應(yīng)小于 0.3。梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)根據(jù)強(qiáng)剪弱彎的原則，按的要求加以調(diào)整，對一、二、三級抗震等級分別采取1.3、1.2、和1.1梁端剪力增大系數(shù)。
2、框架柱的截面抗震設(shè)計(jì)尺寸，宜符合下列各項(xiàng)要求：截面的寬度和高度均不宜小于 300mm；圓柱直徑不宜小于 350mm。剪跨比宜大于 2。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。柱軸壓比不宜超過下表的規(guī)定；建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。柱的鋼筋配置，應(yīng)符合柱縱向鋼筋的最小總配筋率，中柱和邊柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.0、0.8、0.7、0.6，角柱、框支柱的一、二、三、四抗震等級分別是1.2、1.0、0.9、0.8。同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小 0.2％；對建造于Ⅳ類場地且較高的高層建筑,數(shù)值應(yīng)增加 0.1。 當(dāng)采用HRB400 級熱軋鋼筋時(shí)應(yīng)允許減少 0.1，混凝土強(qiáng)度等級高于 C60 應(yīng)增加 0.1。
3、框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)箍筋的最大間距和最小直徑宜按規(guī)范中的柱箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距和最小直徑，一、二、三級框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值分別不宜小于 0.12、0.10 和 0.08 且體積配箍率分別不宜小于 0.6％、0.5％ 和 0.4％。柱剪跨比不大于 2 的框架節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)配箍特征值不宜小于核芯區(qū)上、下柱端的較大配箍特征值。
五、基于剪力墻結(jié)構(gòu)建筑體形的抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)
高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除了要合理選擇結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系外，要特別重視建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置。建筑體形是指建筑的平面和立面；結(jié)構(gòu)總體布置是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置和豎向布置。建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置對結(jié)構(gòu)的抗震性能具有決定性的作用。
1、震害及抗震概念設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有許多不確定因素（地震特性、結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等），進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是非常困難的。結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)除了進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算外，要特別注重結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，做出判斷，并采取相應(yīng)措施。根據(jù)概念設(shè)計(jì)，抗震房屋的建筑體形和結(jié)構(gòu)總體布置應(yīng)符合如下原則：采用規(guī)則結(jié)構(gòu)，不采用嚴(yán)重不規(guī)則結(jié)構(gòu)；明確的計(jì)算簡圖和合理的傳力路徑；具有必要的剛度和承載力，具備良好的彈塑性變形能力和消耗地震能量的能力；部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞不應(yīng)導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)倒塌，增加超靜定結(jié)構(gòu)的次數(shù)。滿足抗震設(shè)計(jì)原則：即：“強(qiáng)節(jié)弱桿”、“強(qiáng)豎弱平”、“強(qiáng)剪弱彎”；置多道抗震防線，形成兩道或多道的抗震防線，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。
2、建筑平面和結(jié)構(gòu)平面布置
高層建筑的外形分為板式和塔式兩大類：板式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸相差較大，塔式建筑平面兩個(gè)方向的尺寸接近。多數(shù)高層建筑為塔式。對抗風(fēng)有利的建筑平面形狀是簡單規(guī)則的凸平面，如圓形，正多邊形、橢圓形等平面，以減小風(fēng)壓，有較多凹凸的復(fù)雜平面，對抗風(fēng)不利，如V形、Y形等。對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。
六、結(jié)束語
綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)十分重要，加上我國今年來地震較多，加強(qiáng)房屋抗震設(shè)計(jì)對于居民的安全具有很大作用，應(yīng)該不斷的加強(qiáng)研究。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張立軍 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震沒計(jì) [期刊論文] 《科技與生活》 -2011年14期
[2]孟虎 房建工程磚混結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與前瞻性研究 [期刊論文] 《科技與企業(yè)》 -2011年9期
[3]萬忠倫 成都驛園高層住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) [期刊論文] 《鐵道建筑》 PKU -2008年12期
[4]呂西林.周德源、李思明、陳以一、陸浩亮.抗震設(shè)計(jì)理論與實(shí)例[M].同濟(jì)大學(xué)出版社.2011
Abstract: In oder to make construction projects really be able to reduce or even avoid the earthquake disaster, a good grasp of the relevant seismic design is a fundamental measure to mitigate earthquake disasters. Based on the summary of experience and relevant information, this articles studied and discussed the seismic design issues of reinforced concrete high-rise housing.
關(guān)鍵詞：高層建筑；混凝土房屋；抗震設(shè)計(jì)；抗震設(shè)防
Key words: high-rise building；concrete housing；seismic design；seismic fortification
中圖分類號：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2011）05-0084-02
0引言
地震是人類在繁衍生息、社會(huì)發(fā)展過程中遇到的一種可怕的自然災(zāi)害。強(qiáng)烈地震常常以其猝不及防的突發(fā)性和巨大的破壞力給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類生存安全和社會(huì)穩(wěn)定、社會(huì)功能帶來嚴(yán)重的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歷史上各種自然災(zāi)害曾毀滅了世界各地52個(gè)城市，其中因地震而毀滅的城市有27個(gè)。地震之外的其它各種災(zāi)害，如水災(zāi)、火災(zāi)、火山噴發(fā)、風(fēng)災(zāi)、沙災(zāi)、旱災(zāi)等毀滅的城市為25座。因此，地震占災(zāi)害總數(shù)的52%。可見地震災(zāi)害確系“群害之首”。研究表明，在地震中造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最主要的因素就是房屋倒塌及其引發(fā)的次生災(zāi)害（約占95%）。無數(shù)次的震害告訴我們，抗震設(shè)計(jì)是防御和減輕地震災(zāi)害最有效、最根本的措施。
1建筑抗震的理論分析
1.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié),是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算,結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件它既反映了各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平，又反映了各個(gè)國家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo),向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展，但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ),把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。正是基于這種認(rèn)識，現(xiàn)代規(guī)范中的條文有的被列為強(qiáng)制性條文，有的條文中用了“嚴(yán)禁，不得，不許，不宜”等體現(xiàn)不同程度限制性和“必須，應(yīng)該，宜于，可以”等體現(xiàn)不同程度靈活性的用詞。
1.2 抗震設(shè)計(jì)的理論擬靜力理論。擬靜力理論是20世紀(jì)10～40年展起來的一種理論，它在估計(jì)地震對結(jié)構(gòu)的作用時(shí)，僅假定結(jié)構(gòu)為剛性,地震力水平作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量中心上。地震力的大小當(dāng)于結(jié)構(gòu)的重量乘以一個(gè)比例常數(shù)（地震系數(shù)）。反應(yīng)譜理論。反應(yīng)譜理論是在加世紀(jì)40～60年展起來的，它以強(qiáng)地震動(dòng)加速度觀測記錄的增多和對地震地面運(yùn)動(dòng)特性的進(jìn)一步了解，以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)特性的研究為基礎(chǔ)，是加理工學(xué)院的一些研究學(xué)者對地震動(dòng)加速度記錄的特性進(jìn)行分析后取得的一個(gè)重要成果。動(dòng)力理論。動(dòng)力理論是20世紀(jì)70-80年廣為應(yīng)用的地震動(dòng)力理論。它的發(fā)展除了基于60年代以來電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展外,人們對各類結(jié)構(gòu)在地震作用下的線性與非線性反應(yīng)過程有了較多的了解，同時(shí)隨著強(qiáng)震觀測臺(tái)站的不斷增多，各種受損結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)記錄也不斷增多。進(jìn)一步動(dòng)力理論也稱地震時(shí)程分析理論，它把地震作為一個(gè)時(shí)間過程，選擇有代表性的地震動(dòng)加速度時(shí)程作為地震動(dòng)輸入，建筑物簡化為多自由度體系，計(jì)算得到每一時(shí)刻建筑物的地震反應(yīng)，從而完成抗震設(shè)計(jì)工作。
2高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
2.1 抗震措施 在對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結(jié)構(gòu)延性（限制結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)材料使用）等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國規(guī)范重視的問題。當(dāng)前，在抗震設(shè)計(jì)中，從概念設(shè)計(jì)，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手，在將抗震與消震（結(jié)構(gòu)延性）結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法，直至進(jìn)一步通過一些結(jié)構(gòu)措施（隔震措施，消能減震措施）來減震，即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。而且，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件在提高結(jié)構(gòu)延性方面的作用已得到普遍的認(rèn)可。
2.2 抗震設(shè)計(jì)理念 我國《建筑抗震規(guī)范》（GB50011-2001）對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此,要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。當(dāng)遭遇第三設(shè)防烈度地震即高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)雖然破壞較重，但結(jié)構(gòu)的非彈性變形離結(jié)構(gòu)的倒塌尚有一段距離。不致倒塌或者發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞，從而保障了人員的安全。因此，要求建筑具有足夠的變形能力，其彈塑性變形不超過規(guī)定的彈塑性變形限值。
三個(gè)水準(zhǔn)烈度的地震作用水平，按三個(gè)不同超越概率（或重現(xiàn)期）來區(qū)分的:多遇地震：50年超越概率63.2%，重現(xiàn)期50年；設(shè)防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重現(xiàn)期475年；罕遇地震：50年超越概率2%-3%，重現(xiàn)期1641-2475年，平均約為2000年。對建筑抗震的三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)防要求，是通過“兩階段”設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，其方法步驟如下：第一階段：第一步采用與第一水準(zhǔn)烈度相應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，先計(jì)算出結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用效應(yīng)，與風(fēng)、重力荷載效應(yīng)組合。并引入承載力抗震調(diào)整系數(shù)。進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)，從而滿足第一水準(zhǔn)的強(qiáng)度要求；第二步是采用同一地震動(dòng)參數(shù)計(jì)算出結(jié)構(gòu)的層間位移角，使其不超過抗震規(guī)范所規(guī)定的限值；同時(shí)采用相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性、變形能力和塑性耗能，從而自動(dòng)滿足第二水準(zhǔn)的變形要求。第二階段:采用與第三水準(zhǔn)相對應(yīng)的地震動(dòng)參數(shù)，計(jì)算出結(jié)構(gòu)（特別是柔弱樓層和抗震薄弱環(huán)節(jié)）的彈塑性層間位移角，使之小于抗震規(guī)范的限值。并采用必要的抗震構(gòu)造措施，從而滿足第三水準(zhǔn)的防倒塌要求。
2.3 抗震設(shè)計(jì)方法我國的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）對各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算應(yīng)采用的方法作了以下規(guī)定：高度不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法；除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，宜采用振型分解反應(yīng)譜方法；特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和限制高度范圍的高層建筑，應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算，可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
3結(jié)語
在建筑工程項(xiàng)目建設(shè)中，設(shè)計(jì)階段是整個(gè)工程最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中要考慮到多方面的因素。本文結(jié)合工作實(shí)踐對高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行理論上的研究，從設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)原則到設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，雖然有些粗淺，希望對同行們有一定的參考作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社,2002.11.
關(guān)鍵詞：高層建筑；抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)體系
結(jié)構(gòu)工程師按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)，其目標(biāo)是希望使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度、延性及耗能能力等方面達(dá)到最佳，從而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的目的。本文圍繞高層建筑結(jié)構(gòu)，總結(jié)了高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)以及提出了高層建筑結(jié)構(gòu)分析和各種體系相對應(yīng)的方法。為實(shí)際高層建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)提供一定參考。
1 高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則
1.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有必要的承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的性能
(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)遵守“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則。(2)對可能造成結(jié)構(gòu)的相對薄弱部位，應(yīng)采取措施提高抗震能力。(3)承受豎向荷載的主要構(gòu)件不宜作為主要耗能構(gòu)件。
1.2在設(shè)計(jì)構(gòu)造上宜有多道抗震防線
(1)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架―剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。(2)地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。(3)適當(dāng)處理結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，同一樓層內(nèi)宜使主要耗能構(gòu)件屈服后，其他抗側(cè)力構(gòu)件仍處于彈性階段，使“有效屈服”保持較長階段，保證結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌能力。(4)在抗震設(shè)計(jì)中某一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超強(qiáng)，可能造成結(jié)構(gòu)的其他部位相對薄弱，因此在設(shè)計(jì)中不合理的加強(qiáng)以及在施工中以大帶小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的做法，都需要慎重考慮。
1.3對出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措施提高其抗震能力
(1)構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。(2)要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。(3)要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。(4)在抗震設(shè)計(jì)中有意識、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。
2 高層建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法
2.1 框架－剪力墻結(jié)構(gòu)
框架－剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻布置應(yīng)按“均勻、分散、對稱、周邊”的基本原則考慮,內(nèi)力與位移計(jì)算的方法很多，大都采用連梁連續(xù)化假定。由剪力墻與框架水平位移或轉(zhuǎn)角相等的位移協(xié)調(diào)條件，可以建立位移與外荷載之間關(guān)系的微分方程來求解。由于采用的未知量和考慮因素的不同，各種方法解答的具體形式亦不相同。框架－剪力墻的機(jī)算方法，通常是將結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等效壁式框架，采用桿系結(jié)構(gòu)矩陣位移法求解。
2.2 剪力墻結(jié)構(gòu)
計(jì)算剪力墻的內(nèi)力與變形時(shí),其剪力墻應(yīng)計(jì)入端部翼緣地共同工作,剪力墻的受力特性與變形狀態(tài)主要取決于剪力墻的開洞情況。單片剪力墻按受力特性的不同可分為單肢墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、特殊開洞墻、框支墻等各種類型。不同類型的剪力墻，其截面應(yīng)力分布也不同，計(jì)算內(nèi)力與位移時(shí)需采用相應(yīng)的計(jì)算方法。剪力墻結(jié)構(gòu)的機(jī)算方法是平面有限單元法。此法較為精確，而且對各類剪力墻都能適用。但因其自由度較多，機(jī)時(shí)耗費(fèi)較大，目前一般只用于特殊開洞墻、框支墻的過渡層等應(yīng)力分布復(fù)雜的情況。
2.3筒體結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)包括框筒結(jié)構(gòu)?筒中筒結(jié)構(gòu)以及其它筒體結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)的分析方法按照對計(jì)算模型處理手法的不同可分為三類：等效連續(xù)化方法、等效離散化方法和三維空間分析。等效連續(xù)化方法是將結(jié)構(gòu)中的離散桿件作等效連續(xù)化處理。一種是只作幾何分布上的連續(xù)化，以便用連續(xù)函數(shù)描述其內(nèi)力；另一種是作幾何和物理上的連續(xù)處理，將離散桿件代換為等效的正交異性彈性薄板，以便應(yīng)用分析彈性薄板的各種有效方法。
3 高層建筑的結(jié)構(gòu)體系
3.1框架－剪力墻體系。有框架結(jié)構(gòu)布置靈活，使用方便的特點(diǎn)，又有較大的剛度和較好的抗震性能。當(dāng)框架體系的強(qiáng)度和剛度不能滿足要求時(shí)，往往需要在建筑平面的適當(dāng)位置設(shè)置較大的剪力墻來代替部分框架，便形成了框架－剪力墻體系。在承受水平力時(shí)，框架和剪力墻通過有足夠剛度的樓板和連梁組成協(xié)同工作的結(jié)構(gòu)體系。在體系中框架體系主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平剪力。框架－剪力墻體系的位移曲線呈彎剪型。剪力墻的設(shè)置，增大了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，使建筑物的水平位移減小，同時(shí)框架承受的水平剪力顯著降低且內(nèi)力沿豎向的分布趨于均勻，所以框架－剪力墻體系的能建高度要大于框架體系。
3.2剪力墻體系。剪力墻體系結(jié)構(gòu)剛度大，空間整體性好，當(dāng)受力主體結(jié)構(gòu)全部由平面剪力墻構(gòu)件組成時(shí)，即形成剪力墻體系。在剪力墻體系中，單片剪力墻承受了全部的垂直荷載和水平力。剪力墻體系屬剛性結(jié)構(gòu)，其位移曲線呈彎曲型。剪力墻體系的強(qiáng)度和剛度都比較高，有一定的延性，傳力直接均勻，整體性好，抗倒塌能力強(qiáng)，是一種良好的結(jié)構(gòu)體系，能建高度大于框架或框架－剪力墻體系。
3.3筒體體系。凡采用筒體為抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)體系統(tǒng)稱為筒體體系，包括單筒體、筒體－框架、筒中筒、多束筒等多種型式。筒體是一種空間受力構(gòu)件，分實(shí)腹筒和空腹筒兩種類型。實(shí)腹筒是由平面或曲面墻圍成的三維豎向結(jié)構(gòu)單體，空腹筒是由密排柱和窗裙梁或開孔鋼筋混凝土外墻構(gòu)成的空間受力構(gòu)件。筒體體系具有很大的剛度和強(qiáng)度，各構(gòu)件受力比較合理，抗風(fēng)、抗震能力很強(qiáng)，往往應(yīng)用于大跨度、大空間或超高層建筑。
4 結(jié)束語
在強(qiáng)烈地震作用下,建筑物的破壞機(jī)理和過程是十分復(fù)雜的,要進(jìn)行精確的抗震計(jì)算是困難的,在總結(jié)大量地震災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了概念設(shè)計(jì),并認(rèn)為它是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要問題,比計(jì)算設(shè)計(jì)更為重要。對設(shè)計(jì)人員來說,掌握概念設(shè)計(jì),有助于明確抗震設(shè)計(jì)思想,靈活、恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用抗震設(shè)計(jì)原則,不致陷入盲目的計(jì)算工作,從而比較合理地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱鏡清.結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M].地震出版社，2002，11
[2]徐宜，丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討[J].江蘇建筑，2009
[關(guān)鍵詞]剛度理論；工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2306-1499-（2014）11-0056-01
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)構(gòu)布置以及結(jié)構(gòu)計(jì)算分析都屬于比較重要的階段，相關(guān)工作人員通常情況下都會(huì)注意到荷載數(shù)值以及生產(chǎn)數(shù)值的大小，重視重力概念，但是對于構(gòu)建以及結(jié)構(gòu)的抗變形能力關(guān)注程度不足，忽視了結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件的內(nèi)在聯(lián)系以及相關(guān)剛度理念。但是在實(shí)際施工過程中，結(jié)構(gòu)中力平衡以及變形等，都是從線剛度或者是構(gòu)件之間的剛度大小上進(jìn)行判斷的，作為結(jié)構(gòu)工程師必須對這方面提起足夠的重視，全面理解剛度理論。
1.將剛度理念融入到設(shè)計(jì)中
建筑物的設(shè)計(jì)好壞，主要在于設(shè)計(jì)師對建筑剛度以及構(gòu)件相對剛度的控制程度。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要對結(jié)構(gòu)的布置以及構(gòu)件截面兩方面進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的目的是尋找到一個(gè)比較合理的建筑結(jié)構(gòu)剛度值。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本質(zhì)上的概念和規(guī)范都是圍繞剛度進(jìn)行的，本文將以高層結(jié)構(gòu)為主要研究對象。樓層平面剛度屬于無窮大結(jié)構(gòu)，通過該結(jié)構(gòu)可以得出測力構(gòu)件內(nèi)力。高層建筑的抗震結(jié)構(gòu)屬于一種剛性的結(jié)構(gòu)，可以保證豎向構(gòu)件在發(fā)生任何情況的是時(shí)候，承受到的水平力都是按照剛度進(jìn)行分配的，這一點(diǎn)從模型以及真正的受力狀態(tài)上都可以得到很好的體現(xiàn)。從這一角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必然可以保證構(gòu)建內(nèi)力分析的正確性與準(zhǔn)確性。與此相反，樓蓋自身并不能形成無線剛度，樓層的大開洞口，就算是使用樓板變形計(jì)算程序?qū)ζ溥M(jìn)行計(jì)算，也不能保證豎向構(gòu)件的內(nèi)力。
側(cè)向剛度的均勻連續(xù)變化結(jié)構(gòu)的高度不會(huì)因?yàn)樽冃味a(chǎn)生突變。因?yàn)閭?cè)向剛度會(huì)產(chǎn)生均勻變化的現(xiàn)代高層建筑，整體上的變形曲線是比較光滑的，所以在建筑中的任何樓層位置都不會(huì)產(chǎn)生位移的突變，所以也就不會(huì)形成所謂的薄弱位置。這種建筑結(jié)構(gòu)在建筑所在地區(qū)發(fā)生地震的時(shí)候，也不會(huì)發(fā)生建筑倒塌的情況，從而保證了住戶自的人身安全，減少地震給建筑及生命財(cái)產(chǎn)帶來的危害。但是側(cè)向剛度會(huì)發(fā)生突變的高層建筑，在樓層發(fā)生突變的地方便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)較為薄弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)力會(huì)比較集中，塑性變化量增大，所以這部分建筑會(huì)遭到地震的破壞。
結(jié)構(gòu)主軸方向上的側(cè)向剛度如果足夠均衡，就可以對結(jié)構(gòu)起到一個(gè)扭轉(zhuǎn)的作用。主軸方向上的剛度均衡結(jié)構(gòu)，如果多方向上的動(dòng)力特性比較相近，則扭轉(zhuǎn)效果不會(huì)太過明顯，在發(fā)生地震或者是大風(fēng)的時(shí)候，主軸的平動(dòng)位置必然會(huì)占據(jù)上風(fēng)，結(jié)構(gòu)的變形比較簡單，所以可以保證結(jié)構(gòu)自身的安全性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要按照實(shí)際施工情況對抗震結(jié)構(gòu)平面的長寬比進(jìn)行比較，要保證建筑的側(cè)面抗力構(gòu)件分布足夠均勻?qū)ΨQ，并且所有的構(gòu)件不可以分散。想要解決平面剛度突變，目前我國最為有效的方式就是設(shè)置一系列的抗震縫。在對高烈度區(qū)域的框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，想要從根本上減少防震縫在發(fā)生碰撞時(shí)遭到的破壞，就必須要設(shè)置兩道抗撞墻，并且這一方式的作用已經(jīng)在實(shí)際工作中得到了有效的印證。
2.實(shí)際應(yīng)用
在對建筑物的整體結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，基本上隨處都可以體現(xiàn)出剛度理論的應(yīng)用。
在絕大部分人的印象當(dāng)中，高層建筑之所以會(huì)出現(xiàn)，只可以代表這是一種比較新穎的建筑風(fēng)格，但是實(shí)際上的情況卻和這一觀念有著比較明顯的差別。高層建筑的高與寬的比例比較大，自身剛度較弱，但是設(shè)計(jì)人員是不可以通過降低建筑物的高度這一方式來提升建筑整體剛度的，那么就要借助其余樓與之進(jìn)行連接，讓單一的高層建筑物和別的建筑物形成一個(gè)整體，打造出一個(gè)全新連體的高層建筑。部分設(shè)計(jì)人員利用建筑物的這一特性，設(shè)計(jì)出了許多新穎的建筑。這一結(jié)構(gòu)主要起到了穩(wěn)定建筑物的作用，因?yàn)榻ㄖ镞B體部分的剛度有著明顯的提升，就會(huì)讓建筑物整體的受力模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而提升建筑物的受力復(fù)雜程度，在這種情況下如果發(fā)生地震，地震給人們帶來的傷害就會(huì)更大。剛度理論在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用主要體現(xiàn)在抗風(fēng)抗震上，起初的剛度應(yīng)用是從結(jié)構(gòu)框架開始的，到后來不斷的演變成剪力墻以及筒中筒或者是束筒結(jié)構(gòu)等。近年來，建筑物的層數(shù)正在不斷的增高，所以承受到的風(fēng)力也越來越大，而且地震對建筑物的影響也越來越強(qiáng)烈，所以對建筑物的剛度要求也在不斷的提升，所以近年來我國建筑物的剛度體系越來越大。
建筑的長寬比例以及高度與厚度的比例，從根本上體現(xiàn)出了設(shè)計(jì)時(shí)高層建筑對于剛度需求。高層建筑對于建筑結(jié)構(gòu)單元平面上的長寬比以及豎向的高寬比都有比較明顯的限制，其中體現(xiàn)的最為明顯的就是建筑物在尺寸上的限制。剛度理論在板式構(gòu)件當(dāng)中也有比較明顯的體現(xiàn)，矩形的平面扣板也可以按照剛度的不同，劃分成單向樓板或者是雙向樓板。但是在實(shí)際工作當(dāng)中，兩個(gè)方向的剛度在接近或者相近的時(shí)候，荷載便會(huì)進(jìn)行雙向傳遞，所以實(shí)際工作中，需要根據(jù)板的縱向或者是橫向的剛度比，對其進(jìn)行劃分。
3.結(jié)束語
本文主要從剛度理論在建筑結(jié)構(gòu)中的實(shí)際應(yīng)用方面入手，先介紹了剛度理念的實(shí)際概念，將概念融入到實(shí)際施工中去，結(jié)合筆者自身的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對剛度理論在施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用方式以及應(yīng)用效果進(jìn)行了簡要分析，旨在為我國剛度理論與工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作提供一份實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，給相關(guān)研究人員提供一份實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陶敬華,遠(yuǎn)方,賈瑛.建筑信息模型(BIM)在海洋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2013,05(11):445-447.
[2]徐繼祖.結(jié)構(gòu)可靠度分析在近海工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國海上油氣(工程),2013,02(11):145-146.
[3]光軍.剛度理論在既有結(jié)構(gòu)改造加固設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].第四屆全國建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會(huì)論文集（上）,2013,22(09):177-178.
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗震
一. 抗震設(shè)計(jì)思路發(fā)展歷程
隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震相關(guān)理論研究的不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路也經(jīng)歷了一系列的變化。
最初，在未考慮結(jié)構(gòu)彈性動(dòng)力特征，也無詳細(xì)的地震作用記錄統(tǒng)計(jì)資料的條件下，經(jīng)驗(yàn)性的取一個(gè)地震水平作用（0.1倍自重）用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。到了60年代，隨著地面運(yùn)動(dòng)記錄的不斷豐富，人們通過單自由度體系的彈性反應(yīng)譜，第一次從宏觀上看到地震對彈性結(jié)構(gòu)引起的反應(yīng)隨結(jié)構(gòu)周期和阻尼比變化的總體趨勢，揭示了結(jié)構(gòu)在地震地面運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)動(dòng)力特征。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)一個(gè)無法解釋的矛盾，當(dāng)時(shí)規(guī)范所取的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度明顯小于按彈性反應(yīng)譜得出的作用于結(jié)構(gòu)上的地面運(yùn)動(dòng)加速度，這些結(jié)構(gòu)大多數(shù)卻并未出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌。后來隨著對結(jié)構(gòu)非線性性能的不斷研究，人們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)取的地震作用只是賦予結(jié)構(gòu)一個(gè)基本屈服承載力，當(dāng)發(fā)生更大地震時(shí)，結(jié)構(gòu)將在一系列控制部位進(jìn)入屈服后非彈性變形狀態(tài)，并靠其屈服后的非彈性變形能力來經(jīng)受地震作用。由此，也逐漸形成了使結(jié)構(gòu)在一定水平的地震作用下進(jìn)入屈服，并達(dá)到足夠的屈服后非彈性變形狀態(tài)來耗散能量的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論。
由以上可以看出，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)思路經(jīng)歷了從彈性到非線性，從基于經(jīng)驗(yàn)到基于非線性理論，從單純保證結(jié)構(gòu)承載能力的“抗”到允許結(jié)構(gòu)屈服，并賦予結(jié)構(gòu)一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉(zhuǎn)變。
二. 現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路及 關(guān)系
在當(dāng)前抗震理論下形成的現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路，其主要內(nèi)容是：
1.合理選擇確定結(jié)構(gòu)屈服水準(zhǔn)的地震作用。一般先以一具有統(tǒng)計(jì)意義的地面峰值加速度作為該地區(qū)地震強(qiáng)弱標(biāo)志值（即中震的 ），再以不同的R（地震力降低系數(shù)）得到不同的設(shè)計(jì)用地面運(yùn)動(dòng)加速度（即小震的 ）來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)，從而確定了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)。
2.制定有效的抗震措施使結(jié)構(gòu)確實(shí)具備設(shè)計(jì)時(shí)采用的R所對應(yīng)的延性能力。其中主要包括內(nèi)力調(diào)整措施（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）和抗震構(gòu)造措施。
現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念是基于對結(jié)構(gòu)非彈性性能的研究上建立起來的，其核心是 關(guān)系， 關(guān)系主要指在不同滯回規(guī)律和地面運(yùn)動(dòng)特征下，結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)與自振周期以及最大非彈性動(dòng)力反應(yīng)間的關(guān)系。其中R為彈塑性反應(yīng)地震力降低系數(shù)，簡稱地震力降低系數(shù)；而 為最大非彈性反應(yīng)位移 與屈服位移 之比， 稱為位移延性系數(shù)；T則為按彈性剛度求得的結(jié)構(gòu)自振周期。
60年代開始，研究者在滯回曲線為理想彈塑性及彈性剛度始終不變的前提下，通過對不同周期，不同屈服水準(zhǔn)的非彈性單自由度體系做動(dòng)力分析，得到了有關(guān)彈塑性反應(yīng)下最大位移的規(guī)律：對T大于1.0秒的體系適用 “等位移法則”即非彈性反應(yīng)下的最大位移總等于同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性反應(yīng)最大位移。對于T在0.12－0.5秒之間的結(jié)構(gòu)，適用“等能量法則”即非彈性反應(yīng)下的彈塑性變形能等于同一地震地面運(yùn)動(dòng)輸入下的彈性變形能。當(dāng)“等能量原則”適用時(shí)，隨著R的增大，位移延性需求的增長速度比“等位移原則”下按與R相同的比例增長更快。由以上規(guī)律我們可以看出，如果以結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)為準(zhǔn)，把結(jié)構(gòu)用來做承載能力設(shè)計(jì)的地震作用取的越低，即R越大，則結(jié)構(gòu)在與彈性反應(yīng)時(shí)相同的地震作用下達(dá)到的非彈性位移就越大，位移延性需求就越高。這意味著結(jié)構(gòu)必須具有更高的塑性變形能力。 規(guī)律初步揭示出不同彈性周期的結(jié)構(gòu)，當(dāng)其彈塑性屈服水準(zhǔn)取值大小不同時(shí)，在同一地面運(yùn)動(dòng)輸入下屈服水準(zhǔn)與所達(dá)到的最大非彈性位移之間的關(guān)系。也揭示出了延性能力和塑性耗能能力是屈服水準(zhǔn)不高的結(jié)構(gòu)在較大地震引起的非彈性動(dòng)力反應(yīng)中不致發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞和倒塌的主要原因。讓人們認(rèn)識到延性在抗震設(shè)計(jì)中的重要性。
之所以存在上訴的 規(guī)律，我們應(yīng)該注意到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的一些相關(guān)特性。首先，通過人為措施可以使結(jié)構(gòu)具有一定的延性，即結(jié)構(gòu)在外部作用下，可以發(fā)生足夠的非線性變形，而又維持承載力的屬性。這樣就可以保證結(jié)構(gòu)在進(jìn)入較大非線性變形時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)因強(qiáng)度急劇下降而導(dǎo)致的嚴(yán)重破壞和倒塌，從而使結(jié)構(gòu)在非線性變形狀態(tài)下耗能成為可能。其次，作為非線彈性材料的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在一定的外力作用下，結(jié)構(gòu)將從彈性進(jìn)入非彈性狀態(tài)。在非彈性變形過程中，外力做功全部變?yōu)闊崮埽魅肟諝庵泻纳⒌簟Ｎ覀兛梢赃M(jìn)一步以單質(zhì)點(diǎn)體系的無阻尼振動(dòng)來分析，在彈性范圍振動(dòng)時(shí)，慣性力與彈性恢復(fù)力總處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，體系能量在動(dòng)能、勢能間不停轉(zhuǎn)換，但總量保持不變。如果某次振動(dòng)過大，體系進(jìn)入屈服后狀態(tài)，則體系在平衡位置的動(dòng)能將在最大位移處轉(zhuǎn)化為彈性勢能和塑性變形能兩部分，其中，塑性變性能將耗散掉，從而減小了體系總的能量。由此我們可以想到，在地震往復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中，如果進(jìn)入屈服后狀態(tài)，將通過塑性變性能耗散掉部分地震輸給結(jié)構(gòu)的累積能量，從而減小地震反應(yīng)。同時(shí)，實(shí)際結(jié)構(gòu)存在的阻尼也會(huì)進(jìn)一步耗散能量，減小地震反應(yīng)。此外，結(jié)構(gòu)進(jìn)入非彈性狀態(tài)后，其側(cè)向剛度將明顯小于彈性剛度，這將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)瞬時(shí)剛度的下降，自振周期加長，從而減小地震作用。
隨著對 規(guī)律認(rèn)識的深入，這一規(guī)律已被各國規(guī)范所接受。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，對在同一烈度區(qū)的同一類結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)情況取用不同的R，也就是不同的用于強(qiáng)度設(shè)計(jì)的地震作用。當(dāng)R取值較大，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較小時(shí)，對結(jié)構(gòu)的延性要求就越嚴(yán)；反之，當(dāng)R取值較小，即用于設(shè)計(jì)的地震作用較大時(shí)，對結(jié)構(gòu)的延性要求就可放松。
目前，國際上逐步形成了一套“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”的抗震理念。這一理念主要含義為：工程師應(yīng)該選擇合適的形態(tài)水準(zhǔn)和地震荷載進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。建筑物的性態(tài)是由結(jié)構(gòu)的性態(tài)，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和體系的性態(tài)以及建筑物內(nèi)容物性態(tài)的組合。目前性態(tài)水準(zhǔn)一般分為：損傷出現(xiàn)（damage onset）、正常運(yùn)作（operational）、能繼續(xù)居住（countinued occupancy）、可修復(fù)的（repairable）、生命安全（life safe）、倒塌（collapse）。性態(tài)目標(biāo)指建筑物在一定程度的地震作用下對所期望的性態(tài)水準(zhǔn)的表述。對建筑抗震設(shè)計(jì)應(yīng)采用多重性態(tài)目標(biāo)，比如美國的“面向2000基于性態(tài)工程的框架方案”曾對一般結(jié)構(gòu)、必要結(jié)構(gòu)、對安全起控制作用的結(jié)構(gòu)分別建議了相應(yīng)的性態(tài)目標(biāo)――基本目標(biāo)（常遇地震下完全正常運(yùn)作，少遇地震下正常運(yùn)作，罕遇地震下保證生命安全，極罕遇地震下接近倒塌）、必要目標(biāo)（少于地震下完全正常運(yùn)作，罕遇地震下正常運(yùn)作，極罕遇地震下保證生命安全）、對安全其控制作用的目標(biāo)（罕遇地震下完全正常運(yùn)作，極罕遇地震下正常運(yùn)作）。對重要性不同的建筑，如協(xié)助進(jìn)行災(zāi)害恢復(fù)行動(dòng)的醫(yī)院等建筑，應(yīng)該按較高的性態(tài)目標(biāo)設(shè)計(jì)，此外，也可以針對甲方對建筑提出的不同抗震要求，選擇不同的性態(tài)目標(biāo)。
三. 保證結(jié)構(gòu)延性能力的抗震措施
合理選擇了結(jié)構(gòu)的屈服水準(zhǔn)和延性要求后，就需要通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)確實(shí)具有所需的延性能力，從而保證結(jié)構(gòu)在中震、大震下實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防目標(biāo)。系統(tǒng)的抗震措施包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容：
1.“強(qiáng)柱弱梁”：人為增大柱相對于梁的抗彎能力，使鋼筋混凝土框架在大震下，梁端塑性鉸出現(xiàn)較早，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較大；而柱端塑性鉸出現(xiàn)較晚，在達(dá)到最大非線性位移時(shí)塑性轉(zhuǎn)動(dòng)較小，甚至根本不出現(xiàn)塑性鉸。從而保證框架具有一個(gè)較為穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)和較大的塑性耗能能力。
2.“強(qiáng)剪弱彎”：剪切破壞基本上沒有延性，一旦某部位發(fā)生剪切破壞，該部位就將徹底退出結(jié)構(gòu)抗震能力，對于柱端的剪切破壞還可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節(jié)點(diǎn)的組合剪力值，使結(jié)構(gòu)能在大震下的交替非彈性變形中其任何構(gòu)件都不會(huì)先發(fā)生剪切破壞。
3.抗震構(gòu)造措施：通過抗震構(gòu)造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的整體性。
這一系統(tǒng)的抗震措施理念已被世界各國所接受，但是對于耗能機(jī)構(gòu)卻出現(xiàn)了以新西蘭和美國為代表的兩種不完全相同的思路。首先，這兩種思路都是以優(yōu)先引導(dǎo)梁端出塑性鉸為前提。
新西蘭的抗震研究者認(rèn)為耗能機(jī)構(gòu)宜采用符合塑性力學(xué)中的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”，即梁端全部形成塑性鉸，同時(shí)底層柱底也都形成塑性鉸的“全結(jié)構(gòu)塑性機(jī)構(gòu)”。其具體做法是通過結(jié)構(gòu)分析得到各構(gòu)件組合內(nèi)力值后，對梁端截面就按組合彎矩進(jìn)行截面設(shè)計(jì)；而對除底層柱底以外的柱截面，則用人為增大了以后的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行設(shè)計(jì)；對底層柱底截面則用增大幅度較小的組合彎矩和組合軸力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。通過這一做法實(shí)現(xiàn)在大震下的較大塑性變形中，梁端塑性鉸形成的較為普遍，底層柱底塑性鉸出現(xiàn)遲于梁端塑性鉸，而其余所有的柱截面不出現(xiàn)塑性鉸，最終形成“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”。為此，這種方法就必須取足夠大的柱端彎矩增強(qiáng)系數(shù)。
美國抗震界則認(rèn)為新西蘭取的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)過大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取了較小的柱彎矩增強(qiáng)系數(shù)，這一做法使結(jié)構(gòu)在大震引起的非彈性變形過程中，梁端塑性鉸形成較早，柱端塑性鉸形成的相對較遲，梁端塑性鉸形成的較普遍，柱端塑性鉸形成的相對少一些，從而形成“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”。
新西蘭抗震措施的好處在于“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”完全利用了延性和塑性耗能能力較好的梁端塑性鉸來實(shí)現(xiàn)框架延性和耗散地震能量，同時(shí)因?yàn)槌讓又淄獾钠渌瞬怀霈F(xiàn)塑性鉸，也就不必再對這些柱端加更多的箍筋。但是這種思路過于受塑性力學(xué)形成理想機(jī)構(gòu)概念的制約，總認(rèn)為底層柱底應(yīng)該形成塑性鉸，這樣就對底層柱底提出了較嚴(yán)格的軸壓比要求，同時(shí)還要用足夠多的箍筋來使柱底截面具有所需的延性，此外，底層柱底如果延性不夠發(fā)生破壞很容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體倒塌。這些不利因素使該方法喪失了很大的優(yōu)勢。
因此很多研究者認(rèn)為不需要被塑性力學(xué)的機(jī)構(gòu)概念所限制，只要能在大震下實(shí)現(xiàn)以下的塑性耗能機(jī)構(gòu)，就能保證抗震設(shè)計(jì)的基本要求：
1.以梁端塑性鉸耗能為主；
2.不限制柱端塑性鉸出現(xiàn)（包括底層柱底），但是通過適當(dāng)增強(qiáng)柱端抗彎能力的方法使它在大震下的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)離其塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力有足夠裕量；
3.同層各柱上下端不同時(shí)處于塑性變形狀態(tài)。
我國的抗震措施中對耗能機(jī)構(gòu)的考慮也基本遵循了這一思路，采用了“梁柱塑性鉸機(jī)構(gòu)”模式，而放棄了新西蘭的基于塑性力學(xué)的“理想梁鉸機(jī)構(gòu)”模式。
抗震設(shè)計(jì)中我們?yōu)榱吮苊鉀]有延性的剪切破壞的發(fā)生，采取了“強(qiáng)剪弱彎”的措施來處理構(gòu)件受彎能力與受剪能力的關(guān)系問題。值得注意的是，與非抗震抗剪破壞相比，地震作用下的剪切破壞是不同的。以梁構(gòu)件為例，在較大地震作用下，梁端形成交叉斜裂縫區(qū)，該區(qū)混凝土受斜裂縫分割，形成若干個(gè)菱形塊體，而且破碎會(huì)隨著延性增長而加劇。由于交叉斜裂縫與塑性鉸區(qū)基本重合，垂直和斜裂縫寬度都會(huì)隨延性而增大。抗震下根據(jù)梁端的受力特征，正剪力總是大于負(fù)剪力，正剪力作用下的剪壓區(qū)一般位于梁下部，但由于地震的往復(fù)作用，梁底的混凝土保護(hù)層可能已經(jīng)剝落，從而削弱了混凝土剪壓區(qū)的抗剪能力；交叉斜裂縫寬度比非抗震情況大，以及斜裂縫反復(fù)開閉，混凝土破碎更嚴(yán)重，從而使斜裂縫界面中的骨料咬合效應(yīng)退化；混凝土保護(hù)層剝落和裂縫的加寬又會(huì)使縱筋的銷栓作用有一定退化。可見，地震作用下，混凝土抗剪能力嚴(yán)重退化，但是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)箍筋的抗剪能力仍可以維持。當(dāng)?shù)卣鹱饔迷絹碓叫r(shí)，梁端可能不出現(xiàn)雙向斜裂縫，而出現(xiàn)單向斜裂縫，裂縫寬度發(fā)育也從大于非抗震情況到接近非抗震情況，抗剪環(huán)境越來越有利。此外，抗震抗剪要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)在大震下預(yù)計(jì)達(dá)到的非彈性變形狀態(tài)之前不發(fā)生剪切破壞。因?yàn)榭蚣芗羟衅茐目偸前l(fā)生在梁端塑性鉸區(qū)，這就不僅要求在梁端形成塑性鉸前不發(fā)生剪切破壞，而且抗剪能力還要維持到塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到大震所要求的程度，這就需要更多的箍筋。同時(shí)，在梁端塑性變形過程中作用剪力并沒有明顯增大，也進(jìn)一步說明這里增加的箍筋不是用來增大抗剪強(qiáng)度，而是為了提高構(gòu)件在發(fā)生剪切破壞時(shí)所達(dá)的延性。
綜上所述，與非抗震抗剪相比，抗震抗剪性能是不同的，其性能與剪力作用環(huán)境，塑性區(qū)延性要求大小有關(guān)。我們可以采取以下公式來考慮抗震抗剪的強(qiáng)度公式：
其中 為混凝土抗剪能力， 為箍筋抗剪能力， 為由于地震作用導(dǎo)致的混凝土抗剪能力下降的折減系數(shù)，且隨著剪力作用環(huán)境、延性要求而改變。我國的抗震抗剪強(qiáng)度公式也以上面公式為基礎(chǔ)的，但是為設(shè)計(jì)方便，不同的烈度區(qū)取用了相同的公式， 均取為0.6，與上面提到的混凝土抗剪能力隨地震作用變化而不同的規(guī)律不一致，較為粗略。
延性對抗震來說是極其重要的一個(gè)性質(zhì)，我們要想通過抗震措施來保證結(jié)構(gòu)的延性，那么就必須清楚影響延性的因素。對于梁柱等構(gòu)件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點(diǎn)：混凝土極限壓應(yīng)變，破壞時(shí)的受壓區(qū)高度。影響延性的其他因素實(shí)質(zhì)都是這兩個(gè)根本因素的延伸。如受拉鋼筋配筋率越大，混凝土受壓區(qū)高度就越大，延性越差；受壓鋼筋越多，混凝土受壓區(qū)高度越小，延性越好；混凝土強(qiáng)度越高，受壓區(qū)高度越低，延性越好（但如果混凝土強(qiáng)度過高可能會(huì)減小混凝土極限壓應(yīng)變從而降低延性）；對柱子這類偏壓構(gòu)件，軸壓力的存在會(huì)增大混凝土受壓區(qū)高度，減小延性；箍筋可以提高混凝土極限壓應(yīng)變，從而提高延性，但對于高強(qiáng)度混凝土，受壓時(shí)，其橫向變形系數(shù)較一般混凝土明顯偏小，箍筋的約束作用不能充分發(fā)揮，所以對于高強(qiáng)度混凝土，不適于用加箍筋的方法來改善其延性。此外，箍筋還有約束縱向鋼筋，避免其發(fā)生局部壓屈失穩(wěn)，提高構(gòu)件抗剪能力的作用，因此箍筋對提高結(jié)構(gòu)抗震性能具有相當(dāng)重要的作用。根據(jù)以上規(guī)律，在抗震設(shè)計(jì)中為保證結(jié)構(gòu)的延性，常常采用以下措施：控制受拉鋼筋配筋率，保證一定數(shù)量受壓鋼筋，通過加箍筋保證縱筋不局部壓屈失穩(wěn)以及約束受壓混凝土，對柱子限制軸壓比等。
四. 我國抗震設(shè)計(jì)思路中的部分不足
我國在學(xué)習(xí)借鑒世界其他國家抗震研究成果的基礎(chǔ)上，逐漸形成了自己的一套較為先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)思路。其中大部分內(nèi)容都符合現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理念，但是也有許多考慮欠妥的地方，需要我們今后加以完善。
其中，最值得我們注意的是，與國外規(guī)范相比，我國抗震規(guī)范在對 關(guān)系的認(rèn)識上還存在一定的差距。歐洲和新西蘭規(guī)范按地震作用降低系數(shù)（“中震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度與“小震”的地面運(yùn)動(dòng)加速度之比）來劃分延性等級，“小震”取值越高，延性要求越低，“小震”取值越低，延性要求越高。美國UBC規(guī)范按同樣原則來劃分延性等級，但在高烈度區(qū)推薦使用高延性等級，在低烈度區(qū)推薦使用低延性等級。這幾種抗震思路都是符合 規(guī)律的。而目前我國將地震作用降低系數(shù)統(tǒng)一取為2.86，而且還把用于結(jié)構(gòu)截面承載能力設(shè)計(jì)和變形驗(yàn)算的小震賦予一個(gè)固定的統(tǒng)計(jì)意義。對延性要求則并未按 關(guān)系來取對應(yīng)的 ，而是按抗震等級來劃分，抗震等級實(shí)質(zhì)又主要是由烈度分區(qū)來決定的。這就導(dǎo)致同一個(gè)R對應(yīng)了不同的 ，從而制定了不同的抗震措施，這與 關(guān)系是不一致的。這種思路造成低烈度區(qū)的結(jié)構(gòu)延性要求可能偏低的結(jié)果。
另外，我國規(guī)定的“小震不壞，中震可修，大震不倒”的三水準(zhǔn)抗震設(shè)防目標(biāo)也存在一定的問題。該設(shè)防目標(biāo)對甲類、乙類、丙類這三類重要性不同的建筑來說，并不都是恰當(dāng)?shù)摹＿@種籠統(tǒng)的設(shè)防目標(biāo)也不符合當(dāng)今國際上的“多層次，多水準(zhǔn)性態(tài)控制目標(biāo)”思想，這種多性態(tài)目標(biāo)思想提倡在建筑抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活采用多重性態(tài)目標(biāo)。甲類建筑指重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重此生災(zāi)害的建筑，乙類建筑指地震時(shí)使用不能中斷或需要盡快修復(fù)的建筑，由于不同類別建筑的不同重要性，不宜再籠統(tǒng)的使用以上同一個(gè)性態(tài)目標(biāo)（設(shè)防目標(biāo)），此外，還應(yīng)該考慮建筑所有者的不同要求，選擇不同的設(shè)防目標(biāo)，從而做到在性態(tài)目標(biāo)的選擇上更加靈活。
五. 常用抗震分析方法
伴隨著抗震理論的發(fā)展，各種抗震分析方法也不斷出現(xiàn)在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們需要確定用來進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)的地震作用值。通常采用底部剪力法，振型分解反應(yīng)譜法，彈性時(shí)程分析方法來計(jì)算該地震作用值，這三種方法都是彈性分析方法。其中，底部剪力法最簡便，適用于質(zhì)量、剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)。它的大致思路是通過估計(jì)結(jié)構(gòu)的第一振型周期來確定地震影響系數(shù)，再結(jié)合結(jié)構(gòu)的重力荷載來確定總的水平地震作用，然后按一定方式分配至各層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系則宜采用振型分解反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震計(jì)算，它的思路是根據(jù)振型疊加原理，將多自由度體系化為一系列單自由度體系的疊加，將各種振型對應(yīng)的地震作用、作用效應(yīng)以一定方式疊加起來得到結(jié)構(gòu)總的地震作用、作用效應(yīng)。而對于特別不規(guī)則和特別重要的結(jié)構(gòu)，常常需要進(jìn)行彈性時(shí)程分析，該方法為直接動(dòng)力分析方法。以上方法主要針對結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈性階段，保證結(jié)構(gòu)具有一定的屈服水準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】生態(tài)住宅 設(shè)計(jì)技術(shù) 策略 趨勢
中圖分類號： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
一．引言
近年來, 資源和環(huán)境的問題引起了人們的廣泛關(guān)注。我們知道，住宅建筑可以說是人和自然環(huán)境相互關(guān)系中的重要因素, 也是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷的提高, 所以人們對住房的要求也是越來越高,清新優(yōu)雅的自然環(huán)境成為了人們追求的趨勢，也有越來越多的人希望能夠回歸自然, 來享受輕松舒適的生活。近幾年, 我國建筑行業(yè)有了較大的發(fā)展，建筑行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展理念的指引下，已經(jīng)進(jìn)入了生態(tài)建筑時(shí)代。所以就如何真正做到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)能節(jié)地已經(jīng)成為了當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。由此“ 生態(tài)住宅” 的新概念就產(chǎn)生了。以下就結(jié)合新江灣九里以及寧波•卡納湖谷的生態(tài)住宅項(xiàng)目作簡要的分析。
二．背景項(xiàng)目
2011年6月 - 2012年4月：華潤置地新江灣九里
項(xiàng)目描述：華潤新江灣九里延續(xù)“九里系”的高品質(zhì)內(nèi)涵，法式建筑，結(jié)合宮廷園林設(shè)計(jì)，講究十字對稱的儀式感和尊崇感，產(chǎn)品均以160-300平米左右的大平層為主。華潤新江灣九里從規(guī)劃到設(shè)計(jì)，從地塊到戶型，均致力于為“生活充滿傳奇“的城市精英們打造一個(gè)符合他們居住夢想的“家”。
2012年4月 - 今：華潤置地寧波•卡納湖谷
項(xiàng)目描述：華潤•卡納湖谷 總占地面積為487畝，內(nèi)擁稀缺至極的90畝內(nèi)湖和70畝天然山林，整體項(xiàng)目規(guī)劃約300余戶，也是目前寧波最大的純別墅社區(qū)。華潤•卡納湖谷采用地中海式風(fēng)格，立面結(jié)構(gòu)敦實(shí)、質(zhì)樸、大方、浪漫，展現(xiàn)純粹的坡地原生莊園世界。
其在具體的工作中主要運(yùn)用的是生態(tài)學(xué)原理，在設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)平衡的原則。也就是要遵循綜合系統(tǒng)效率最優(yōu)的原則。在設(shè)計(jì)和組織建設(shè)時(shí)要綜合考慮各種因素, 主要是指使得物質(zhì)和能源在建筑系統(tǒng)中能夠有秩序地循環(huán)轉(zhuǎn)換規(guī)律,這樣就可以達(dá)到一種無污染、高效、節(jié)能的生態(tài)平衡建筑環(huán)境。我們在這里的所說的環(huán)境不僅包括住宅區(qū)的自然環(huán)境, 比如土體、水體、空氣、綠化、能源以及動(dòng)植物等, 還包括住宅區(qū)中的人文環(huán)境、社會(huì)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)環(huán)境。在這種的設(shè)計(jì)理念下，住宅建筑的建設(shè)和發(fā)展始終都會(huì)保持以生態(tài)平衡為中心，使得住宅生態(tài)環(huán)境保持在一個(gè)良性循環(huán)的狀態(tài)。
三．項(xiàng)目設(shè)計(jì)原則
所謂的生態(tài)住宅設(shè)計(jì), 就是指綜合的運(yùn)用當(dāng)代建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)、人工環(huán)境學(xué)以及其他科學(xué)技術(shù)來設(shè)計(jì)和建設(shè)住宅建筑, 這樣可以把住宅建筑打造成為一個(gè)小的良性的生態(tài)系統(tǒng), 能夠?yàn)榫幼≌咛峁┍容^健康、節(jié)能、環(huán)保、高效、舒適的生活環(huán)境。如下圖所示：
圖一：住宅示范房
圖二：規(guī)劃設(shè)計(jì)綠化用地
圖三：減輕居住區(qū)環(huán)境污染
1.要樹立“以人為本”的指導(dǎo)思想。人是社會(huì)生活的主體,所以在追求高效節(jié)約的同時(shí)不能降低生活質(zhì)量,如果以犧牲人們的生活質(zhì)量為代價(jià)這是毫無意義的。
2.設(shè)計(jì)時(shí)要做到生態(tài)化。生態(tài)住宅首先必須要遵循的原則就是生態(tài)化,也就是節(jié)約能源、資源,做到無污染以及可循環(huán)。
3.在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要做到因地制宜。在進(jìn)行綠色生態(tài)住宅在設(shè)計(jì)時(shí)要了解當(dāng)?shù)貧夂颉⒌匦巍⑺摹⒅参镆约爱?dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、人文、歷史、習(xí)俗等條件, 再結(jié)合一些健康的建筑材料和環(huán)保的施工技術(shù)作出合理科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。
4.堅(jiān)持整體設(shè)計(jì)的原則。在住宅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該強(qiáng)調(diào)“整體設(shè)計(jì)”的思想, 要結(jié)合氣候、經(jīng)濟(jì)、文化等許多因素進(jìn)行了綜合的分析, 不能盲目的追求先進(jìn)生態(tài)技術(shù),所以不能只著眼于局部而是要顧全整體。
5.要減輕居住區(qū)的環(huán)境污染。在生態(tài)環(huán)境建筑設(shè)計(jì)時(shí)減輕污染是一個(gè)必要的環(huán)節(jié)。所以要盡可能的使環(huán)保的材料和設(shè)計(jì)方法，爭取做到零污染, 做到資源的再生、循環(huán)使用。
四．存在的問題
1.很多人認(rèn)為占地大, 容積率低才能建設(shè)生態(tài)住宅。所以片面追求住宅區(qū)大規(guī)模、低容積率、綠化空地大、樓宇間距寬, 忽視綠色住宅區(qū)節(jié)約資源和能源的要求。
2.有些人把建造生態(tài)住宅區(qū)等同于建高檔豪華住宅小區(qū)。事實(shí)上,高檔豪華住宅并不等于綠色生態(tài)住宅,房子建的再高檔, 如在開發(fā)時(shí)不注意自然生態(tài)保護(hù),甚至為追求高檔裝飾使用有放射污染的裝飾材料或在住宅中裝氟里昂空調(diào), 就背離了綠色消費(fèi)的真諦。
3.一些人認(rèn)為洋建筑就是綠色的、生態(tài)的。不少新開發(fā)的住宅崇尚歐式、澳式風(fēng)格, 并將此作為樓盤的賣點(diǎn), 生搬硬套, 而不考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)情, 結(jié)果建起來后只好看不好住, 造成了新的浪費(fèi)。
4.有些人認(rèn)為生態(tài)住宅就是多種花草、樹木的綠色園林式住宅。這比過去只管建房, 不顧環(huán)境的做法是一大進(jìn)步。但生態(tài)住宅除了自然景觀, 還有環(huán)境保護(hù), 實(shí)行防污、排污、治污, 甚至使用無毒、無污染、節(jié)能的建筑材料。
5.一部分人認(rèn)為生態(tài)住宅只能到空氣比較清新、生態(tài)環(huán)境良好的新城區(qū)或城市郊區(qū)開發(fā)建設(shè)。其結(jié)果是在這些規(guī)劃相對滯后和基礎(chǔ)設(shè)施不夠配套的地區(qū), 涌現(xiàn)一個(gè)個(gè)規(guī)模大、封閉式、小而全的新住宅, 形成了發(fā)展商因建大住宅而辦起了小社會(huì)的現(xiàn)象。
五．生態(tài)住宅設(shè)計(jì)技術(shù)策略
1.住區(qū)物理環(huán)境與能源系統(tǒng)設(shè)計(jì), 包括建筑規(guī)劃、建筑單體設(shè)計(jì)、建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等, 同時(shí)又與綠化設(shè)計(jì)以及建材的選擇息息相關(guān), 是當(dāng)前生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中最重要而又最容易被忽視的問題。生態(tài)住宅中的住宅物理環(huán)境設(shè)計(jì), 指的是按人體舒適要求及當(dāng)?shù)貧夂驐l件,進(jìn)行可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法。其實(shí)質(zhì)就是合理調(diào)節(jié)與處理各種影響住區(qū)物理因素使局部環(huán)境朝有利于人體熱舒適方向轉(zhuǎn)化, 從而提高居室內(nèi)外物理環(huán)境的熱舒適質(zhì)量以滿足適居性要求。
2.綠化系統(tǒng)及綠色材料系統(tǒng)。綠色生態(tài)住宅的綠化系統(tǒng)應(yīng)具備“ 生態(tài)環(huán)境、休閑活動(dòng)、景觀文化” 等三大功能。因此, 其建設(shè)的重點(diǎn)除應(yīng)滿足綠地率、種植保存率與優(yōu)良率、植物配置的豐實(shí)度、植物種類等指標(biāo)要求外, 更應(yīng)注重綠化系統(tǒng)的防曬、防塵、降噪、通風(fēng)、水土涵養(yǎng)、空氣保濕等生態(tài)功能的建設(shè), 應(yīng)減少硬質(zhì)鋪地, 加強(qiáng)垂直綠化。在建設(shè)綠色生態(tài)住宅中, 對于材料、用品的選用要強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn): 一是要提倡使用可重復(fù)使用、可循環(huán)使用、可再生使用的材料; 二是要選用無毒、無害、不污染環(huán)境、有益人體健康的材料和產(chǎn)品,并充分貫徹執(zhí)行“節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、治污” 的方針, 強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展原則, 實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的統(tǒng)一。
3.水資源的節(jié)省以及廢棄物處理。節(jié)水的技術(shù)策略主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面: 一是節(jié)水設(shè)備的使用; 二是住宅中水處理。值得指出, 生態(tài)住區(qū)里處理的是中水而不是生活污水, 不能為簡化水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、節(jié)省投資而把二者混在一起處理, 這是水資源的節(jié)省中應(yīng)該注意的。由于生態(tài)建筑是一個(gè)宏觀概念, 因此在考慮能. 循環(huán)、材料再利用、廢棄物處理時(shí), 不應(yīng)停留在單體建筑和個(gè)體住區(qū)的尺度上, 而應(yīng)將其置于區(qū)域乃至城市的大環(huán)境中來全盤考慮。污水、垃圾、廢棄建材的分散化處理勢必造價(jià)昂貴、效率低, 不符合集約化和規(guī)模化的要求。需格外指出的是, 不應(yīng)追求垃圾在住區(qū)內(nèi)無害化就地降解處理。因此, 集中處理住區(qū)廢棄物才是生態(tài)住區(qū)設(shè)計(jì)中的明智之舉。
4.智能化住區(qū), 包括信息管理和通訊自動(dòng)化、物業(yè)管理自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)化控制、安全防護(hù)自動(dòng)化以及家庭智能化等。采用高科技自動(dòng)化將住區(qū)內(nèi)所有的物業(yè)、家務(wù)、服務(wù)設(shè)施、生活及工作設(shè)施連接起來, 從而有效地提高居民的生活質(zhì)量和水平。其內(nèi)容主要包括信息管理和通訊自動(dòng)化、物業(yè)管理自動(dòng)化、設(shè)備自動(dòng)化控制、安全防護(hù)自動(dòng)化以及家庭智能大化等。
5.融入歷史與地域的人文環(huán)境。對傳統(tǒng)民居的積極保存和再生, 并運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)使其保持與環(huán)境的協(xié)調(diào)適應(yīng)。繼承保護(hù)城市與地域的景觀特色, 并創(chuàng)造積極的城市新景觀, 保持景觀資源的共享化。保持居民原有的出行、交往、生活習(xí)慣, 讓居民參與設(shè)計(jì)方案的選擇。
六．結(jié)束語
本問結(jié)合新江灣九里以及寧波•卡納湖谷的生態(tài)住宅項(xiàng)項(xiàng)目，對生態(tài)住宅設(shè)計(jì)技術(shù)策略作了簡要的分析，首先分析了設(shè)計(jì)原則和理念，在介紹了在設(shè)計(jì)建設(shè)過程中所遇到的一些問題，并就結(jié)合這些問題作了簡單的策略分析。當(dāng)前生態(tài)住宅環(huán)境已經(jīng)成為了建筑發(fā)展的一種趨勢，所以通過這個(gè)案例對我國的住宅建設(shè)生態(tài)設(shè)計(jì)策略作了簡單的介紹，希望具有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]李明、饒永 淺議生態(tài)建筑理論在建筑住宅設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 [期刊論文] 《安徽建筑》 -2005年5期
[2]馬會(huì)軍 節(jié)能住宅設(shè)計(jì)中的技術(shù)策略 [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2009年10期
[3]張敬民 試論生態(tài)建筑理論在建筑住宅設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年20期
[4]王鉦日 淺談生態(tài)建筑理論與建筑住宅設(shè)計(jì) [期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2012年2期
[5]黃茂英 官斌 建筑住宅設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑理論的運(yùn)用 [期刊論文] 《民營科技》 -2012年4期
[6]劉玉苗 竺昱 生態(tài)建筑理論在建筑住宅設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2012年12期
【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)；創(chuàng)客教育；學(xué)習(xí)模式；教學(xué)
【中圖分類號】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【論文編號】1671-7384（2016）07-0068-04
創(chuàng)客教育（Maker Education），是在融合體驗(yàn)教育、項(xiàng)目學(xué)習(xí)法、創(chuàng)新教育、DIY思想的基礎(chǔ)上，以學(xué)生為中心與實(shí)踐相結(jié)合的新型教育理念。[1]創(chuàng)客教育，將是加速學(xué)生由知識的消費(fèi)者（Consumer）向創(chuàng)造者（Creator）轉(zhuǎn)變的重要力量。但是，在實(shí)踐層面缺乏有效的教學(xué)模式與方法，限制了創(chuàng)客教育的進(jìn)一步發(fā)展。我們通過對創(chuàng)客教育的理論梳理、案例觀察以及系統(tǒng)分析，認(rèn)為強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造中學(xué)，旨在提升學(xué)生動(dòng)手能力、問題解決能力、設(shè)計(jì)思維（Design Thinking）以及創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)，是一種能較好落實(shí)創(chuàng)客教育理念的學(xué)習(xí)模式。以設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)作為推進(jìn)創(chuàng)客教育落地于教學(xué)的模式，將有助于加速創(chuàng)客教育理念的應(yīng)用落地，為創(chuàng)客式教與學(xué)提供實(shí)踐操作層面上的指導(dǎo)。
創(chuàng)客教育與設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)
1. 創(chuàng)客教育
秉承創(chuàng)新、開放、共享的創(chuàng)客文化，創(chuàng)客教育在教育領(lǐng)域受到了前所未有的關(guān)注，創(chuàng)客資源、工具與教育領(lǐng)域的結(jié)合愈發(fā)緊密。2015年美國《地平線報(bào)告》指出：“未來2～3年，創(chuàng)客空間將會(huì)在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在支持創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方面發(fā)揮重要作用。”[2]創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)造中學(xué)”，在一定程度上發(fā)展做中學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)理念，但創(chuàng)客教育卻又與上述理念存在一定的差異，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)成果的物品化，學(xué)習(xí)的目的在于創(chuàng)造出實(shí)實(shí)在在的物體。另一方面，學(xué)習(xí)的過程是迭代式的，完成一項(xiàng)作品并非一蹴而就，需要反復(fù)地設(shè)計(jì)、建模、修正、完善。
當(dāng)前，創(chuàng)客教育十分火熱，許多先行者從國家政策[3]、創(chuàng)客內(nèi)涵[4][5]、教育模式[6]、支撐條件[7][8]對實(shí)踐創(chuàng)客教育提出了見解，一些好的經(jīng)驗(yàn)和做法值得借鑒。但是，從創(chuàng)客教育進(jìn)學(xué)校、進(jìn)課堂來看，相關(guān)研究則相對較為薄弱。創(chuàng)客教育是一種關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)造能力、實(shí)踐能力的教育理念，其進(jìn)一步發(fā)展終究要落到教和學(xué)的過程之中。從目前來看，有效的創(chuàng)客教學(xué)模式尚未形成。我們認(rèn)為，以同樣面向?qū)W生綜合能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式，推進(jìn)創(chuàng)客教育落地于教學(xué)，不失為一種有效的途徑和方法。
2. 從設(shè)計(jì)思維到設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)
創(chuàng)客強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)思維。設(shè)計(jì)思維（Design Thinking）通常從某一目標(biāo)或成果入手，以此為導(dǎo)向，通過多次反復(fù)的設(shè)計(jì)過程最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果。克洛德納（Kolodner J L）提出：“知識在應(yīng)用于實(shí)踐之前，通常需要反復(fù)地循環(huán)設(shè)計(jì)才能實(shí)現(xiàn)。”[9]這是對設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)（Design Based Learning）最精準(zhǔn)的描述。在設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)中，設(shè)計(jì)思維的運(yùn)用無處不在。與傳統(tǒng)探究式學(xué)習(xí)相比，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)教學(xué)目標(biāo)呈現(xiàn)多維化、學(xué)習(xí)過程呈現(xiàn)迭代化、教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)實(shí)踐化、教學(xué)環(huán)境呈現(xiàn)開放化、教學(xué)評價(jià)呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)。
設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)的關(guān)鍵特征
“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，隨著各類新技術(shù)、新工具的不斷涌現(xiàn)，融入創(chuàng)客教育理念的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)，呈現(xiàn)出如下關(guān)鍵特征。
1. 問題思維
問題是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)中的問題通常偏向于劣構(gòu)性，并不強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的答案，旨在通過對真實(shí)的、非良構(gòu)問題的分析、設(shè)計(jì)、建模等，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)問題的解決，以此啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)習(xí)者問題解決思維，提升問題解決能力。
2. 工具助力
技術(shù)工具在設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)中的作用主要包括：一是技術(shù)工具作為信息檢索支撐手段，支持信息的查找、分析、整合，實(shí)現(xiàn)對知識的個(gè)人意義建構(gòu)。二是工具作為知識外化、作品物化的手段。例如：虛擬建模軟件能夠?qū)a(chǎn)品以圖像形式模擬出來，而3D打印設(shè)備能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的產(chǎn)品打印出來。三是工具作為匯聚創(chuàng)客思想的社交媒介，支撐學(xué)習(xí)者在交流、協(xié)作中學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)離不開協(xié)商、交流與合作，技術(shù)工具充分發(fā)揮其社交功能，實(shí)現(xiàn)信息傳遞，促進(jìn)合作與交流。
3. 作品導(dǎo)向
在設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)過程中，以作品為導(dǎo)向能很好鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)作與創(chuàng)新。一方面，學(xué)習(xí)過程任務(wù)化，能增強(qiáng)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，學(xué)生能體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)問題解決的過程，從而實(shí)現(xiàn)有意義的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)。另一方面，學(xué)習(xí)成果可視化，有助于促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。例如，學(xué)習(xí)不再“紙上談兵”，可以借用三維建模軟件和3D打印設(shè)備將創(chuàng)意和想法轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物。
4. 迭代升華
在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)路徑大多是直線型，教師制定學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生按照教師給定的任務(wù)和路徑完成學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)借鑒設(shè)計(jì)這一創(chuàng)造性的活動(dòng)，倡導(dǎo)學(xué)生在多次的設(shè)計(jì)活動(dòng)中進(jìn)行學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)是一個(gè)迭代循環(huán)過程，通常包括識別問題、分析問題，對問題的解決方法進(jìn)行設(shè)計(jì)、建模、測試、分享討論。迭代既有助于不斷提升學(xué)習(xí)者綜合能力，又有助于學(xué)習(xí)成果的精細(xì)化。
5. 跨界協(xié)作
一方面，設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)學(xué)科跨界互補(bǔ)。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生在動(dòng)手創(chuàng)造中解決實(shí)際問題，而解決問題通常需要整合多學(xué)科的知識。通過解決問題，實(shí)現(xiàn)跨越學(xué)科界限、多學(xué)科知識靈活綜合應(yīng)用。另一方面，團(tuán)隊(duì)協(xié)作分享。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造中學(xué)，創(chuàng)造性的活動(dòng)離不開團(tuán)隊(duì)的協(xié)作與分享。在學(xué)習(xí)過程中，針對設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行創(chuàng)意碰撞、互動(dòng)交流、設(shè)計(jì)實(shí)踐等活動(dòng)，最終形成具有創(chuàng)造性的成果。
6. 互聯(lián)思維
其一，互聯(lián)促進(jìn)學(xué)習(xí)線上線下結(jié)合。設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)不單純是線下勞作，而是借助互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、新興技術(shù)的幫助，實(shí)現(xiàn)參與者、專業(yè)、能力、資源等互聯(lián)。其二，互聯(lián)有利于工具的整合與應(yīng)用。根據(jù)小世界理論，人與人之間連接的關(guān)系不超過六個(gè)人。學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的過程中可以更快找到世界范圍內(nèi)的志同道合者和創(chuàng)新資源，獲得專業(yè)支持與幫助。
7. 動(dòng)手能力
“經(jīng)驗(yàn)之塔”中做的經(jīng)驗(yàn)是底層最直接、最基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)獲取方法。學(xué)生通過動(dòng)手，將發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程外顯化，不僅提高動(dòng)手操作能力，更能提升學(xué)生科學(xué)思維水平和科學(xué)探究能力。再者，與現(xiàn)有教育“重知識、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象相比，創(chuàng)客教育強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造與動(dòng)手能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過程中通過分析、設(shè)計(jì)、解決等動(dòng)手實(shí)踐過程，將知識與實(shí)踐相聯(lián)系，深化學(xué)生對知識的理解與應(yīng)用。
8. 育人導(dǎo)向
融合創(chuàng)客教育理念的設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)，并非以單純的“點(diǎn)石成金”的商業(yè)化理念引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。相反，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)更多通過“創(chuàng)造中學(xué)”來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的意識和創(chuàng)客素養(yǎng)，在關(guān)注學(xué)習(xí)成果的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)的過程。在創(chuàng)客教育中，教師指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)作實(shí)踐。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、反復(fù)設(shè)計(jì)、探索體驗(yàn)、協(xié)作分享的過程中促進(jìn)了自身對知識的理解。整個(gè)過程，絕非簡單的作品創(chuàng)作，而是創(chuàng)造性育人過程。
案例介紹
案例一：《Math City》學(xué)習(xí)項(xiàng)目
《Math City》是由美國加利福利亞Suzanne中學(xué)的Sharon Soto教師執(zhí)教的一個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，采用基于設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的思維模型進(jìn)行教學(xué)。案例具體過程如表2所示。
案例二：斯坦福大學(xué)《地震》課程項(xiàng)目
設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)在STEAM課程中得到了廣泛應(yīng)用。本案例通過斯坦福大學(xué)《地震》課程項(xiàng)目來展示設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)在STEAM課程中的應(yīng)用。斯坦福大學(xué)創(chuàng)新與技術(shù)中心開展了一項(xiàng)關(guān)于學(xué)習(xí)地震的課程項(xiàng)目，學(xué)生來自埃塞俄比亞、加利福尼亞以及薩爾瓦多的一個(gè)混合班。該課程項(xiàng)目旨在幫助學(xué)生了解地震的基本知識，提升對地震的認(rèn)識程度。
課程項(xiàng)目采用設(shè)計(jì)型學(xué)習(xí)模式，教師給學(xué)生提出設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，要求學(xué)生四個(gè)人為一組，設(shè)計(jì)和建造抗震結(jié)構(gòu)的建筑物，學(xué)生使用的材料包括卡片、磁帶、白紙等常見易得的材料。以小組為單位，學(xué)生圍繞設(shè)計(jì)進(jìn)行信息檢索、探究、建模、分享、多次的迭代設(shè)計(jì)、修正完善。設(shè)計(jì)完成后，教師采用一項(xiàng)創(chuàng)新性的抗震測試工具對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)踐檢測，該工具來源于Quake Catcher Network（QCN）項(xiàng)目，是斯坦福大學(xué)和UC Riverside合作開發(fā)的地震檢測工具。地震檢測工具的應(yīng)用極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣和問題意識，對于應(yīng)用這種專業(yè)、真實(shí)的工具來測試他們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，均感到非常好奇與激動(dòng)。
圖1 學(xué)生應(yīng)用QCN 感應(yīng)器測試抗震效果
在學(xué)習(xí)階段，教師要求學(xué)生運(yùn)用手機(jī)拍攝照片、視頻來記錄學(xué)習(xí)過程，通過記錄有助于幫學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、為學(xué)習(xí)改進(jìn)和反思提供依據(jù)，同時(shí)學(xué)習(xí)材料能夠作為過程評價(jià)的重要素材。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生非常積極、專注并熱情地與小組成員展開積極合作，在運(yùn)用地震感應(yīng)器檢測他們的設(shè)計(jì)作品后，學(xué)生進(jìn)行了多次的討論、改進(jìn)所建造的建筑模型。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生對于地震的認(rèn)識進(jìn)一步加深，掌握了防震和抗震的相關(guān)技能。此外，學(xué)生學(xué)會(huì)從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)與他人平等地討論與交流，并最終完成他們的設(shè)計(jì)作品。
至5月27日，SMG電視新聞中心的直播報(bào)道超過了256個(gè)小時(shí)，平均每天直播將近20個(gè)小時(shí)，展示了一個(gè)主流媒體應(yīng)該有的品格、公信力以及執(zhí)行力。
國家廣電總局副局長胡占凡5月14日專門就抗震救災(zāi)報(bào)道在總局“收聽收看日報(bào)”上批示，稱贊“上海臺(tái)此次地震報(bào)道表現(xiàn)很好。重視、準(zhǔn)備充分、認(rèn)真”。廣電總局在5月15日發(fā)出的《關(guān)于做好抗震救災(zāi)報(bào)道工作的通報(bào)》中，對上海東方衛(wèi)視迅速反應(yīng)、調(diào)整節(jié)目、發(fā)揮主流媒體作用、引起強(qiáng)烈反響給予表揚(yáng)。
為了總結(jié)推廣SMG抗震救災(zāi)報(bào)道，提高SMG對突發(fā)事件的宣傳報(bào)道的水平，6月7日,上海文廣新聞傳媒集團(tuán)，上海市廣播電視學(xué)會(huì)在上海聯(lián)合召開SMG抗震救災(zāi)報(bào)道的研討會(huì),對東方衛(wèi)視此次新聞直播進(jìn)行評價(jià)。以下是發(fā)言要點(diǎn)：
上海文廣新聞傳媒集團(tuán)副總裁林羅華：人們常說新聞?dòng)浾呤菄疫@艘航船上的t望者。
在災(zāi)難發(fā)生時(shí)，媒體應(yīng)該讓受眾像通過自己的眼睛和耳朵一樣，真實(shí)地感知這個(gè)世界正在發(fā)生著什么樣的災(zāi)難。同時(shí)，媒體也是大眾監(jiān)督社會(huì)的公器，更應(yīng)該通過對災(zāi)難及時(shí)、全面、科學(xué)、負(fù)責(zé)的報(bào)道，正確引導(dǎo)輿論，樹立其公信力，維護(hù)其在受眾心目中的地位，塑造本國良好的形象。
我們這次地震報(bào)道應(yīng)該說做了一些工作，但是也留下了不少的遺憾，從而引發(fā)了我們許多的思考：比如在突發(fā)事件面前，媒體應(yīng)該承擔(dān)怎么樣的社會(huì)責(zé)任，如何以更加專業(yè)和更加有效的傳播方式來引導(dǎo)輿論。我想這也是我們今天會(huì)議要探討的話題。希望大家暢所欲言，多提寶貴的建議和意見，以幫助我們進(jìn)一步提高輿論引導(dǎo)水平和新聞宣傳的質(zhì)量。
SMG新聞中心主任袁雷：5月12日下午，四川發(fā)生地震后半小時(shí)，我們就派出了第一路的記者，攜帶便攜式的衛(wèi)星設(shè)備和海事電話趕往災(zāi)區(qū)，接著又陸續(xù)派出9組記者跟隨上海的消防隊(duì)和醫(yī)療隊(duì)趕往災(zāi)區(qū)。從5月12日到25日，SMG新聞中心直播特別報(bào)道板塊強(qiáng)度達(dá)到了256個(gè)小時(shí)，通過各方資源，收集提供的相關(guān)報(bào)道大概將近2000條，其中前方特派記者發(fā)回了250條，衛(wèi)星連線達(dá)到201次，駐站記者是293條，跟抗震救災(zāi)消防隊(duì)、醫(yī)療隊(duì)等嘉賓的連線206次。
同時(shí)SMG電視新聞中心還充分利用央視這個(gè)平臺(tái)，及時(shí)播報(bào)上海各方面積極支持救援災(zāi)區(qū)的新聞報(bào)道。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在特別報(bào)道的時(shí)間，中央電視臺(tái)采用上海的新聞?dòng)?75條，其中有16條在央視新聞聯(lián)播中播出。
另外，我們的抗震救災(zāi)的特別報(bào)道還跟網(wǎng)絡(luò)開展了緊密的合作。東方網(wǎng)、文廣集團(tuán)網(wǎng)、新浪網(wǎng)都是24小時(shí)視頻同步直播我們的報(bào)道，流量最高的單條新聞視頻點(diǎn)擊超過100萬。
SMG廣播新聞中心主任樂建強(qiáng)：四川汶川發(fā)生地震以后，SMG廣播新聞中心在第一時(shí)間迅速反應(yīng)，派出了精干的采訪力量，分批前往災(zāi)區(qū)，及時(shí)報(bào)道抗震救災(zāi)的情況。同時(shí)我們還充分利用了旗下的東廣新聞臺(tái)20分鐘滾動(dòng)播出的形式，及時(shí)刷新抗震救災(zāi)的情況，990早新聞和東方電臺(tái)的早新聞，在地震發(fā)生的次日就推出了眾志成城抗震救災(zāi)專題報(bào)道，大幅度、多角度地報(bào)道災(zāi)區(qū)的抗震救災(zāi)情況，及時(shí)播發(fā)抗震救災(zāi)的消息，將抗震救災(zāi)情況在第一時(shí)間帶給上海的聽眾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從5月12日到6月2日，東廣新聞?dòng)浾哌B線報(bào)道超過了450個(gè)，播發(fā)各類從前方發(fā)回的消息470多條，早新聞錄音報(bào)道105個(gè)，消息530多篇。
東方衛(wèi)視總監(jiān)蔣為民：這次抗震救災(zāi)直播，得益于我們集團(tuán)在2007年對東方衛(wèi)視的定位描述：高端引領(lǐng)、大臺(tái)風(fēng)范、國際視野、東方立場，也體現(xiàn)了集團(tuán)在管理上的整體大于局部之和的戰(zhàn)略、策略，集團(tuán)化的作戰(zhàn)方式所產(chǎn)生的合力是全國其他地區(qū)電視媒體所不能企及的。
同時(shí)，是細(xì)節(jié)決定成敗。我們在整體的包裝和內(nèi)容的選擇上，都非常注重細(xì)節(jié)的完美，力求從細(xì)節(jié)上給觀眾一個(gè)非常清晰的品牌形象。另外，品牌大于銷售，影響力大于收視率。當(dāng)我們的記者在汶川和四川整個(gè)災(zāi)區(qū)報(bào)道的時(shí)候，當(dāng)?shù)厝罕娭浪麄儊碜詵|方衛(wèi)視時(shí)，打的是免費(fèi)的，不能進(jìn)去的場合，東方衛(wèi)視的記者可以去。我感到這種口碑是任何商業(yè)投入所買不來的，東方衛(wèi)視的管理理念真正體現(xiàn)到品牌上了。
復(fù)旦大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師童兵：作為SMG旗艦的東方衛(wèi)視從建臺(tái)之初就以新聞立臺(tái)為目標(biāo)和口號。當(dāng)汶川大地震突然降臨的關(guān)鍵時(shí)刻，東方衛(wèi)視沒有辜負(fù)人們的期待，全臺(tái)新聞生產(chǎn)與管理人員在第一時(shí)間進(jìn)入搶新聞的狀態(tài)，在第一時(shí)間主動(dòng)奔赴震中一線，并在以后很長的一個(gè)時(shí)段里，以“聚集四川汶川地震特別報(bào)道”為新聞主題，每天組織長達(dá)近20小時(shí)的大信息量集中報(bào)道。東方衛(wèi)視在這一時(shí)段里也成為引起全國乃至世界一些國家傳媒注目的新聞大臺(tái)。東方衛(wèi)視的新聞立臺(tái)優(yōu)勢，再一次得到最充分的展示。
我們這么大一個(gè)國家，光有央視一個(gè)新聞?lì)l道是不夠的，上海要成為世界比較有名的大都市，應(yīng)該有自己的主要播新聞的頻道。而能夠發(fā)揮影響力的，是東方衛(wèi)視。所以要堅(jiān)定不移把主要的新聞資源放在這上面，不要猶豫。新聞立臺(tái)應(yīng)該是我們的方向，至少應(yīng)該是SMG的方向。東方衛(wèi)視加油，SMG加油！
美國杜克大學(xué)教授、上海交通大學(xué)人文藝術(shù)研究院院長劉康：這次電視傳媒的地震報(bào)道對國家形象的塑造立了大功，東方衛(wèi)視尤其突出。電視三架馬車，央視縱覽全局，四川臺(tái)一線視角，東方衛(wèi)視則充分表現(xiàn)了現(xiàn)代化的中國、世界泱泱大國的中國所擁有的從容大度和國際化的視野及胸懷。東方衛(wèi)視的新聞專業(yè)素質(zhì)修養(yǎng)在這次報(bào)道中，給全國觀眾留下深刻印象。剛才蔣為民總監(jiān)說得好，收視率第二位，品牌才是第一的。東方衛(wèi)視以前衛(wèi)、超前的視野給中國傳媒打造了新的品牌形象，也提出了新的問題。
中國傳媒大學(xué)副校長胡正榮教授非常重視這次研討會(huì)，雖然因故不能前來出席，但他專門提交了論文。他寫道：汶川大地震發(fā)生后，國內(nèi)的電視媒體表現(xiàn)差別很大，中央電視臺(tái)、東方衛(wèi)視等作出快速反應(yīng)，半小時(shí)內(nèi)就了大地震發(fā)生的消息，以及相關(guān)的權(quán)威信息。而此時(shí)有的衛(wèi)視還在按部就班地播放電視劇，面對突發(fā)事件表現(xiàn)得不適應(yīng)、不專業(yè)。在各省衛(wèi)視中，東方衛(wèi)視表現(xiàn)得尤為突出：前方，40多名采編、技術(shù)人員奮戰(zhàn)在地震災(zāi)區(qū)，力爭在真實(shí)現(xiàn)場獲得第一手新聞；后方，集團(tuán)統(tǒng)一部署于5月13日在省級衛(wèi)視中率先推出大容量的特別報(bào)道和全天候直播，運(yùn)用現(xiàn)場連線、嘉賓訪談、連續(xù)報(bào)道、字幕消息等多種形式反映抗震救災(zāi)的進(jìn)展，普及防震自救的知識……這一切都依賴于一支業(yè)務(wù)過硬、富有專業(yè)精神的采編隊(duì)伍。
中國人民大學(xué)新聞學(xué)院副院長、教授喻國明：地震是個(gè)大考，在考驗(yàn)我們傳媒的品質(zhì)。很早以前我就有一個(gè)想法，在中國香港有一個(gè)鳳凰衛(wèi)視，以一個(gè)縣級電視臺(tái)的規(guī)模，居然能夠產(chǎn)生如此大的影響力，為什么在中國內(nèi)地沒有一個(gè)和鳳凰衛(wèi)視同樣影響力的新聞?lì)l道出現(xiàn)呢？
我在這次地震報(bào)道當(dāng)中的一個(gè)感慨，幸虧境外有了鳳凰衛(wèi)視，境內(nèi)有了東方衛(wèi)視。真要由衷地感謝東方衛(wèi)視的同仁們?yōu)槲覀兯龀龅牟恍概Γ驗(yàn)槲抑肋@些努力都是克服了諸多的困難來實(shí)現(xiàn)的，這一點(diǎn)特別值得我們尊重。我覺得東方衛(wèi)視是以新聞立臺(tái)的新聞機(jī)構(gòu)，要善于從不斷的災(zāi)難性或者說突發(fā)性事件考驗(yàn)當(dāng)中，使自己一步一步走向成熟、擴(kuò)大自己的影響力和競爭力。
清華大學(xué)教授陸地：這次地震報(bào)道只有幾家被媒體、被學(xué)界人士經(jīng)常提及的，除了中央臺(tái)、當(dāng)?shù)氐乃拇ㄅ_(tái)，應(yīng)該說就是東方衛(wèi)視。中央臺(tái)是中央媒體，四川臺(tái)是近水樓臺(tái)，東方衛(wèi)視無論從哪個(gè)角度都不占優(yōu)勢，但在眾人的心目當(dāng)中卻是屬于無可非議的勝家。所以我今天發(fā)言的主題就是“力量與啟示”。從收視率和市場份額來說，這次地震報(bào)道東方衛(wèi)視的收視率和市場份額分別提高到了1倍和1.5倍以上，這是很大的進(jìn)步。東方衛(wèi)視實(shí)力、能力和影響力的提升，除了客觀的原因以外，我覺得還有一些主觀的因素，就是體現(xiàn)了我們東方衛(wèi)視的一種責(zé)任意識。這種責(zé)任意識就包括作為一個(gè)新聞媒體的社會(huì)責(zé)任，和一個(gè)新聞工作者的人文精神，這是一種責(zé)任意識，也是一種精神。
中國傳媒大學(xué)教授、《現(xiàn)代傳播》主編胡智鋒：這次賑災(zāi)應(yīng)該說震出了國威，也震出了電視的形象和聲譽(yù)。在這次賑災(zāi)的報(bào)道當(dāng)中，電視傳媒形成了三架馬車的格局：就是央視、四川衛(wèi)視和東方衛(wèi)視。地震發(fā)生的那天，我正好在臺(tái)灣，走的時(shí)候，還真是聽了一耳朵，就是臺(tái)灣電視媒體采集東方衛(wèi)視的信息，這些都是我們中國電視的光榮，也是我們的尊嚴(yán)所在。就像喻國明老師所說，3?14是教訓(xùn)大于經(jīng)驗(yàn)，這次更多是經(jīng)驗(yàn)大于教訓(xùn)。我非常感興趣的是，上海的廣播和電視聯(lián)手進(jìn)行抗震救災(zāi)報(bào)道，而且跟東方衛(wèi)視這個(gè)平臺(tái)的協(xié)作非常順暢，包括娛樂、文藝一些部門的編導(dǎo)和記者，也充當(dāng)了新聞?dòng)浾摺Ｎ矣X得這樣一種資源充分整合，這應(yīng)該是一個(gè)很大的創(chuàng)造。
中國傳媒大學(xué)電視與新聞學(xué)院院長、教授高曉虹：東方衛(wèi)視這次是投入了非常強(qiáng)的設(shè)備，還有人力、物力、財(cái)力做直播，讓我們看到了東方衛(wèi)視的記者精神，看到了記者與災(zāi)區(qū)人民同呼吸、共命運(yùn)的氛圍，也看到了東方衛(wèi)視技術(shù)設(shè)備的實(shí)力，更看到了東方衛(wèi)視作為一個(gè)主流媒體的品格和力量。我在民眾中也做了一些了解，一般人在這個(gè)期間就看中央臺(tái)、東方臺(tái)、四川臺(tái)這幾個(gè)臺(tái)。這次鳳凰衛(wèi)視大家看的都不是特別多，有人就說，9?11成就了鳳凰衛(wèi)視，那么5.12是不是在一定程度上成就了東方衛(wèi)視向新聞立臺(tái)這個(gè)方向的邁進(jìn)？
關(guān)鍵詞：超高層建筑；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；綠色策略；多元化
中圖分類號：TU208文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1.前言：當(dāng)今社會(huì)隨著城市人口的逐漸增多，人們已經(jīng)不僅僅局限于不斷的擴(kuò)大城市的面積了，而在城市的立體空間上也正在采取相應(yīng)的措施來增加城市的容積率，隨之出現(xiàn)的各種高層建筑就是很好的證明，并且隨著建筑水平的不斷增加，各種各樣的更加高層的建筑業(yè)逐漸的出現(xiàn)在了我們周圍，這些超高層建筑的出現(xiàn)不僅僅大量的節(jié)約了城市的建筑面積還在一定程度上能夠起到節(jié)能環(huán)保的效果，彌補(bǔ)了當(dāng)前人們對于能源需求量不斷增大的問題，通過合理的設(shè)計(jì)超高層建筑在節(jié)能上面也必將取得更加突出的成就，這也是今后城市建筑發(fā)展的一大趨勢。
2.超高層建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
超高層建筑在給我們的城市建設(shè)帶來極大便利的同時(shí)必然也需要更高建筑水平的支持，尤其是隨著這種建筑高度的不斷增加我們便需要采取更高水平的設(shè)計(jì)和建筑技術(shù)手段來滿足這種高度的要求，在我們城市內(nèi)部出現(xiàn)的一些高于200m的超高層建筑更是在當(dāng)今最為先進(jìn)的建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上形成的，并且在設(shè)計(jì)的過程中也是下了很大的功夫的，事實(shí)也證明了在設(shè)計(jì)中采取必要的技術(shù)手段能夠更加有效地確保超高層建筑的實(shí)施并且還能在節(jié)能環(huán)保上做出一定的貢獻(xiàn)，下面我就從空間組織、頂部設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)體系、自我調(diào)節(jié)、綠色節(jié)能設(shè)計(jì)等五個(gè)方面針對超高層建筑的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
2.1超高層建筑空間組織設(shè)計(jì)
空間組織設(shè)計(jì)一般來說是整個(gè)超高層設(shè)計(jì)中需要提前考慮的一步，在進(jìn)行超高層建筑的空間組織設(shè)計(jì)中我們首先應(yīng)該從整個(gè)城市布局的角度思考，因?yàn)槌邔咏ㄖ谝欢ǔ潭壬弦泊碇麄€(gè)城市的發(fā)展水平，可以說是整個(gè)城市最具有價(jià)值的一個(gè)標(biāo)記，也是有可能成為整個(gè)城市標(biāo)志性建筑的一部分，因此，需要我們針對整個(gè)的城市布局進(jìn)行詳細(xì)的地理位置設(shè)計(jì)規(guī)劃。其實(shí)不僅僅是在地理位置山更需要進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，具體到超高層建筑的內(nèi)外部造型設(shè)計(jì)也需要進(jìn)行認(rèn)真的思考，尤其是隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得我們在進(jìn)行超高層建筑內(nèi)外部設(shè)計(jì)的選擇越來越多，尤其是各種新型節(jié)能材料的開發(fā)使得我們再設(shè)計(jì)中能夠更多的傾向于城市的節(jié)能設(shè)計(jì)，多年來的實(shí)踐也證明在超高層建筑上采取必要的外層設(shè)計(jì)能夠起到很好的作用。除此之外，在高層建筑的組織設(shè)計(jì)中還應(yīng)該考慮到外層的一些廣告墻設(shè)計(jì)，如何懸掛或者設(shè)計(jì)廣告墻能夠起到最佳的效果，使得超高層建筑能夠更好地融入到周圍的環(huán)境中還應(yīng)該需要我們在設(shè)計(jì)的過程中多加思考，多多嘗試。
2.2超高層建筑的頂部設(shè)計(jì)
超高層建筑除了在地理位置和外層形象上需要進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)規(guī)劃之外，還應(yīng)該針對其頂部空間進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)規(guī)劃，因?yàn)閷τ诔邔咏ㄖ碚f，人們首先意識到的就是其頂部結(jié)構(gòu)的形狀和顏色等，這也代表著整個(gè)城市的形象。一般說來，我們在進(jìn)行超高層建筑的頂部設(shè)計(jì)時(shí)需要我們考慮到白天和夜晚的區(qū)別，在白天和夜晚人們對于超高層建筑的頂部的視覺要求是不同的，一般白天主要是要和天空相互映照，最好是呈現(xiàn)天藍(lán)色最佳，而在夜晚的時(shí)候則主要是要使得超高層建筑的頂層起到燈塔的作用，這種不同的視覺風(fēng)格就需要我們進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)進(jìn)行彌補(bǔ)。其次，在超高層建筑的頂部有時(shí)還存在著一些功能房間，針對這些對于頂部美觀有影響的部位我們應(yīng)該采取必要的“隱蔽”手法來進(jìn)行修正，以達(dá)到最佳的視覺效果，避免影響超高層建筑頂部的整體美觀性。最后，還應(yīng)該結(jié)合頂部各個(gè)不同的功能區(qū)域進(jìn)行不同的外部功能設(shè)計(jì)，采取不同的原材料和形狀設(shè)計(jì)起到最佳的視覺效果。
2.3超高層建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)
超高層建筑正是因?yàn)槠涓叨容^高使得我們不得不重點(diǎn)考慮其結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)問題，尤其是針對抗震和防火等危險(xiǎn)事故的預(yù)防設(shè)計(jì)更是應(yīng)該值得我們深思。因?yàn)槌邔咏ㄖ菀资艿降卣鸬挠绊懀虼藢τ诳拐鹦阅軄碚f，我們在進(jìn)行超高層建筑設(shè)計(jì)和建筑過程中不僅僅需要采取抗震性能最好的原材料進(jìn)行設(shè)計(jì)建筑還應(yīng)該針對超高層建筑的的具體結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行詳細(xì)的思考，充分考慮超高層建筑在經(jīng)受地震時(shí)不同部位受到的不同的作用力來加強(qiáng)這些部位的抗震性能，尤其是對于這些部位彈性的設(shè)計(jì)和加強(qiáng)更應(yīng)該引起重視，盡最大努力保證超高層建筑在地震中保持最佳的穩(wěn)定性；而對于超高層建筑的防火安全設(shè)計(jì)更需要我們進(jìn)行認(rèn)真的思考，尤其是超高層建筑因?yàn)槠鋬?nèi)部的人員可能眾多，一旦發(fā)生火災(zāi)那么如何進(jìn)行必要的滅火處理和逃生就顯得極為麻煩，針對這一點(diǎn)，我們不僅僅要在設(shè)計(jì)建造的過程中更多的使用一些防火性的材料在一定程度上避免火災(zāi)的發(fā)生，還應(yīng)該在每個(gè)樓層的醒目位置增設(shè)滅火裝置，以防萬一還應(yīng)該增設(shè)多個(gè)安全逃生通道，以確保超高層建筑內(nèi)部人員的生命安全。
2.4超高層建筑自我調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì)理念
超高層建筑的自我調(diào)節(jié)能力也是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)中需要考慮到的一點(diǎn)，這也是當(dāng)前先進(jìn)建筑設(shè)計(jì)思想的一種標(biāo)志，超高層建筑具備了自我調(diào)節(jié)功能后便能夠在極大程度上為建筑本身的采光、保溫、保濕、通風(fēng)等功能提供一定得支持，使得超高層建筑內(nèi)部的人員能夠更加舒適的工作和生活；另外，超高層建筑的自我調(diào)節(jié)功能還應(yīng)該體現(xiàn)在其本身的自我凈化功能上，尤其是體現(xiàn)在一些產(chǎn)生較多的廢水、廢棄和一些固體垃圾的處理上。
2.5超高層建筑低碳節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性
節(jié)能環(huán)保是當(dāng)前我國各行各業(yè)重點(diǎn)提出和關(guān)注的一個(gè)主要方面，這一點(diǎn)在超高層建筑上也應(yīng)該得到相應(yīng)的體現(xiàn)，超高層建筑因?yàn)槠浔旧淼奶攸c(diǎn)耗能肯定也是極多的，因此，在超高層建筑上進(jìn)行節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)也顯得極為必要，并且從另一方面講超高層建筑采取必要的低碳節(jié)能環(huán)保措施起到的作用也是最明顯的。首先，超高層建筑在節(jié)省用地面積上是其它建筑所不能相比的，因此，節(jié)省的空地我們就可以進(jìn)行必要的綠化工程，美化城市；其次，超高層建筑所接受的光照是極為充足的，我們便可以充分的在建筑物表面采取必要的光能利用材料，充分利用太陽能；最后，超高層建筑還可以針對頂層的風(fēng)能進(jìn)行充分的利用以供自身使用。
3.超高層建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢
針對當(dāng)前我國城市建筑的發(fā)展趨勢來看，我們有理由相信超高層建筑必將成為今后城市建筑發(fā)展的一個(gè)主要方向，而在超高層建筑的設(shè)計(jì)上主要的發(fā)展趨勢則體現(xiàn)在進(jìn)一步的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)上，如何充分的利用超高層建筑本身的優(yōu)勢來開發(fā)一些低層建筑所不能使用的無污染能源成為了當(dāng)前我國超高層建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)主要方向，當(dāng)然，針對超高層建筑的抗震和防災(zāi)設(shè)計(jì)也應(yīng)該做出一定的突破性研究。
4、結(jié)束語
綜上所述，在當(dāng)前城市發(fā)展中超高層建筑已經(jīng)成為了必不可少的一部分，而針對超高層建筑自身的特點(diǎn)如何進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)使得它能夠更好地為人們服務(wù)仍然是當(dāng)前我國建筑設(shè)計(jì)相關(guān)人員需要研究的一大重點(diǎn)問題。
參考文獻(xiàn)：
[1]韓繼紅，范宏武，孫樺.中國超高層建筑的綠色低碳之路——思考與實(shí)踐[A].第六屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集[C].2010
[2]孫大明，田慧峰，周志仁.綠色超高層建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)探討[A].城市發(fā)展研究——第7屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集[C].2011
論文摘要：防災(zāi)減災(zāi)教育在地理教育中占據(jù)著重要的地位，地理教育擔(dān)負(fù)起防災(zāi)減災(zāi)教育的重任是適應(yīng)新的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。地理課堂作為防災(zāi)減災(zāi)教育的主陣地，要思考怎樣提高學(xué)生的防災(zāi)、減災(zāi)意識，以高中地理教學(xué)為例．談?wù)劚救说目捶ā?/p>
1采用新的教學(xué)理念、激發(fā)學(xué)
生對自然災(zāi)害知識學(xué)習(xí)的興趣針對不同的教學(xué)內(nèi)容．采用靈活多變的教法．讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來．使整個(gè)課堂教學(xué)充滿活力達(dá)到教學(xué)效果。高中地理《自然災(zāi)害與防治》的課程標(biāo)準(zhǔn)分為四大部分．每一部分都有相對獨(dú)立的內(nèi)容．但它們之間卻有密切聯(lián)系其中“主要自然災(zāi)害的類型與分布”是基礎(chǔ)知識．“我國的主要自然災(zāi)害”多實(shí)例．“自然災(zāi)害與環(huán)境”側(cè)重理性認(rèn)識并培養(yǎng)科學(xué)方法．“防災(zāi)與減災(zāi)”是目的。
“主要自然災(zāi)害的類型與分布”．學(xué)生由于受活動(dòng)范圍、思維能力和知識基礎(chǔ)的限制．要他們舉出很多自然災(zāi)害的事例．然后再抽象概括出自然災(zāi)害的主要特點(diǎn)有些勉為其難因此．建議采用案例教學(xué)的方法．在案例教學(xué)中應(yīng)注意的是：首先．所選用的案例必須源于自然災(zāi)害事實(shí)：其案例要精選．必須有典型意義：再次．案例要適應(yīng)教學(xué)改革現(xiàn)狀和學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀。再通過活潑、多樣的形式教育來吸引學(xué)生讓學(xué)生觀看地圖、電視、電影錄像、幻燈、多媒體計(jì)算機(jī)等，以增大教學(xué)容量，化虛為實(shí)，化遠(yuǎn)為近，化靜為動(dòng)．調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣；“自然災(zāi)害與環(huán)境”可以把對自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)環(huán)境特點(diǎn)的探索建立在問題的基礎(chǔ)上在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣后．嘗試提出一系列引起學(xué)生對各環(huán)境要素及其相互關(guān)系發(fā)生疑難的問題．以產(chǎn)生探索問題的原動(dòng)力。
2開展第二課堂。提高防災(zāi)減災(zāi)意識
利用國際減輕自然災(zāi)害日．汶川紀(jì)念日等有紀(jì)念意義的日子集中開展宣傳教育活動(dòng)，使學(xué)生知道怎樣預(yù)防自然災(zāi)害，其發(fā)生時(shí)．怎樣減少其危害．怎樣逃生。此外，學(xué)校還應(yīng)利用國旗下講話、班會(huì)、黑板報(bào)、安全事故案例圖片展等形式，進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)教育．開展一些活動(dòng)。學(xué)校的教育空間是有限的．尤其是在專業(yè)的防災(zāi)知識和技能方面顯然不能與相應(yīng)的專門機(jī)構(gòu)相提并論因此．把防災(zāi)教育向校外滲透非常必要參觀地震臺(tái)，直觀感受對地震的預(yù)報(bào)、監(jiān)測和抗震指導(dǎo)．邀請專家講學(xué)．學(xué)習(xí)與自然災(zāi)害有關(guān)的知識
(1)滑坡和泥石流發(fā)生前兆：滑坡和泥石流發(fā)生前往往有明顯的前兆滑坡前緣土體突然強(qiáng)烈上隆鼓脹．滑坡前緣突然出現(xiàn)局部滑塌．滑坡前緣泉水流量突然異常．滑坡地表池塘和水田突然下降或干涸．滑坡前緣突然出現(xiàn)規(guī)律排列的裂縫．滑坡后緣突然出現(xiàn)明顯的弧形裂縫．動(dòng)物出現(xiàn)異常現(xiàn)象．泥石流溝谷下游洪水突然斷流．泥石流溝谷上游突然傳來異常轟鳴聲
(2)火山噴發(fā)的征兆：①會(huì)有地光(地光是指大地震時(shí)人們用肉眼觀察到的天空發(fā)光的現(xiàn)象)出現(xiàn)：②火山31有氣體冒出或者比以前的氣體冒出速度加快：③火山13及周圍地區(qū)可以聞到束0激性氣味不正常的氣體增加．表示火山爆發(fā)前某些火山氣體已“先行”了一般是硫磺和硫化氫的味道：④周圍的電磁波發(fā)生異常變化；⑤火山周圍的水溫會(huì)比平時(shí)的高很多；⑥小動(dòng)物(如豬、狗、貓、家禽等)均會(huì)出現(xiàn)煩躁不安的狀況。
(3)海嘯發(fā)生前征兆：海底的突然下沉．會(huì)引起水流向下沉的方向流動(dòng)從而出現(xiàn)快速的退潮由于海嘯的能量傳播要作用于水．一個(gè)波與另一個(gè)波之問有一個(gè)距離．這個(gè)距離．就為那些有知識的人留下了逃生的時(shí)間通俗來講：魚兒搶灘．海水翻滾深海的魚浮上海灘等征兆可預(yù)報(bào)海嘯
(4)民間預(yù)報(bào)冰雹的經(jīng)驗(yàn)：“早年多冰雹”“春季多陡風(fēng)．夏季多冰雹…‘烏云寶塔形下邊泛紅云．冰雹到眼前”
(5)預(yù)防雷擊的措施：①在雷雨天，人應(yīng)盡量留在室內(nèi)．不要外出．關(guān)閉門窗，防止球行閃電穿堂人室。②盡量不要靠近門窗、爐子、暖氣爐等金屬的部位．也不要赤腳站在泥地或水泥地上．腳下最好墊有不導(dǎo)電的物品坐在木椅子上等。③不要在河里游泳或劃船，以防雷電通過水擊中人體。④在野外遇雷雨時(shí)．盡快找一低洼或溝渠蹲下．不要在孤立的大樹、高塔、電線桿下避雨。⑤一旦有人遭到雷擊．應(yīng)及時(shí)進(jìn)行搶救．救護(hù)方法同觸電急救相同．及時(shí)做人呼吸和體外心臟按摩等．同時(shí)急送醫(yī)院。
而各種自然災(zāi)害帶來的危害：災(zāi)害發(fā)生時(shí)自救和互救辦法及現(xiàn)代化技術(shù)在抗震救災(zāi)中的應(yīng)用．不僅增長了學(xué)生的知識．而且會(huì)激發(fā)他們報(bào)效祖國的決心。
關(guān)鍵詞:水工混凝土結(jié)構(gòu);抗震安全評價(jià);地震動(dòng)輸入;結(jié)構(gòu)地震響應(yīng);混凝土動(dòng)態(tài)抗力
1研究的工程背景我國人均水資源極為短缺且時(shí)空分布又很不均勻,通過水庫大壩等水寫作論文工程建設(shè),盡可能調(diào)節(jié)利用汛期洪水,對抗旱防洪都有重大意義。我國的水能資源位居世界之首,水電作為可再生清潔能源,在我國進(jìn)入全面小康社會(huì)過程中,對改善我國以煤電為主的二次能源結(jié)構(gòu)、減輕煤電造成的巨大環(huán)境影響及資源和運(yùn)輸緊張,起到無可替代的重要作用。因此,在充分重視生態(tài)和環(huán)境影響的前提下,積極有序的進(jìn)行水庫大壩建設(shè)是切合國情和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所急需的,特別是我國大江大河的源頭和水能資源集中在西部高山崇嶺的陡峻河谷中,地形地質(zhì)條件適宜于修建移民淹地相對較少而調(diào)節(jié)性能好的高壩大庫。在高壩建設(shè)中,目前以混凝土壩為多,特別是我國西部在建和近期擬建的200至300m級的高壩,絕大部分取拱壩方案。我國大陸位于世界兩大地震活動(dòng)帶之間,是一個(gè)多地震國家,是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家。而西部地區(qū)是我國主要地震區(qū),地震的強(qiáng)度和發(fā)震頻度都很高,近代我國82%的強(qiáng)震都發(fā)生在該地區(qū)。修建于該地區(qū)的大壩設(shè)計(jì)地震加速度(ag)都很高,地震往往成為設(shè)計(jì)中的控制工況,諸如:錦屏(H=305m,ag=0·197g),二灘(H=240m,ag=0·20g),龍羊峽(H=178m,ag=0·23g),小灣(H=292m,ag=0·308g),溪洛渡(H=273m,ag=0·321g),白鶴灘(H=275m,ag=0·325g),龍盤(H=278m,ag=0·408g),大崗山(H=210m,ag=0·557g)等,這些工程都是高拱壩。因此,水工混凝土結(jié)構(gòu)中的大壩的抗震安全一直是我國水利水電建設(shè)中的一個(gè)必須面對和急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題,當(dāng)前特別是對高拱壩的抗震安全,尤為迫切。
2研究的歷程在我國建國初期,水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要沿襲美國和前蘇聯(lián)采用的擬靜力法。1959年廣東新豐江大壩蓄水后頻發(fā)地震,需要進(jìn)行抗震加固。當(dāng)時(shí)在黃文熙副院長倡導(dǎo)下,我院在結(jié)構(gòu)材料研究所組建了抗震研究組,開始了水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震的研究工作。“”后1978年與土工研究所有關(guān)抗震和爆破專業(yè)合并成立抗震防護(hù)研究所,1997年該所解散,成立了專門從事水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究的工程抗震研究中心,研究隊(duì)伍由當(dāng)時(shí)抗震組的不足10人發(fā)展至今的20人左右。近50年來,從新豐江大壩抗震加固開始,我院先后承擔(dān)了我國各個(gè)重大工程的水工混凝土結(jié)構(gòu),特別是大壩的抗震科研任務(wù),主持和負(fù)責(zé)了國家科技攻關(guān)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委員會(huì)重大計(jì)劃項(xiàng)目及部級的重點(diǎn)項(xiàng)目。主動(dòng)積極地在我國邢臺(tái)、海城、唐山等各次大地震中及時(shí)趕赴現(xiàn)場,對水工建筑物的震害進(jìn)行考察調(diào)研。在對工程抗震的研究實(shí)踐中,逐步形成了包括水庫地震和場址地震動(dòng)輸入、各類水工混凝土結(jié)構(gòu)主要是大壩的動(dòng)力分析和模型試驗(yàn)、現(xiàn)場測振和強(qiáng)震觀測、混凝土材料動(dòng)態(tài)特性等一整套系統(tǒng)、全面的研究體系;負(fù)責(zé)主編及修訂我國《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》;建立了包括國內(nèi)首臺(tái)大型三向六自由度地震模擬振動(dòng)臺(tái)、微機(jī)群高性能并行計(jì)算平臺(tái)、和籌建中的大型全級配混凝土動(dòng)態(tài)試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備的較先進(jìn)完整的研究基地;培育了眾多碩士、博士研究生和博士后研究人員和成長了一個(gè)以中青年為中堅(jiān)的較穩(wěn)定團(tuán)結(jié)的科研群體。研究成果在工程中被普遍應(yīng)用。先后獲得國家級和省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)30余項(xiàng),以及第一次全國科技大會(huì)先進(jìn)集體、建設(shè)部頒發(fā)的全國抗震工作先進(jìn)單位,近期由中國地震局、中國科學(xué)院、國防科工委、科技部、國家自然科學(xué)基金委聯(lián)合頒發(fā)的全國地震科技工作先進(jìn)單位。具有中國地震局頒發(fā)的甲級“建設(shè)工程地震安全性評價(jià)許可證書”。廣泛開展了國際學(xué)術(shù)交流和協(xié)作活動(dòng),包括由美國自然科學(xué)基金委連續(xù)支持的、與國際知名學(xué)者RayW·Clough共同就拱壩抗震進(jìn)行的長達(dá)20年的中美合作研究。積極參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議,筆者在這些會(huì)上多次作特邀和主題報(bào)告,連續(xù)作為國際大壩委員會(huì)有關(guān)抗震的專委會(huì)成員近30年,近年來被選為專委會(huì)副主席迄今,參與主持和組織了首次在我國舉辦的第14屆“世界地震工程大會(huì)”中為期一天的“大壩抗震”專門分會(huì)的工作。所有這些使我院抗震研究在國內(nèi)外同行中具有一定影響。
3研究工作的主要?jiǎng)?chuàng)新性思路及進(jìn)展水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震是涉及多種學(xué)科交叉的應(yīng)用性邊際學(xué)科,其分析依據(jù)的理論和求解方法,試驗(yàn)采用的儀器設(shè)備和測試方法,大多是在借鑒、吸收、和消化相關(guān)領(lǐng)域成果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行集成再創(chuàng)新的。因此,首先力求對基本概念上深入理解和理清,并緊密結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)和要求,提出解決問題的開拓性思路,這是引領(lǐng)研究成果取得突破性進(jìn)展的關(guān)鍵。當(dāng)然,在思路付之實(shí)踐的過程中,總需要作艱辛的探索和在實(shí)踐檢驗(yàn)中不斷完善。鑒于工程結(jié)構(gòu)的地震安全性評價(jià)都必須包括地震動(dòng)輸入、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力這三個(gè)不可或缺且相互配套的方面,現(xiàn)就我院在近50年來在水工混凝土結(jié)構(gòu),特別是大壩抗震研究工作中在這三個(gè)方面主要的創(chuàng)新性思路及其進(jìn)展,分別簡述如下。3·1在地震動(dòng)輸入方面工程的場址地震動(dòng)輸入是抗震安全評價(jià)的前提。多年來,在地震動(dòng)輸入方面的工作主要包括以下三個(gè)相互關(guān)連的內(nèi)容,即:大壩抗震設(shè)防水準(zhǔn)框架的制定、場址相關(guān)地震動(dòng)參數(shù)的確定、壩址地震動(dòng)輸入機(jī)制。3·1·1大壩抗震設(shè)防水準(zhǔn)框架的制定[1]在深入了解地震部門有關(guān)規(guī)定基礎(chǔ)上,自行研發(fā)基于概率理論的地震危險(xiǎn)性分析軟件;經(jīng)分析比較國內(nèi)外有關(guān)規(guī)定導(dǎo)則后,結(jié)合我國國情和水工建筑物的特點(diǎn)和要求,建立和逐步改進(jìn)了與功能目標(biāo)相匹配的水工建筑物抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的框架體系,先后被列入由我院主編在1978年頒布的我國第一本《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和1997年頒布的其修編版中。鑒于近期在強(qiáng)震區(qū)修建的眾多高壩大庫,國內(nèi)外都尚缺乏先例,為防止其發(fā)生潰壩的嚴(yán)重地震災(zāi)變,建議在準(zhǔn)備修訂的水工抗震規(guī)范中,對重要的高壩大庫,應(yīng)增加對壩址預(yù)期可能發(fā)生的最大可信地震、按不潰壩的性能目標(biāo)進(jìn)行校核的規(guī)定。我國西部重大工程存在近斷裂大震的問題。基于概率法確定的最大可信地震,由于其所依據(jù)的基礎(chǔ)資料中少有近場大震記錄,外延至屬于很小概率事件的最大可信地震,具有較大的不確定性。因此宜采用確定性方法求得設(shè)定地震。但現(xiàn)行確定性方法中將近斷裂大震的最大可信地震作為點(diǎn)源處理有本水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究進(jìn)展的回顧和展望陳厚群僅適用于V形河谷和三心圓壩型的局限性進(jìn)行了改進(jìn)和擴(kuò)展,使之適用于多種河谷和壩型。其后又進(jìn)一步拓展至能考慮沿壩基的不均勻地震動(dòng)輸入[11]。成為當(dāng)時(shí)我國拱壩抗震設(shè)計(jì)中有限元法動(dòng)力分析的有力工具。我國混凝土壩的抗震設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的、不計(jì)地震動(dòng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能的擬靜力法分析,進(jìn)入到了更符合實(shí)際的動(dòng)力分析的階段。拱壩歷來被作為不規(guī)則殼體的整體結(jié)構(gòu),但隨著我國在地震區(qū)眾多高拱壩建設(shè)的發(fā)展,地震工況下的高拱向應(yīng)力值,愈益成為設(shè)計(jì)中的難題。當(dāng)時(shí)國外已開始注意到拱壩壩體中的橫縫,在強(qiáng)震時(shí)會(huì)因不能承受拉力而反復(fù)開合,使之不再成為整體結(jié)構(gòu),從而高拱向應(yīng)力將被顯著釋放。我們結(jié)合拉西瓦拱壩工程,在國內(nèi)首次引進(jìn)可考慮橫縫張開的美國拱壩有限元法動(dòng)力分析程序ADAP-88,并對其中的因考慮橫縫設(shè)有鍵槽而不能滑移的假定,作了可按摩爾-庫侖準(zhǔn)則滑移的改進(jìn),使之更符合有鍵槽橫縫在張開時(shí)仍可能滑移的實(shí)際情況,在修正了其中一些差錯(cuò)后,首次實(shí)際應(yīng)用于我國拱壩工程抗震設(shè)計(jì)中[12]。應(yīng)當(dāng)說,這對高拱壩抗震設(shè)計(jì)是具有突破意義的進(jìn)展。拱壩抗震設(shè)計(jì)也更進(jìn)一步從線性發(fā)展到非線性的動(dòng)力分析。但該方法中采用邊界彈簧處理橫縫接觸問題,不能完全滿足接觸條件,且以動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法迭代求解的工作量也較大。
無論是采用取伏格特(Vogt)地基系數(shù)的試載法或取無質(zhì)量地基的有限元法求解,都只能計(jì)入地基的彈性影響并作為封閉的振動(dòng)體系求解。而對于大體積的混凝土壩,隨著壩高的增大,壩體-地基-庫水間的動(dòng)力相互作用已愈顯重要,不能被忽略。大壩的結(jié)構(gòu)與地基相互作用主要體現(xiàn)在振動(dòng)能量向遠(yuǎn)域地基逸散和沿壩基地震動(dòng)輸入的不均勻性以及與之相應(yīng)的地基邊界條件和地震動(dòng)輸入機(jī)制的確定。為此,在20世紀(jì)90年代,我們和我國學(xué)者廖振鵬院士協(xié)作,有效應(yīng)用其提出的人工透射邊界體現(xiàn)大壩地基輻射阻尼的影響[13]。同時(shí),為避免ADAP-88程序存在的諸多問題,在和劉晶波教授協(xié)作下,應(yīng)用其提出的基于Lagrangian乘子的動(dòng)接觸理論處理接縫邊界問題。在此基礎(chǔ)上,自主研發(fā)了能同時(shí)計(jì)入各項(xiàng)更切合實(shí)際狀況的因素的、在時(shí)域內(nèi)作為波動(dòng)問題顯式求解的、完整有效的拱壩非線性動(dòng)態(tài)分析的方法[14],其中同時(shí)考慮的因素包括:壩體-地基-庫水間的動(dòng)力相互作用、壩體和地基內(nèi)接縫開合、近域地基內(nèi)各類地質(zhì)構(gòu)造和遠(yuǎn)域地基輻射阻尼影響,以及沿壩基地震動(dòng)的不均勻影響等。由于不需要形成總剛矩陣和可以遞推求解,并解決了收斂和穩(wěn)定性問題,顯著地簡化了計(jì)算并提高了其效率。此外,為了考慮在拱壩應(yīng)力集中的薄弱部位的開裂,在這些部位設(shè)置了計(jì)入材料抗拉和抗剪的強(qiáng)度的接觸縫面。這個(gè)方法和程序已在我國眾多高混凝土壩,特別是高拱壩,實(shí)際工程的抗震設(shè)計(jì)研究中被廣泛應(yīng)用,并受到國際同行的關(guān)注。此外,為進(jìn)行比較檢驗(yàn),還開發(fā)了國外采用的、以設(shè)置彈簧-阻尼器的邊界模擬輻射阻尼、需輸入包括邊界應(yīng)力、速度和位移的自由場地震動(dòng)的相應(yīng)程序[15]。庫水對混凝土壩動(dòng)態(tài)性能有重要影響。壩體-庫水流固耦合問題的關(guān)鍵在于對庫水可壓縮性的考慮。已有研究表明,只有當(dāng)壩體的自振頻率(fd),庫水的共振頻率(fr)以及地震動(dòng)加速度的卓越頻率(fa)三者相互接近時(shí),庫水可壓縮性導(dǎo)致的共振才有實(shí)質(zhì)性的意義。當(dāng)fa>fr時(shí),由動(dòng)水壓力中的虛數(shù)分量所體現(xiàn)的能量逸散會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)減小。庫水的第1階共振頻率可由fr=C/4H求得,其中C是水中音速,H則是水庫平均深度,一般可取為最大水深的0·7倍。巖基的卓越頻率約為5Hz。因此,我們的研究認(rèn)為:對高度超過100m的拱壩,fa將大于fd、fr,加上并非剛性平坦的庫底吸能和散射效應(yīng),使庫水共振難以發(fā)生,特別對中國眾多的多泥沙河流更是如此。實(shí)際上,在現(xiàn)場測振試驗(yàn)和大壩地震震例中,也還從未見庫水共振的報(bào)導(dǎo)。所以,從工程觀點(diǎn)看,庫水可壓縮性是可以忽略的,從而庫水地震動(dòng)水壓力可以以壩面的附加質(zhì)量形式體現(xiàn)。在庫水不可壓縮的前提下,我們通過白山拱壩模型試驗(yàn),實(shí)測壩面動(dòng)水壓力和壩體滿庫頻率,驗(yàn)證了壩體和庫水流固耦合有限元模型求解的壩面動(dòng)水壓力值。進(jìn)而發(fā)現(xiàn)并提出:將按Westergaard對剛性平面壩面公式換算得的附加質(zhì)量折半,作為拱壩壩面附加質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果,無論是壩體前幾階滿庫頻率和振型或壩面動(dòng)水壓力值都能和實(shí)測及用有限元模擬庫水的結(jié)果較好符合[17]。這就使拱壩地震響應(yīng)的動(dòng)力分析簡化了很多。這個(gè)建議已在我們?yōu)楹芏喙皦芜M(jìn)行的動(dòng)力分析和試驗(yàn)中得到應(yīng)用和驗(yàn)證。拱壩壩肩抗滑穩(wěn)定的校核對其抗震安全評價(jià)的首要問題。目前都仍把壩肩潛在滑動(dòng)巖塊作為剛體,將其與壩體分割開來,采用傳統(tǒng)的剛體極限平衡法進(jìn)行。這實(shí)際是一種不計(jì)壩體和地基動(dòng)態(tài)變形耦水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究進(jìn)展的回顧和展望陳厚群以期增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)凝聚力。同時(shí)十分重視和有關(guān)單位的協(xié)作和國際交流,不斷進(jìn)行了擴(kuò)大協(xié)作面的探索和努力,1990年成功爭取為中國科學(xué)院系統(tǒng)內(nèi)唯一的一個(gè)院外開放實(shí)驗(yàn)室。認(rèn)真貫徹了“開放、流動(dòng)、協(xié)作、聯(lián)合”的指導(dǎo)方針,評估結(jié)論中被建議列入國家重點(diǎn)試驗(yàn)室建設(shè)系列。近年來,進(jìn)一步遵循同志“產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合形成科技創(chuàng)新整體合力”的要求,通過國家級支撐項(xiàng)目、部級創(chuàng)新項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金委員會(huì)的重點(diǎn)項(xiàng)目,緊密配合實(shí)際工程設(shè)計(jì)單位,聯(lián)合河海大學(xué)和西安理工大學(xué)的有關(guān)單位,初步形成了相對固定的“產(chǎn)、學(xué)、研”相結(jié)合的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),取得了統(tǒng)一規(guī)劃、有機(jī)協(xié)作、資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)的明顯效果。可以說,所有重大研究成果都體現(xiàn)了集體勞動(dòng)和智慧的結(jié)晶,各類優(yōu)秀人才也都是從團(tuán)隊(duì)中脫穎而出的。
5展望和結(jié)語近期我國將在強(qiáng)地震區(qū)建設(shè)一系列具有300m級高拱壩的重大水電工程。對這些高拱壩工程,國內(nèi)外都既缺乏工程實(shí)踐的先例,又無遭受震害的實(shí)例。而高壩大庫一旦遭受強(qiáng)震發(fā)生嚴(yán)重破壞將導(dǎo)致不堪設(shè)想的次生災(zāi)害。在當(dāng)前科研進(jìn)展趕不于工程建設(shè)規(guī)模發(fā)展的情況下,必然存在一定風(fēng)險(xiǎn)。為此,設(shè)計(jì)人員、業(yè)主及社會(huì)都更加高度關(guān)注重大工程的抗震安全保障及嚴(yán)重地震災(zāi)變的應(yīng)對。因此,在我們回顧和認(rèn)真總結(jié)近50年來在水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震方面所取得成果的同時(shí),也深感正面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn),要使科研進(jìn)展適應(yīng)工程發(fā)展需要,還存在著較大差距,任重道遠(yuǎn)、需警鐘長鳴。首先,為應(yīng)對嚴(yán)重地震災(zāi)變,在地震動(dòng)輸入方面要解決近斷層大震的最大可信地震估計(jì)及其地震動(dòng)參數(shù)的合理確定。需要基于能反映我國板內(nèi)地震特點(diǎn)的強(qiáng)地震資料,進(jìn)一步深入研究:沿發(fā)震斷層斷裂面的破裂拓展模式、震源地震動(dòng)特性及其傳播規(guī)律、回歸位錯(cuò)、應(yīng)力降等斷裂參數(shù)與地震矩的關(guān)系式;合理考慮場址地形、地質(zhì)條件的影響;探求主、余震的時(shí)空和強(qiáng)度規(guī)律、以及確定對不同發(fā)震斷裂的最小避讓距離。其次,在結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)方面,需要深化研究:各類結(jié)構(gòu)控制地震災(zāi)變的潰壩機(jī)理及其可定量化的性能目標(biāo);繼續(xù)改進(jìn)更能反映工程實(shí)況、損傷發(fā)展過程和率效應(yīng)的非線性動(dòng)力分析模型及其有效求解方法;大力推進(jìn)高性能并行計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用及有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件的研發(fā)和推廣;突出解決混凝土壩體系動(dòng)力模型破壞試驗(yàn)中的關(guān)鍵技術(shù);加強(qiáng)對工程抗震措施及抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修編的研究;逐步成為全國混凝土高壩強(qiáng)震資料觀測分析研究中心。最后,在大壩混凝土動(dòng)態(tài)抗力方面,為揭示大壩混凝土損傷演化規(guī)律,及為改進(jìn)模型和確定相應(yīng)力學(xué)參數(shù)提供依據(jù),需要對全級配大壩混凝土及其組成介質(zhì)、進(jìn)行本構(gòu)曲線全過程的試驗(yàn)研究;繼續(xù)改進(jìn)大壩‘?dāng)?shù)字混凝土’三維細(xì)觀力學(xué)動(dòng)態(tài)分析方法;深化CT圖像分析和三維動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)的研發(fā);完善三向加載大型材料試驗(yàn)裝置和其試驗(yàn)技術(shù),建立與之配套的專用工業(yè)CT裝置,以期對大壩混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)損傷破壞機(jī)理和性能的研究能有新的提升和跨越。相信在領(lǐng)導(dǎo)支持和團(tuán)隊(duì)共同努力下,一定能再接再勵(lì)迎接挑戰(zhàn),克服障礙,為重大工程的抗震安全保障及嚴(yán)重地震災(zāi)變的防止、為我院爭取建立國家試驗(yàn)室和建成國際一流科研機(jī)構(gòu)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。后記本文目的在于:值此50周年院慶之際,作為參與我院水工混凝土結(jié)構(gòu)抗震研究發(fā)展全過程的一個(gè)成員,想以上述個(gè)人的認(rèn)識和體會(huì),與團(tuán)隊(duì)群體一起,在回顧總結(jié)的基礎(chǔ)上,共同增強(qiáng)信心,認(rèn)清差距,迎接新的挑戰(zhàn),繼續(xù)攀登創(chuàng)新高峰;同時(shí),也作為對在我們工作中長期給于關(guān)心和支持的各級領(lǐng)導(dǎo)的匯報(bào),以及對院領(lǐng)導(dǎo)提出要盡快將我院建成國際一流科研機(jī)構(gòu)號召的響應(yīng)。不當(dāng)之處,文責(zé)自負(fù),并祈請批評指正。
參考文獻(xiàn):
[1]陳厚群.大壩的抗震設(shè)防水準(zhǔn)及相應(yīng)性能目標(biāo)[J].工程抗震與加固改造,2005,(12):1-6.
[2]WangYongxi.MultimechanismTheoryofReservoir-Inducedearthquakeanditsapplicationinreservoirseismicriskassessment[A].ProceedingsoftheInternationalSymposiumonReservoir-InducedSeismicity[C].Beijing,1995.108-
[3]陳厚群,郭明珠.重大工程場地設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)選擇[A].現(xiàn)代地震工程進(jìn)展[C].南京:東南大學(xué)出版社,2002.25-39.
[4]陳厚群,李敏,石玉成.基于設(shè)定地震的重大工程場地設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的確定方法[J].水利學(xué)報(bào),2005,36(12):1399-1404.
[5]NakayamaT,FujiwaraH,KomatsuS,SumidaN.Nonstationaryresponseandreliabilityoflinearsystemsunderseismicloadings[A].Schueller,Shinozuka&Yao.StructuralSafety&Reliability[C].Balkema,Rotterdam,1994.2179-2186.
