再谈从工程的眼光看结构保护系统在工程中的应用和发展(1)

      八十年代末在美国开始创建起的结构保护系统，(从工程的眼光看结构保护系统的应用和发展http://blog.sciencenet.cn/blog-534208-408095.html)

在世界工程大量应用了快三十年了。从我国北京火车站等工程开始的应用也有十几年的历史了。无论作为结构控制和减震消能阻尼器（FVD）、基础隔震的铅蕊橡胶垫、摩擦摆支座，金属抗屈服耗能支撑（BRB），国内等结构保护系统、或称结果控制系统，在我国都有了较广泛的发展和应用。我国已经完成了上千个建筑、桥梁的减隔震设计和施工， 每年至少有几亿的产品登上我国的桥梁和建筑上吧！我相信，和美国、日本一起成为世界完成最多结构控制的国家。如果再加上“设计规程”、行政要求、领导的盲目提倡、庞大的研究、设计的教授、工程师的队伍，说已经成为世界结构保护上最有发展的国家也不为过。这里当然包括巨大的人员和资金投入和我们已经完成的工程。

然而这十几年的应用发展过程中也有很多问题出现，对已取得的成绩、所遇到的问题和经验做一个盘点，希望对理论上进一步澄清、对的山寨产品坚决清除，提出我们对下一步的工作意见。对于许多早已经，在测试和初期使用中被国内外发现的假冒伪劣产品，我已经在我的博客中作过介绍(无任何制造经验的假冒伪劣产品http://blog.sciencenet.cn/blog-534208-598979.html)

(法国Jarret公司破产给我们的教训和湖北靳岳长江大桥http://blog.sciencenet.cn/blog-534208-497009.html)

 (惊人的国际大骗子-美国Techstar公司http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=241093&extra=page%3D1)。

这里，我是想谈一个更为普遍、更为危险的设计原则问题，算是我想提出的第一点质疑是，结构保护系统加在我们传统的设计上，使结构更安全吗？针对国内的设计理念和现状，我们表示怀疑！想和有关院士、教授、工程师们讨论以下几个问题：

1.     我们结构的设计和施工使结构的抗震能力提高了吗？

先看看“最成功的三大措施吧：

l 没有人怀疑结构基础隔震可以带来结构抗震能力的提高。然而，是否可以像规范要求的那样降度设计- 即便在高烈度的地震区，只要计算通过、我们加上基础隔震就可以达降低1-2度设计上部结构。规范仅规定至少要保证6度设防设计，也就是结构可以完全不考虑结构本身的抗震能力，只要我们做了这些鱼目混珠的基础隔震就可以设计过关。然而，考虑到我国的隔震支座几乎都没有经历过世界其他国家均强调的动力测试、国家统一组织的第三方预检测，这一降度设计应该说是十分危险的。

l  防屈服支撑（BRB）位移型阻尼器在屈服状态下可以耗散地震能量、有效地起到减震作用。然而，国内大批建筑假设小震屈服耗能，设计成仅用普通Q235的钢材，令其小震屈服耗能、增加阻尼比，从而降低反应谱。我们不得不说，这种做法不仅违反了“小震不坏”的设计原则，使结构的重要部件过早屈服、置于长期带屈服后的构件工作的状态。一旦屈服后的承载力改变（这是允许的），无疑对结构的安全是十分不理的。如果再粗制滥造、未经严格测试检验就成了更危险的产品。

l 液体黏滞阻尼器是抗震上十分有效、技术要求很高的高科技装置。我国盲目上马的十几个阻尼器厂家，没有经过起码的第三方联合预检测、特别是动力检测、疲劳检测，就匆忙上房上桥，如果再降低设计烈度、无疑是很危险的。

     过去，大多数结构保护系统，仅做个“备份”“第二道防线”加在结构上。这种设计虽然有些浪费，但对于产品和施工都没有把握控制质量的情况还是个能保证安全的权宜做法。随着世界抗震工程的发展，加上去的结构保护系统参加设计是完全应该的，如果能确保产品的质量，能和结构同寿命地工作几十年完全是可行的，也应该被欢迎的。当然，在理论和产品都没有十分把握的情况下，我们先停下脚步，认真清理一下这个领域的产品的原理、测试要求、厂家产品也都作作预检测、领取一下准入证，针对目前现状不该是必须的吗？

    从目前说来，如果我们领导能像意大利那样抽取一批已经在重要结构工程上安装了的产品，做做起码的测试(又一骇人听闻的重大事件–意大利ALGA、FIP 公司总裁等6 人被起诉http://blog.sciencenet.cn/blog-534208-609187.html），对我国的抗震事业，都会有很大的帮助。据说港珠澳大桥在广州大学抗震实验室做了一次隔震支座的联合测试， 听说多少产品都达不到设计要求，可惜，测试的结果不敢公开公布，也就起不到测试的作用。

    这里我仅谈了已经被广泛认可、允许降度设计的三种结构保护系统。