隨著我國城市化的快速發(fā)展,社會財富、資源和功能日益向大城市集中,地震風(fēng)險隨之增長并日益呈現(xiàn)出復(fù)雜化、系統(tǒng)化和非線性的特征。地震造成的大城市功能中斷可能對地區(qū)甚至國家的社會穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。建筑物作為城市人居環(huán)境的基本單元和城市功能的重要支點,其地震安全和震后快速恢復(fù)對于城市系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用。
2009年以來,中國地震局工程力學(xué)研究所科研團(tuán)隊聯(lián)合清華大學(xué)、山東大學(xué)等高校,針對建筑結(jié)構(gòu)易于發(fā)生薄弱層破壞,在非預(yù)期損傷部位發(fā)生不可控的損傷以及發(fā)生損傷之后難以修復(fù),造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損傷并影響震后恢復(fù)的損傷控制難點問題,將傳統(tǒng)的損傷控制拓展到對包括整體損傷分布、構(gòu)件損傷形式和局部損傷部位在內(nèi)的“地震損傷機(jī)制”進(jìn)行全面控制。在這一科學(xué)理念指導(dǎo)下,科研團(tuán)隊取得了三個方面的創(chuàng)新性成果,一是控制結(jié)構(gòu)整體損傷分布方面,研究并應(yīng)用了采用鉸支墻和塑性鉸支墻等整體型關(guān)鍵構(gòu)件提升結(jié)構(gòu)豎向連續(xù)剛度的關(guān)鍵技術(shù)。二是控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷形式方面,研發(fā)了可更換鋼剪切消能器、摩擦消能器、板式阻尼器、黏滯阻尼箱等形式的可快速恢復(fù)消能器關(guān)鍵技術(shù)。三是控制結(jié)構(gòu)局部損傷部位方面,提出了能夠顯著改善建筑中的斜撐、樓板、墻板等局部受力狀態(tài)的新型連接節(jié)點關(guān)鍵技術(shù)。
該研究成果在國內(nèi)外一系列工程項目中得到了推廣和應(yīng)用。其中,鉸支墻/塑性鉸支墻關(guān)鍵技術(shù)成功應(yīng)用于我國河北省唐山市第十一中學(xué)和日本東京的世界首座采用鉸支墻—框架結(jié)構(gòu)體系的高層建筑。可更換鋼剪切消能器關(guān)鍵技術(shù)成功應(yīng)用于北京市、天津市多層和超高層建筑,如天津高銀金融117大廈。新型樓板和圍護(hù)墻體關(guān)鍵技術(shù)成功應(yīng)用于山東省、安徽省多個鋼結(jié)構(gòu)公共建筑和住宅建筑項目。這些研究成果的推廣應(yīng)用進(jìn)一步推動了社會防震減災(zāi)能力的提升,為地震韌性城鄉(xiāng)建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐,產(chǎn)生了顯著的社會效益。