周福霖,崔 杰

(廣州大學(xué) 工程抗震研究中心,廣州 510405)

0 引 言

災(zāi)害是人類社會中的一種特殊現(xiàn)象,給人類社會帶來了生命危害、經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重?fù)p失等,并導(dǎo)致社會的不穩(wěn)定。由于成災(zāi)的機(jī)理和災(zāi)害的載體不同,災(zāi)害的種類也多種多樣。土木工程防災(zāi)是指針對以土木工程為載體的災(zāi)害,通過工程技術(shù)來達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。從災(zāi)害種類上來區(qū)分有:地震、強(qiáng)風(fēng)、火災(zāi)、爆炸、地質(zhì)災(zāi)害、洪水,等等;從涉及的學(xué)科上來區(qū)分,它包括結(jié)構(gòu)工程、生命線工程、巖土工程、交通工程、水利工程等諸多學(xué)科;從其包含的科學(xué)問題上來講,它包括:災(zāi)害源的發(fā)生機(jī)理、災(zāi)害特征及其作用機(jī)制、工程結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)力學(xué)分析、工程結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)性能與現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、工程結(jié)構(gòu)的災(zāi)害模擬與控制等。因此,土木工程防災(zāi)包含眾多內(nèi)容,是一門綜合性很強(qiáng)的新興學(xué)科,在工程學(xué)科中占有重要的地位。

綜上所述,土木工程防災(zāi),即涉及諸多的學(xué)科(結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、水利工程等),又涉及各類科學(xué)問題(靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)等),因此,土木工程防災(zāi)減災(zāi)問題不僅包含的內(nèi)容和學(xué)科眾多,問題復(fù)雜,也是當(dāng)今土木工程學(xué)科中最重要、最活躍的領(lǐng)域之一。由于時(shí)間和篇幅所限,本文不能涵蓋所有的工程防災(zāi)問題,擬以其主要的科學(xué)問題為主線,同時(shí)重點(diǎn)討論地震、強(qiáng)風(fēng)等動(dòng)力災(zāi)害,拋磚引玉,探討該學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀及前沿發(fā)展方向。主要闡述工程結(jié)構(gòu)抗震與減震、工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)等方面的新理論、新方法、新材料和新技術(shù)。結(jié)合國際上的最新發(fā)展態(tài)勢,重點(diǎn)討論研究工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)防災(zāi)的基本性能、分析理論與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,結(jié)構(gòu)災(zāi)害的物理機(jī)制和災(zāi)變過程,結(jié)構(gòu)抗災(zāi)性能設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)措施。

1 災(zāi)害日趨嚴(yán)重

自然災(zāi)害直接危害人類生命和健康,一次災(zāi)害會導(dǎo)致千百萬人乃至上億人受災(zāi),其對人類社會的影響至深至遠(yuǎn),在人類歷史上留下過慘痛的教訓(xùn)。以我國地震災(zāi)害為例,1556年陜西華縣、潼關(guān)大地震,造成83萬人員遇難;1976年通海地震,造成1.6萬人遇難;1976年唐山地震,造成24萬人遇難;2008年汶川地震,造成近8萬人遇難。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,1949～1959年,因?yàn)?zāi)害死亡人數(shù)94 914人,年平均8 629人;1960～1967年,因?yàn)?zāi)害死亡人數(shù)43 084人,年平均5 386人;1978～1997年,因?yàn)?zāi)害死亡人數(shù) 131 511人,年平均6 576人。由此可見災(zāi)害對人類生命的嚴(yán)重威脅。

重大自然災(zāi)害的特點(diǎn)是突發(fā)性和嚴(yán)重性,它往往也帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也嚴(yán)重制約國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)[4],在發(fā)達(dá)國家中,自然災(zāi)害損失占GNP(國民生產(chǎn)總值)和財(cái)政收入的比例均很小。如,美國災(zāi)害損失僅占GNP的0.27%,占財(cái)政收入的0.78%;日本災(zāi)害損失僅占GNP的0.5%或更低;而我國1949年以來的災(zāi)害損失占GDP的5.09%,占財(cái)政收入的27%?？梢?我國是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一,每年因?yàn)?zāi)害造成的直接經(jīng)濟(jì)損失,約占國民生產(chǎn)總值的3%～ 5%。我國70%以上的大城市,半數(shù)以上的人口, 75%以上的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值位于災(zāi)害頻發(fā)區(qū)。自然災(zāi)害嚴(yán)重地威脅著國民經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展。

在我國建設(shè)小康社會的偉大歷史進(jìn)程中,城市化是社會進(jìn)步的主要標(biāo)志之一。今后20 a,我國將增加城鎮(zhèn)人口3.4億,這是一項(xiàng)人類歷史上從未有過的重大而艱巨的任務(wù)。城市規(guī)模的迅速擴(kuò)大導(dǎo)致人口與財(cái)富的高度集中,也導(dǎo)致城市安全問題與災(zāi)害危害性的日趨加重。據(jù)統(tǒng)計(jì)[4],2003～2008年,我國頻發(fā)的自然災(zāi)害所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失年均高達(dá)2 000億元以上,其總量及占GDP的百分比也呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢。從1991～2000年間全球范圍內(nèi)發(fā)生的災(zāi)害與前一個(gè)10 a相比并無顯著異常,然而因?yàn)?zāi)害造成的損失卻比前一個(gè)10 a增加了3倍,比20世紀(jì)60年代的10 a增加了近10倍。災(zāi)害所造成的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和社會震蕩也愈來愈嚴(yán)重。例如:1995年日本神戶地震的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)$1 500億之多,死亡5 438人;2001年美國 “九一一”事件,不僅造成了3 000多人員死亡,而且對美國的經(jīng)濟(jì)和社會留下了嚴(yán)重的創(chuàng)傷。歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也表明,由于我國是人口大國,各類災(zāi)害造成人員傷亡和對城市威脅的風(fēng)險(xiǎn)程度往往要高于其它國家。例如:世界上造成人員死亡最多的2次大地震就是我國歷史上的華山大地震和近代的唐山大地震;20世紀(jì)最后10 a世界上一次死亡人數(shù)多于300人的2次火災(zāi)均發(fā)生在中國 (1994年克拉瑪依特大火災(zāi)死亡323人、2000年河南洛陽東都商廈火災(zāi)死亡309人);熱帶氣旋每年平均在我國登陸10次。其中,1994年9 417臺風(fēng)和2004年 “云娜”臺風(fēng)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失都在200億元左右。2008年5月12日的汶川8級大地震,已確認(rèn)69 227人遇難,失蹤17 923人,直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)8 451億元。我國有22個(gè)省會城市和2/3的百萬以上人口的大城市位于地震高危險(xiǎn)區(qū)。這深刻說明:在我國城市化進(jìn)程中防災(zāi)減災(zāi)的重要性和迫切性。

世界各國對防災(zāi)減災(zāi)工作都給予了極大的重視。在1984年召開的第八屆世界地震工程大會上,美國前總統(tǒng)的科學(xué)特別助理、美國國家科學(xué)院院長、地震學(xué)家F.Fress提出了“國際減輕自然災(zāi)害十年”的活動(dòng)設(shè)想,隨后,聯(lián)合國正式發(fā)起 “國際減災(zāi)十年 (1990～2000年)”行動(dòng),促進(jìn)了全球聯(lián)合的高科技減災(zāi)行動(dòng),160個(gè)國家分別成立了國家減災(zāi)委員會。其后,在2005年,由聯(lián)合國在日本神戶市召開的世界減災(zāi)會議上,探討了未來十年如何減輕災(zāi)害對全球造成的損失,形成了 《兵庫宣言》、《兵庫行動(dòng)框架》等重要文件。近10年來,國際組織和有關(guān)國家減災(zāi)委員會設(shè)立了諸如 “聯(lián)合國全球?yàn)?zāi)害網(wǎng)絡(luò)”、“歐洲尤里卡計(jì)劃”、“日本災(zāi)害應(yīng)急計(jì)劃”、“全球分大區(qū)的臺風(fēng)監(jiān)測計(jì)劃”以及“美國颶風(fēng)、洪水預(yù)報(bào)及減輕自然災(zāi)害研究”等數(shù)以百計(jì)的防災(zāi)減災(zāi)研究項(xiàng)目,取得了許多重要的研究成果,為21世紀(jì)防災(zāi)減災(zāi)的深入研究奠定了基礎(chǔ)。我國政府歷來重視防災(zāi)減災(zāi)工作,為配合聯(lián)合國發(fā)起的 “國際減災(zāi)十年 (1990～2000年)”行動(dòng),國務(wù)院成立了由28個(gè)部委局組成的中國國際減災(zāi)十年委員會,目標(biāo)是減輕災(zāi)害損失的30%,并協(xié)調(diào)組織重大防災(zāi)減災(zāi)綜合行動(dòng),投入近2 000億元,實(shí)施了一系列重大減災(zāi)項(xiàng)目。于1993年在北京召開的中國災(zāi)害管理國際會議上提出的 “中華人民共和國減輕自然災(zāi)害報(bào)告”,引起了世界各國的高度重視。在災(zāi)害防御的指導(dǎo)原則上,強(qiáng)調(diào)了災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)報(bào)、災(zāi)害防御、應(yīng)急救援、災(zāi)后重建的防災(zāi)減災(zāi)的指導(dǎo)思想,并取得了可喜的成果;在自然災(zāi)害監(jiān)測方面,不僅加強(qiáng)了設(shè)備更新和改造,而且開展了一系列的技術(shù)攻關(guān);在城市減災(zāi)工程建設(shè)方面,加大了對城市減災(zāi)關(guān)鍵工程的投入;在城市減災(zāi)應(yīng)急管理方面,開展了城市災(zāi)害快速評估、災(zāi)害區(qū)劃與災(zāi)情評定標(biāo)準(zhǔn)的研究工作以及應(yīng)急能力的建設(shè)。

然而,我們面臨的減輕災(zāi)害的任務(wù)卻并沒有減輕,并且隨著人口的急劇膨脹,經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,防災(zāi)減災(zāi)的形勢日趨嚴(yán)重:①災(zāi)害發(fā)生的危險(xiǎn)性并沒減少,反而有不斷增長的趨勢。近期不斷發(fā)生的自然災(zāi)害,如2008年汶川地震 (69 227人遇難)、2009年海地地震 (20多萬人遇難)、2010年智利地震(近700人遇難),這些災(zāi)害時(shí)刻在提醒我們要加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)的工作;②由于區(qū)域的限制,人類也正不斷向自然條件較為惡劣的區(qū)域進(jìn)發(fā),如開發(fā)大西北的建設(shè)、海洋重大工程等。這些區(qū)域的自然條件更為復(fù)雜,所面臨的災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)也不斷加大;③雖然我們對災(zāi)害的研究投入了巨大的精力和財(cái)力,但在災(zāi)害面前,我們?nèi)员憩F(xiàn)出了一些無奈和無力。這表明目前人類所掌握的知識和技術(shù),還遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)的目標(biāo),尚有新的科學(xué)問題等待我們研究,新的技術(shù)等待我們開發(fā)和應(yīng)用。加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)應(yīng)用,是保障人類社會和諧持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

2 科學(xué)研究取得了顯著的研究成果

如前所述,土木工程防災(zāi)是個(gè)復(fù)雜的問題,涉及諸多學(xué)科。為便于闡述問題,下面主要從災(zāi)害源的發(fā)生機(jī)理、災(zāi)害特征及其作用機(jī)制(包括工程結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)力學(xué)分析、抗災(zāi)性能與設(shè)計(jì)理論、災(zāi)害模擬等)、災(zāi)害的控制等3個(gè)方面敘述。

2.1 災(zāi)害源的發(fā)生機(jī)理和特征

自然災(zāi)害的預(yù)測是個(gè)十分復(fù)雜的問題,解決該問題要以詳細(xì)了解災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理,以及掌握詳細(xì)的觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。然而遺憾的是,目前人類對災(zāi)害的預(yù)測尚不能完全過關(guān),但通過不懈的努力,對災(zāi)源的發(fā)生機(jī)理和特征也具有了一定的了解。毫無疑問,這對達(dá)到最終防災(zāi)減災(zāi)的目的是極為重要的。盡管從學(xué)科角度出發(fā),這不是土木工程的范疇,但它卻和解決土木工程的防災(zāi)問題密切相關(guān)。

2.1.1 震源機(jī)制和地震動(dòng)場[4,11]

地面運(yùn)動(dòng)特征和地震動(dòng)場的空間變化是抗震減災(zāi)的重要基礎(chǔ)。與其它學(xué)科相比,工程地震的研究進(jìn)展較為緩慢。主要的原因,一是對震源機(jī)制的了解不夠,二是地震動(dòng)數(shù)據(jù)觀測數(shù)據(jù)不足。

震源的機(jī)制研究,主要依靠地震學(xué)的研究成果。20世紀(jì)80年代后震源反演技術(shù)得到發(fā)展,主要是利用近場地震動(dòng)觀測記錄,并結(jié)合新的反演方法,得到了一些有意義的結(jié)果。而在最近的幾十年里,強(qiáng)震記錄的數(shù)據(jù)積累很快,尤其 1989年、1994年的美國地震、1995年的日本地震、1999年臺灣地震,以及最近的中國大陸汶川地震,幾乎每一次地震中都積累了幾十、上百條強(qiáng)震記錄。記錄到了地震動(dòng)振幅大、頻譜寬的地震動(dòng),以及大的長周期加速度脈沖。這些記錄對研究地震動(dòng)特征具有重要的價(jià)值,使得人們可以進(jìn)一步研究地震動(dòng)場的空間分布特性,以及地表的破裂、地震波的傳播等。此外,場地條件對地震動(dòng)的影響也得到關(guān)注,以往歷次大地震中均顯示,不同場地條件上的建筑物震害差異十分明顯。場地條件不僅影響地震動(dòng)幅值,還影響其頻譜特性。我國不同區(qū)域場地條件對地震動(dòng)影響不同,東部沿海是深厚軟土,而西部高原區(qū)是淺埋巖層,對山區(qū)和盆地地區(qū),局部盆地(谷地)效應(yīng)顯然更為重要。

目前我國工程地震研究應(yīng)充分吸收大陸強(qiáng)震機(jī)理與預(yù)測的研究成果,以強(qiáng)震動(dòng)觀測記錄和大城市地震活動(dòng)斷層探查資料為依托,將震源破裂過程的模擬、地震波傳播和場地條件影響的研究緊密結(jié)合,開展強(qiáng)地震動(dòng)特征、近場強(qiáng)地震動(dòng)、場地條件對地震動(dòng)的影響以及地震地表變形和破裂的研究。

2.1.2 風(fēng) 場[4,7-10]

人們對強(qiáng)風(fēng)的機(jī)制認(rèn)識也不斷進(jìn)步。在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)中,通過長期的現(xiàn)場觀測,對近地風(fēng)有了更清晰的認(rèn)識。由國際著名風(fēng)工程專家A.G.Davenport教授于60年代提出的方法以及以此為基礎(chǔ)的各國規(guī)范仍然是有效的。對平均風(fēng)和脈動(dòng)風(fēng)的描述和特征研究,已得到一些有用的推薦值和推薦公式。在風(fēng)氣候預(yù)測方面,目前主要是將災(zāi)害性風(fēng)氣候分類成幾種不同的形式,并分別采用最優(yōu)方法分類進(jìn)行分析。在空氣動(dòng)力作用方面,主要進(jìn)展在于發(fā)現(xiàn)了來流湍流的空氣動(dòng)力效應(yīng)并建立了線性準(zhǔn)定常計(jì)算方法和相關(guān)氣動(dòng)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)識別方法。在理論研究方法方面,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)已經(jīng)在均勻流動(dòng)和鈍體繞流等風(fēng)工程應(yīng)用方面顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。在物理?shí)驗(yàn)技術(shù)方面,邊界層風(fēng)洞一直是風(fēng)工程的主要工具,風(fēng)洞試驗(yàn)的精度有了很大的提高。

在未來的一段時(shí)間內(nèi),對風(fēng)場的理論研究,要從平穩(wěn)到非平穩(wěn)、均勻到非均勻、線性到非線性、高斯到非高斯,從定常到準(zhǔn)定常再到非定常最后到瞬間態(tài),從單因數(shù)分析轉(zhuǎn)變到多因數(shù)耦合效應(yīng)分析,并且要建立和完善各種風(fēng)荷載或抗風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范。在現(xiàn)場實(shí)測方面,堅(jiān)持長期的系統(tǒng)性的良態(tài)氣候風(fēng)場近地風(fēng)特性的現(xiàn)場實(shí)測,加強(qiáng)對颶風(fēng)和雷暴等災(zāi)害性風(fēng)場的現(xiàn)場實(shí)測和統(tǒng)計(jì),開展各種風(fēng)效應(yīng)敏感結(jié)構(gòu)的Bench Mark現(xiàn)場實(shí)測、模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬修正。在風(fēng)洞試驗(yàn)方面,研發(fā)從簡單良態(tài)氣候風(fēng)場模擬到復(fù)雜颶風(fēng)氣候風(fēng)場和雷暴氣候風(fēng)場模擬所需要的儀器和設(shè)備。全面研究雷諾平均模型(RANS)、大渦模擬模型(LES)、直接數(shù)值模擬(DNS)和分離渦模型(DES)等湍流模擬模型,將對氣象物理場的數(shù)值模擬與風(fēng)流場的數(shù)值模擬相結(jié)合。

盡管前述的內(nèi)容同地震學(xué)、氣象學(xué)的關(guān)系更為密切,但進(jìn)一步加強(qiáng)對于地震、風(fēng)場本身的發(fā)生機(jī)理和特性的研究,預(yù)測其發(fā)生的危險(xiǎn)性,對預(yù)測和防御災(zāi)害的危害性,是十分必要的,也將得到防災(zāi)學(xué)科的高度重視。

2.2 災(zāi)害的作用機(jī)制、分析及抗災(zāi)設(shè)計(jì)

2.2.1 工程結(jié)構(gòu)抗震

工程結(jié)構(gòu)的抗震研究,經(jīng)過眾多學(xué)者的多年努力,已經(jīng)在力學(xué)機(jī)制、分析方法、抗震設(shè)計(jì)等方面取得了一系列卓有成效的研究成果。

傳統(tǒng)觀念的工程結(jié)構(gòu)抗震非線性計(jì)算理論,已經(jīng)在整體結(jié)構(gòu)分析模型、單元分析模型、構(gòu)件恢復(fù)力模型、數(shù)值計(jì)算方法等方面取得了諸多重要成果。目前,已能夠從材料本構(gòu)層次開始,進(jìn)行整體結(jié)構(gòu) (包括地基和基礎(chǔ),考慮土——結(jié)相互作用)的動(dòng)力非線性分析。結(jié)構(gòu)與地基的動(dòng)力相互作用的數(shù)值分析已經(jīng)從頻域向時(shí)域發(fā)展,從線性分析向非線性分析發(fā)展,其中介質(zhì)材料非線性力學(xué)行為的描述、土與結(jié)構(gòu)界面接觸問題等也取得一些重要進(jìn)展。

在未來,研究人員將更加關(guān)注非線性破壞機(jī)理的研究,包括從基本構(gòu)件向材料本構(gòu)關(guān)系、結(jié)構(gòu)性能兩端延伸,工程結(jié)構(gòu)非線性破壞機(jī)理與災(zāi)害反應(yīng)分析理論,復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多維及動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系、破壞準(zhǔn)則、非線性動(dòng)力學(xué)行為下的結(jié)構(gòu)非線性抗災(zāi)動(dòng)力分析,多尺度損傷與失效機(jī)理的結(jié)構(gòu)多尺度動(dòng)力分析,以及結(jié)構(gòu)的多場耦合振動(dòng)分析及結(jié)構(gòu)抗災(zāi)動(dòng)力分析的智能計(jì)算方法等。同時(shí),近十年來幾次破壞性大地震發(fā)生后,工程結(jié)構(gòu)的抗倒塌研究和設(shè)計(jì)也逐步引起了研究人員的高度關(guān)注。建筑結(jié)構(gòu)在地震下的抗倒塌能力是建筑抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)最重要、也是最核心的性能目標(biāo)。美國、日本的相關(guān)多地震國家都投入大量力量進(jìn)行結(jié)構(gòu)地震倒塌研究。

相對來說,生命線工程的研究發(fā)展較晚,但卻得到人們的日益重視。目前,國際上生命線工程防災(zāi)方面的研究集中在埋地管線、大型復(fù)雜生命線網(wǎng)絡(luò)抗震連通可靠度和功能可靠度分析方法、復(fù)合生命線工程系統(tǒng)的災(zāi)害模擬與地震災(zāi)場仿真、生命線工程系統(tǒng)災(zāi)害快速評估和健康監(jiān)測以及城市綜合防災(zāi)方面[12-13]。上述的研究,除了在埋地管線及生命線特種結(jié)構(gòu)方面的研究相對較多以外,其它方面的研究尚處于不成熟或者剛剛起步階段。但研究不斷向著精細(xì)化、符合工程實(shí)際的方向前進(jìn)。在系統(tǒng)層次,進(jìn)行了大型復(fù)雜工程網(wǎng)絡(luò)的連通可靠度分析,并向著功能評價(jià)方向發(fā)展,進(jìn)行了供水系統(tǒng)的抗震功能可靠度分析。進(jìn)一步,在多系統(tǒng)地震耦合作用方面,國內(nèi)采用時(shí)-場域相結(jié)合的離散事件仿真方法來研究,國際上則主要從系統(tǒng)相互作用的角度展開。生命線工程系統(tǒng)災(zāi)害快速評估和健康監(jiān)測已經(jīng)引起了國內(nèi)外的重視,相關(guān)的研究已經(jīng)逐步展開。城市綜合防災(zāi)方面的工作涉及城市災(zāi)害及次生災(zāi)害危險(xiǎn)性評估、災(zāi)害和損失快速估計(jì)、災(zāi)后應(yīng)急反應(yīng)決策等方面,3S和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的應(yīng)用研究將成為城市綜合防災(zāi)的重要發(fā)展方向。

未來人們將更關(guān)注生命線工程系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析問題,復(fù)合生命線工程系統(tǒng)的災(zāi)害反應(yīng)分析及其控制,生命線工程的安全性監(jiān)測、災(zāi)害預(yù)警技術(shù)與應(yīng)急處置技術(shù),復(fù)合生命線工程系統(tǒng)的災(zāi)害模擬與災(zāi)場控制,復(fù)雜生命線工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)可靠性分析理論研究,大型生命線工程網(wǎng)絡(luò)抗災(zāi)可靠性分析基礎(chǔ)理論研究,大型復(fù)雜工程網(wǎng)絡(luò)的破壞機(jī)制與基于可靠性的設(shè)計(jì)理論,生命線工程系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論等[4]。

工程結(jié)構(gòu)抗震與減震研究的核心是工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論。反應(yīng)譜理論的提出是地震工程領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑。目前世界各國的抗震設(shè)計(jì)理論都是在反應(yīng)譜和延性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上形成的。20世紀(jì)90年代中期,中國、美國、日本學(xué)者先后提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法 (Performance–Based Seismic Design,PBSD)。目前,基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注,世界各國的學(xué)者紛紛投入了這一研究熱潮。

目前,基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念已經(jīng)受到了人們的廣泛關(guān)注,世界各國的學(xué)者紛紛投入了這一研究熱潮。目前在基于性能的設(shè)計(jì)方面已有了各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和指南,國內(nèi)在一些重大工程中的應(yīng)用已在國際上產(chǎn)生了重要影響。

實(shí)驗(yàn)研究仍為檢驗(yàn)理論的重要手段,模型試驗(yàn)、數(shù)值分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及多實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合實(shí)驗(yàn)等多種手段,以及結(jié)合現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)科學(xué)、觀測學(xué)等方面的研究成果,實(shí)驗(yàn)手段和方法不斷得到充實(shí)和發(fā)展[3]。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方面,把振動(dòng)臺 (臺陣)和快速擬動(dòng)力結(jié)合的混合試驗(yàn)方法近年來也受到了較多的關(guān)注?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展為結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)技術(shù)的提高與推廣提供了新的機(jī)遇,遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)協(xié)同實(shí)驗(yàn)已成為國內(nèi)外學(xué)者的重要研究內(nèi)容之一。未來人們將更加關(guān)注如何將試驗(yàn)技術(shù)與數(shù)值模擬技術(shù)結(jié)合,如何進(jìn)一步充分利用先進(jìn)的復(fù)合材料、智能材料、先進(jìn)的傳感技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù),使得實(shí)驗(yàn)更為精確。

2.2.2 工程結(jié)構(gòu)抗風(fēng)

風(fēng)洞試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)抗風(fēng)的主要內(nèi)容和重要的研究手段。氣動(dòng)彈性風(fēng)洞試驗(yàn)是目前直接獲取響應(yīng)和識別風(fēng)荷載的重要方法。該方法對不同的研究對象,如大跨橋梁、高聳結(jié)構(gòu),具有不同的模型。由于風(fēng)洞試驗(yàn)主要是借鑒航空領(lǐng)域的技術(shù)和方法,這使得風(fēng)洞試驗(yàn)與土木工程的模型試驗(yàn)有很多不同之處。雖然在風(fēng)荷載的模擬上產(chǎn)出了一些重要的成果,但還有許多問題有待研究,如紊流度的模擬等[7-10]。

大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和響應(yīng)機(jī)理、結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能和設(shè)計(jì)方法方面,已基本上建立了抗風(fēng)設(shè)計(jì)體系,并在多數(shù)國家的建筑荷載規(guī)范中得到應(yīng)用。但隨著建筑高度和柔性的增加及外形的個(gè)性化發(fā)展,橫風(fēng)向的響應(yīng)也越來越重要。對于低矮建筑的抗風(fēng)問題,雖然近地高紊流模擬十分困難,但在現(xiàn)場觀測、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方面較為便利,擬補(bǔ)了不足。

目前人們將主要關(guān)注[4]:邊界層風(fēng)場特性研究和結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)的實(shí)測,風(fēng)洞試驗(yàn)理論和數(shù)值模擬方法研究,空氣動(dòng)力學(xué)和氣動(dòng)彈性力學(xué)機(jī)理研究,大尺度結(jié)構(gòu)風(fēng)效應(yīng)及抗風(fēng)設(shè)計(jì),大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)風(fēng)致災(zāi)變物理和數(shù)值模擬,結(jié)構(gòu)風(fēng)致災(zāi)變安全控制和城市風(fēng)災(zāi)評估,風(fēng)效用敏感結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載和風(fēng)效應(yīng)理論研究和現(xiàn)場實(shí)測,強(qiáng)風(fēng)作用下重大工程結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載和風(fēng)效應(yīng)控制等。

2.3 工程結(jié)構(gòu)的災(zāi)害控制

結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在風(fēng)和地震等動(dòng)力作用下的反應(yīng)和損傷、有效地提高結(jié)構(gòu)的抗振能力和抗災(zāi)性能,是抗震減災(zāi)積極有效的對策[1-2]。土木工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用可以追溯到上世紀(jì)50年代,日本Kobori提出了結(jié)構(gòu)變剛度的減振概念,開啟了通過在結(jié)構(gòu)上安裝附加元件減輕結(jié)構(gòu)振動(dòng)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制新思路。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制按照其工作機(jī)理的不同,大體上分為基礎(chǔ)隔震、耗能 (阻尼)減振、主動(dòng)和半主動(dòng)控制、以及近年發(fā)展起來的智能控制。

基礎(chǔ)隔震通過在上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)之間設(shè)置水平柔性層、延長結(jié)構(gòu)側(cè)向振動(dòng)的基本周期,從而減小水平地震地面運(yùn)動(dòng)對上部結(jié)構(gòu)的作用。超高層建筑由于自身重量較大,不適用于采用基礎(chǔ)隔震的控制方案。結(jié)構(gòu)被動(dòng)耗能減振則是在結(jié)構(gòu)中設(shè)置阻尼耗能元件和吸振系統(tǒng)、耗散結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量,從而減輕結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng),是適用于超高層建筑抗震和抗風(fēng)的優(yōu)良控制裝置。70年代初,美國 Kelly提出在結(jié)構(gòu)中設(shè)置非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耗能元件金屬軟鋼屈服耗能器,來分擔(dān)和耗散本來由結(jié)構(gòu)構(gòu)件耗散的能量,由此形成了結(jié)構(gòu)耗能減振的一個(gè)重要方向。此外,美國在已倒塌的紐約世界貿(mào)易中心雙子塔上安裝的1萬多個(gè)粘彈性耗能器,美國西雅圖的Columbia SeaFirst大廈上就安裝的260個(gè)粘彈性耗能器,意大利那不勒斯的一幢29層鋼結(jié)構(gòu)懸掛建筑安裝的軟鋼耗能器,都是耗能減震裝置在提高結(jié)構(gòu)抗震和抗風(fēng)性能的成功工程例證。結(jié)構(gòu)中設(shè)置耗能元件通?？梢越o結(jié)構(gòu)附加10%、甚至20%以上的阻尼比,對多數(shù)結(jié)構(gòu)都具有較好的減振效果。由于被動(dòng)耗能減振裝置是較早進(jìn)行開發(fā)和研究的振動(dòng)控制裝置,目前已有大量的耗能裝置的力學(xué)性能分析理論和試驗(yàn),以及安裝相關(guān)控制裝置的結(jié)構(gòu)分析、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)成果。被動(dòng)耗能減振結(jié)構(gòu)已在國內(nèi)外建成了數(shù)百座,并在一定程度上經(jīng)受了地震的考驗(yàn)。

結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制通過實(shí)時(shí)測量結(jié)構(gòu)反應(yīng)或環(huán)境干擾,采用現(xiàn)代控制理論的主動(dòng)控制算法、在精確的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上運(yùn)算和決策最優(yōu)控制力,最后作動(dòng)器在很大的外部能量輸入下實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制力。主動(dòng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器HMD和主動(dòng)質(zhì)量阻尼器AMD等主動(dòng)控制系統(tǒng)在高層建筑、電視塔和大型橋塔結(jié)構(gòu)的風(fēng)振和地震反應(yīng)控制應(yīng)用中取得了很大的成功。目前已有50余座高層建筑、電視塔和大型橋塔結(jié)構(gòu)(包括橋塔施工階段的風(fēng)振控制)應(yīng)用了HMD或AMD主動(dòng)控制系統(tǒng)。但是,由于主動(dòng)控制系統(tǒng)需要提供較大的外部能源,在一定程度上限制了主動(dòng)控制技術(shù)的工程應(yīng)用。此外,傳統(tǒng)的AMD控制系統(tǒng)中的液壓伺服作動(dòng)器或伺服電機(jī)/馬達(dá)存在液壓作動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜、制造成本高;需要定期換油、維護(hù)成本高;經(jīng)常由于密封不嚴(yán)而漏油、污染環(huán)境;系統(tǒng)運(yùn)行噪聲大;經(jīng)過電液能量轉(zhuǎn)換后能源利用效率降低等等。針對上述問題,提出了電磁驅(qū)動(dòng)AMD控制系統(tǒng),借鑒磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)原理,利用電磁場耦和產(chǎn)生的電磁力作為結(jié)構(gòu)振動(dòng)主動(dòng)控制力的來源,通過引入非接觸式電磁場電磁推力驅(qū)動(dòng)技術(shù),可以有效避免傳統(tǒng)AMD控制系統(tǒng)中接觸式傳力的諸多問題。

結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制和以磁流變阻尼器為典型代表的土木工程智能控制的原理與結(jié)構(gòu)主動(dòng)控制基本相同,只是實(shí)施控制力的作動(dòng)器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動(dòng)地、甚至可以說是巧妙地利用結(jié)構(gòu)振動(dòng)的往復(fù)相對變形或相對速度,盡可能地實(shí)現(xiàn)主動(dòng)最優(yōu)控制力,目前已成功地將磁流變液阻尼器應(yīng)用于橋梁和海洋平臺的振動(dòng)控制。

上世紀(jì)中后期在美國、日本和臺灣發(fā)生的幾次大地震災(zāi)害表明,按照目前抗震規(guī)范設(shè)定“大震不倒”的安全目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)的建筑,雖然可以保障室內(nèi)人員的安全,但是由于結(jié)構(gòu)損傷所帶來的巨額修復(fù)費(fèi)用和結(jié)構(gòu)功能失效所引起的經(jīng)濟(jì)損失無法估量。針對上述問題,1994年美國加州結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會 (SEAOC,Structure Engineer Association Of California)在加州緊急事務(wù)管理廳 (California Office Of Emergency Service)的組織下,由Vision 2000 Committee編寫出版了 《Performance-Based Seismic Engineering of Building》,系統(tǒng)提出結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的概念和理論框架[14]。1996年, ATC出版了ATC-40報(bào)告,將PBSD的核心思想納入其中。同年,由美國聯(lián)邦緊急事務(wù)管理廳(Federal Emergency Management Agency,FEMA)出版了FEMA273和FEMA274報(bào)告。上述3個(gè)文件是搭建了PBSD概念體系的基礎(chǔ)和理論框架。

SEAOC Vision 2000的文件中對結(jié)構(gòu)基于性能設(shè)計(jì)的概念、結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)和性能目標(biāo)、結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的可行設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)論述[5-6];ATC-40則主要針對鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu),提出基于能力譜法的性能設(shè)計(jì)方法;FEMA273則針對在不同概率意義下的地震地面運(yùn)動(dòng),提出結(jié)構(gòu)的不同性能目標(biāo),以及在不同性能目標(biāo)下結(jié)構(gòu)從線性靜力分析到非線性時(shí)程分析的方法。在結(jié)構(gòu)基于性能設(shè)計(jì)的理論發(fā)展過程中,美國和中國學(xué)者等人開創(chuàng)性和持續(xù)的研究工作,為該理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)和原動(dòng)力,發(fā)表了一系列理論研究成果。此外,SEAOC和FEMA以及ATC三家研究機(jī)構(gòu)圍繞PBSD展開了一系列的研究。

在PBSD的理論框架下,如何對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并損傷評估,是PBSD設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。目前,用于PBSD的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法主要包括線性靜力分析法、線性動(dòng)力分析法、非線性靜力分析法和非線性動(dòng)力分析法。Pushover是一種基于增量靜力非線性分析的結(jié)構(gòu)非線性靜力分析方法,其核心是假定結(jié)構(gòu)承擔(dān)某一特定分布形式的側(cè)向力,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行增量加載的全過程非線性分析,直至結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞為止。由于其簡單、高效,而且能夠得到較滿意結(jié)果,因而在結(jié)構(gòu)非線性靜力分析和基于性能設(shè)計(jì)中得到廣泛重視。Pushover分析由于假定結(jié)構(gòu)反應(yīng)受單一振型控制,忽略了高階振型的影響,因此在多振型結(jié)構(gòu),尤其是超高層建筑分析中存在較大誤差。

在地震作用下采取合理的損傷模型和損傷指標(biāo)來評估結(jié)構(gòu)的損傷和破壞程度,是PBSD中在不同設(shè)防水準(zhǔn)下以及確定的性能目標(biāo)下,評估結(jié)構(gòu)性能水準(zhǔn)和安全水平的重要內(nèi)容。目前,被地震工程界所普遍接受的局部或構(gòu)件損傷模型包括結(jié)構(gòu)最大塑性變形、結(jié)構(gòu)累積耗能以及Park和Ang提出的最大位移與滯回耗能線性組合的雙參數(shù)地震損傷模型。大量試驗(yàn)結(jié)構(gòu)證明,結(jié)構(gòu)的損傷和倒塌與結(jié)構(gòu)最大塑性變形(或采用層間位移角或延性系數(shù))之間具有密切的關(guān)系,因此被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)安全評估。然而,結(jié)構(gòu)最大塑性變形沒有考慮結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下的低周疲勞和累積能量耗散,因此具有一定的局限性。如何考慮超高層建筑的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)特性,發(fā)展適用于超高層建筑的損傷模型,是超高層建筑結(jié)構(gòu)損傷評估的重要內(nèi)容。

結(jié)合結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù),發(fā)展基于性能設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)非線性損傷控制方法,是提升結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平和提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效技術(shù)途徑。然而,有關(guān)該方面的研究目前還較少,相關(guān)研究成果極為缺乏。

結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)和基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論,是上世紀(jì)后幾十年結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)的重要成果。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,為提高結(jié)構(gòu)在動(dòng)力災(zāi)變動(dòng)力荷載作用下的抗災(zāi)能力提供了全新的技術(shù)手段;而基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論,為提升結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能力,建立全新的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提供了框架體系。然而,目前結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究和應(yīng)用,基本上都是建立在結(jié)構(gòu)線性假定的基礎(chǔ)上,尚未在基于性能設(shè)計(jì)的理論框架下,建立結(jié)構(gòu)-控制體系的一體化設(shè)計(jì)理論和方法。

從理論上,應(yīng)進(jìn)一步開展下列研究:結(jié)構(gòu)破壞控制 (可更換構(gòu)件)設(shè)計(jì)理論研究,減、隔震裝置理論模型與分析方法,工程結(jié)構(gòu)減震設(shè)計(jì)理論,減震結(jié)構(gòu)破壞機(jī)制,大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)減震理論與技術(shù)研究。

此外,抗火和抗爆也是土木工程災(zāi)害關(guān)注的兩個(gè)重要問題,限于篇幅所限,本文未作進(jìn)一步的討論,相關(guān)的內(nèi)容可見本文的參考文獻(xiàn) [15-18]。

綜上所述,在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域,已取得了許多研究成果,并以此為基礎(chǔ),編制了各類用于指導(dǎo)防災(zāi)減災(zāi)工作的規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn),這些研究成果得到了實(shí)際應(yīng)用。從理論研究和實(shí)際問題上來看,在許多情況下,這些成果是卓有成效的。然而,在一些巨大的災(zāi)害面前,比如汶川地震,卻顯得我們減災(zāi)工作的目的遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有實(shí)現(xiàn),也使得我們進(jìn)行反思。雖然它包含一些政策上的原因,但在技術(shù)層面上,毫無疑問,也存在著問題。是我們的技術(shù)完全不過關(guān),還是我們現(xiàn)有的技術(shù)推廣應(yīng)用的不理想,這一點(diǎn)應(yīng)該在我們考慮發(fā)展戰(zhàn)略和未來工作重點(diǎn)時(shí)引起足夠的重視。

3 未來發(fā)展淺析

防災(zāi)減災(zāi)是個(gè)長期復(fù)雜的工作,不僅需要多學(xué)科的相互交叉和支持,從根本上解決所面臨的科學(xué)技術(shù)難題,同時(shí),也要充分推廣應(yīng)用現(xiàn)有各類成熟先進(jìn)的技術(shù),切實(shí)提高工程結(jié)構(gòu)——尤其我國城鄉(xiāng)地區(qū)——的抗震能力。前者是個(gè)長期的工作,要隨著研究工作的深入,不斷積累和儲備,后者要加大對現(xiàn)有良好技術(shù)的推廣,把我們目前現(xiàn)有的知識和技術(shù)充分的發(fā)揮和應(yīng)用。

3.1 深入基礎(chǔ)理論的研究,增強(qiáng)知識和技術(shù)儲備

1)要深入研究工程結(jié)構(gòu)抗震與減震方面的新理論、新方法、新材料和新技術(shù)。以工程結(jié)構(gòu)為對象,重點(diǎn)研究結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論和災(zāi)害的控制。通過持續(xù)的理論研究和工程實(shí)踐,形成具有我國特色的防災(zāi)減災(zāi)理論體系,解決我國土木工程實(shí)踐中的防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)技術(shù)問題,使我國的土木工程防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)技術(shù)水平與我國的土木工程大規(guī)模建設(shè)熱潮相適應(yīng),并逐步與國際潮流融合。

2)在瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿方向和關(guān)鍵科學(xué)問題開展深入研究的同時(shí),結(jié)合我國的重大工程,諸如能源領(lǐng)域、交通領(lǐng)域等,與城市發(fā)展的工程實(shí)際問題與技術(shù)需求,積極推動(dòng)本學(xué)科的創(chuàng)新性研究成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,提升整個(gè)建設(shè)行業(yè)的高科技含量。

3)通過參與國際交流與合作,讓國際同行了解我國的土木工程防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)技術(shù)水平與工程應(yīng)用成果,并使我國的土木工程防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)技術(shù)在國際上占有一席之地。

3.2 促進(jìn)基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化,加大現(xiàn)有成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用

1)要優(yōu)先支持和引導(dǎo)科技成果的轉(zhuǎn)化,積極推廣現(xiàn)有技術(shù)——建筑技術(shù)、災(zāi)害控制技術(shù)的應(yīng)用,使得我們現(xiàn)有的科技水平得到充分的體現(xiàn),發(fā)揮作用。

2)在著重加強(qiáng)重大工程中科學(xué)技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用的同時(shí),也要加強(qiáng)提升量大面廣的鄉(xiāng)鎮(zhèn)建筑的減災(zāi)能力,使得廣大民眾切實(shí)得到益處。

[1]周福霖.工程結(jié)構(gòu)減震控制[M].北京:地震出版社, 1997.

[2]呂西林,復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)抗震理論與應(yīng)用 [M].北京:科學(xué)出版社,2007.

[3]Stephen A.Mahin.Future Directions in Earthquake Simulation[C]//Proceedings of the First International Conference on Advances in Experimental Structural Engineering,July 19-21,2005,Nagoya,Japan,39-49.

[4]防災(zāi)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究組.防災(zāi)工程學(xué)科研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢 [R].國家自然科學(xué)基金委員會建筑、環(huán)境與土木工程學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研究綜合報(bào)告,2005.

[5]2008.IABSE Congress Report.Creating and Renewing Urban Structures[R].Chicago,USA,September 2008.

[6]J.P.Moehle.Performance-based Seismic Design of Tall Buildings in the U.S.[C]//The 14th World Conference on Earthquake Engineering,Beijing,China, October 12-17,2008.

[7]H.Tanaka and Y.J.Ge.Bluff-body Aerodynamics Application in Long-span Bridges[R].Lecture Notes of the COE International Advanced School on Wind Effects on Buildings and Wind Resistant Design,Shanghai,China,2007.

[8]G.Solari.The International Association for Wind Engineering(IAWE):Past,Present and Future[C]// Proceedings of the International Workshop on Wind Engineeringand Science,New Delhi,India,October 2004.

[9]項(xiàng)海帆.現(xiàn)代橋梁抗風(fēng)理論與實(shí)踐 [M].北京:人民交通出版社,2005.

[10]A.G.Davenport.Past,Present and Future of Wind Engineering[C]//Proceedings of the 5th Asia and Pacific Conference on Wind Engineering,Kyoto,Japan,October 2001.

[11]A.D.Kiureghian.A Coherency Model for Spatially Varying Ground Motions[J].Earthquake Engineering and Structural Dynamics,2006,25(1):99-111.

[12]李 杰.生命線工程的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢[J].土木工程學(xué)報(bào),2006,38(1):6-11,42.

[13]T.D.O'Rourke,and C.H.Trautmann.Earthquake Ground Rupture Effects on Jointed Pipe[C]//Proceedings of 2nd Specialty Conference on Lifeline Earthquake Engineering,ASCE,San Francisco,1981:65-79.

[14]B.R.Ellingwood.Mitigating Risk from Abnormal Loads and Progressive Collapse[J].J Perform Construct Facil,2006,20(4):315-323.

[15]G.Q.Li,S.C.Jiang,Y.Z.Yin,et al.Experimental Structural on the Properties of Constructional Steel at Elevated Temperatures[J].Journal of Structural Engineering,2003,129(12):1 717-1 721.

[16]P.Bamonte and R.Felicetti.Fire Scenario and Structural Behaviour of Underground Parking Lots Exposed to Fire[C]//Proceedings of International Conference,Prague,19-20 Feb.2009:60-65.

[17]Z.X.LI,H.DU,C.X.BAO.A Review on Current Researches on Blast Load Effects of Building Structures in China[R].Tianjin:Transactions of Tianjin University,2006,12(S):35-41.

[18]Y.C.Shi,H.Hao,Z.X.Li.Numerical Derivation of Pressure-Impulse Diagrams for Prediction of RC Column Damage to Blast Loads[J].International Journal of Impact Engineering,2008,35(11):1 213-1 227.