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我在我的博客里发表了“看看这样的发明大奖-建筑加层办法”(5月9日)二个多月了。这个使我震惊的发明大奖,看来在我们这个院士、教授、博士云集的科学网、全国最大的网站之一,新浪网上也砸不起个水花。http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=534208&do=blog&id=442401,
倒是在我们专业钢结构论坛网站上倒还有些评论:http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=254948&extra=page%3D1
我想先介绍一下最近的进展。
正巧也是5月9日,光明日报和凤凰网上好像率先发布:
由工程师陆建衡发明的“抗震低层楼房加层结构”和“刚柔性隔震、减震、消震建筑结构体系”,最近被建设部列为首批推广应用技术并公告向全国推广。紧跟着其它搜狐、雅虎、新华、和其它各个房地产等几十个网站都铺天盖地地相随报道和宣传。倒是登载了我的博客文章的网站比较谨慎,没有直接登载这一消息。
7月3日“北京您早新闻” 报上登载了下列报道:
北京您早新闻报道抗震低层楼房加层项目启动仪式 |
2011年07月03日 |
“
这是泰中集团2011年7月3日公布的最新”启动仪式”的相片。看来他们在中央十套“走近科学”、建设部、北京市等单位的支持和宣传下还在大力发展启动更多的“泰中加层”建筑。
眼看这种违背建筑结构科学的宣传和报道越来越多地被肯定;不可救药的加层建筑将越来越被推广并将盖起。 这再一次激起我拿起笔,谈一下我的怀疑和观点,希望引起大家讨论并分辨个是非。
从专业的角度开始谈几个问题:
1. 抗震性能上极差的整体结构模型
泰中集团所推广的加层办法,是旧结构不动, 在上部空间部位做一个不完整的结构。上部重量不压在下部,有个”专利的”简单连接。
如果新加的是框架结构,请看上相片中住宅的柱子有多高,即便有微弱的连接,这种”高脚鸡腿”式的柱子也不大可能通过最简单的抗震计算。 这种空旷结构不设剪力墙或足够的抗侧力体系(除了两端无法设立),显然是抗震规范所不允许的。作为框架结构在地震荷载下的层间位移角、最大位移、构件受力、整体稳定性也都不大可能通过抗震计算。如果把他们宣传的桥式梁上看成砖混结构, 结构抗震性能更差。 做成拱式梁对抗震也是毫无意义的。
任何了解我国和世界结构发展历史和现状的人都应该知道:
建筑师最喜欢建造底层是空旷商场、上面是住宅的建筑。无数这类建筑在强烈地震中倒塌破坏。避免这种建筑、或者采用足够的措施保证它的抗震能力:如加设剪力墙、强大的抗侧力柱、强大的支撑系统。在“建筑抗震设计规范”中在新建的砌体建筑中设立的“底部框架-抗震剪力墙”就是为了解决这一问题。而旧房改造没有空间,无法假设剪力墙、支撑或强柱。建设部的专家们不会不知道这一规定吧?对这种推广的加层建筑又怎么通过鉴定的哪?
说明一点,从汶川地震以后, 即便不是地震区,也应该有起码的构造考虑去克服结构可能有的侧向变形(如大风荷载)、预想不到的地震。这种几乎没有横向承受能力的结构体系也是应该尽量避免使用的。怎么能推广?
2. 保持不动的砖混结构。我们用一个城市80%建筑(唐山)倒塌才换来认识到:用红砖和预制板垒起的“砖混结构”在地震时是多么脆弱。在后来京津一带大量加固中逐步采用加上构造圈梁、构造柱的办法,也不过是修修补补的权宜之计。这种加上“构造加固”的办法,故名思议,很多是未经现代化抗震计算理论验证的定性办法。这种建筑应该在未来改造中尽快废弃或重新加固(至少我们这么看)。在加层中,对这种砖混结构不动,再加上一个更加薄弱的结构。我们的推断是:“这种建筑会在未来地震中首先破坏倒塌“!把这种建筑推崇为”绿色环保“”节能“的国际重大发明的第10频道敢不敢对我这个结论进行公开电视讨论。如果我的结论是对的,我不想抹稀泥或隐瞒我的观点:这种结构是地震中危上加危的结构,应该趁早拆除。特别是中小学、医院等特殊建筑,关系着孩子和病人的安危,国外大都有特殊加强措施,这种加层办法却反其道而行之。建设成北京抗震能力最差的建筑结构。
3. 结构保护系统。可能有的人还不熟悉,在80年代中期,地震工程界从机械、航空等领域去挖掘灵感和装置。他们引入并发展了称作“结构保护系统”的装置和计算理论。其主要的两项,基础隔振和阻尼器在国内外都得到了广泛应用。替代美国、日本等抗震发展的先进产品。不得不实事求是地说,作为山寨和造假大国广泛应用的假冒伪劣的产品已经害人不浅了。可有谁见过这种完全不着调的隔振垫和阻尼器?他们能拿点最简单的测试数据吗?这可是农村木匠发明不出来的“创新产品”。
在结构保护系统上,“泰中抗震”申报了不少专利产品。他们的专利可够全面,包括加层系统,超级山寨版的隔振垫和阻尼器。联想起我在博客中说过的另一些山寨阻尼器。真希望我国的专利管理系统能好好整顿一下,别再搞这种自欺欺人的专利了。
4. 动力计算。
写到这里, 我不敢想象,“泰中抗震”所设计的结构是怎么通过起码的抗震分析,他们设计的“高脚鸡腿”式的框架,无论从结构的构造要求和计算数据都难于叫我们结构工程师相信它能通过北京8度地震区的抗震验算。几乎可以肯定,他们使用的结构保护系统更没有经过起码的受力分析、能符合建筑基础隔震和消能阻尼器的国家行业标准吗?当然更谈不上什么试验了。这些数据可是一种结构,一个设计,能被使用的起码要求。这是我们现代建筑和荒远的农村“木匠”盖房的基本区别。我虽不能肯定“泰中”在盖这样的建筑前是否通过了这样简单的动力计算。我可真希望他们能拿出1-2个抗震计算的算例打打我的耳光。如果没有, 他们是怎么拿到设计的资质?他们的技术工程师又怎么通过工程师的考核?如果都没有,就这么把我们首都大学校园的建设退回到农村木匠盖房的水平。我不敢想象,也真希望我判断错误。
5. 国家规范
好久不接触砌体和砖混结构了。为了这个“发明的新方法”,我不得不翻出下列规范学习。希望有关搞加层的专家、搞砌体结构的专家、搞结构保护的专家、能抽点时间看看我说的是否正确。也希望对砌体结构了解不多的结构工程师也都借此机会学习一下。列出下列规范和行业标准供参考:
《建筑抗震设计规范》(GB50011)
《砌体结构设计规范》(GB50003)
《砖混结构房屋加层技术规范》(CECS78:96)
《建筑消能阻尼器》行业标准JG/T 209—20XX
《JG 118-2000 建筑隔震橡胶支座》
。
高剑平 教授在2010-4-1 发表的专著“砖砌体房屋外套结构加层改造技术 ”,我虽还没买到。从目录就可以看出,他是用现代结构理论分析加层技术的。在他的书中应该已经有了详细介绍。他在内容简介中写到:
“砖砌体房屋整体式外套加层结构,作为工程实践中经常采用的加层结构形式之一,由于缺乏深入系统的试验研究和理论分析,《砖混结构房屋加层技术规范》(CECS78:96)暂不推荐采用。由于设计上无章可循,不但给建在地震区的此类加层改造工程留下安全隐患,也妨碍了其推广应用。因此,以其抗震性能、计算模型、抗震设计方法等为核心的一系列问题亟待解决。”
钢结构论坛上的网友在一个帖子评论中写到:猜想这种结构形式属于《砖混结构房屋加层技术规范》(CECS78:96)中提到的“外套结构加层法”,但该规范的6-1-1有“抗震设防区不宜采用无钢筋混凝土剪力墙的外套结构夹层法”,且加层高度和层数也有限制,十分苛刻。新旧结构之间的连接也有具体规定。
遗憾的是,这本加层技术规范已经根本买不到了。这些证明, 很多人都会和我一样有同样的看法。
当然, 如果我们保持这一结构体系的基本想法,采用足够宽大、能取代剪力墙的外柱,还是可能满足抗震计算。从“泰中集团”现在做完的工程图片看来,是没有的。
6. 结束语
泰中集团拉来周光召、倪志福为他们题字、合影。他们及其秘书们对工程抗震专业不了解,似乎有情可原。可中央第十频道“走向科学”的“顾问”专家”,可是掌控一个国家的宣传窗口,代表一个国家的科技水平,怎么就这么容易搬上央视舞台;建设部里、北京市委里这么多专业工程师,掌握着国家最高管理部门,他们怎么就这么轻率拿到全国推广的。
就算我只是部分人的看法, 但事关大量的建设投资、关系着千百万人的安危。这也还是国家科技水平、国际影响的大事。我还是要说个明白。
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