01《世纪大讲堂》彭培根讲稿 2010 10 16.doc

鳳凰衛视世纪大讲堂2010年9月20日录像 10月9日或16日14:00播出讲题：能减轻地震灾害的柔性结构隔震科技 主讲人： 彭培根 清華大学资深教授；联合国-国际生态安全科学院院士讲稿：当2010年9月5日新西兰的7.2级大地震发生之后，媒体大量报导了这次在这个40万人口的城市，大地震后居然是“零死亡”！而这个原因之一是新西兰在使用“隔震结构”技术上，在世界上是领先的地位。群众和网民都在问4.14的玉树7.1级大地震，又是人口稀疏的地区，为什么会有2986人的死亡？好在，中国政府已经高度重视地震的抗震有关科技，国务院连续颁发了几个文件和加强抗震的措施；2009-2010年就有国标级的建筑设计抗震规范，“亡羊补牢”是一种改革的机遇，抗震减灾的机制正在强有力地在进行中。鳳凰衛视也非常重视抗震的有关科技；否则，他们也不会安排我来讲这个题目。我曾经在世纪大讲堂讲过一次后现代主义建筑。以上这些问题事关人民生死大事，加强了促使我来介绍隔震结构的积极性。现在我来谈谈隔震结构的高新科技；分成5部份来讲：（一） 什么是隔震结构科技？（二） 隔震结构能将地震的损坏力度减低多少？（三） 2009年到2010年，我国有关隔震的国标级的地震抗震规范；（四） 我国有哪些重要建筑使用了隔震科技和实际工程造价概念。 （五） 美国的建筑物用隔震结构取代原有结构的16个实例。一、 什么是隔震结构科技？最早的隔震结构或构件，在一百多年前就有用在房屋或桥梁上。澳大利亚有一座在1889年建成的桥梁，就用了隔震垫子；但是，它们是全橡胶的雏型的隔震垫子。现代的“铅芯隔震支座”是由一层钢板和一层橡胶垫子(都是3mm左右的厚度）合成的。50年代我们的人大会堂就用了巨大的钢弹簧圈。60、70年代美国日本等国家也开始在建筑物和桥梁上，用了一些早期的基本全是橡胶的隔震墩子。现代的“铅芯隔震支座”是橡胶和钢板合成的，这是二十多年前，联合国工业发展组织（UNIDO）资助了国内外一些華人专家（包括台湾的专家）的努力下；研究出来的科研成果。现代地震隔震技术的普及推廣和实际应用，已经在日本和美国等西方国家；近十多年发生的大地震中凸显出很好的隔震作用。大大降低了死亡人数和财产损失。而由中国工程院周福霖院士领导的在廣州大学的隔震减震控制国家重点实验室的科研团队；二十多年来所取得的科研成果和壹千栋以上的竣工隔震建筑物，使得周院士完全与世界先进水平保持同步；并得到了UNIDO及国际上的认同与尊敬。近五年以来，尤其是在汶川大地震之后，我国在隔震技术领域向前迈进了几大步；2010年5月颁布了相关的国家标准级别的隔震规范和隔震產品标准等文件；政府、社会各界和廣大房屋业主也都越来越关心自身生命财产的安全问题。二、 隔震结构能将地震的损坏力度减低多少？现代的“铅芯隔震支座”可以通过以柔克刚作用，将八级地震的损害程度降到五级以下。1995年1月17日，日本大阪神户地区发生了7.2级的大地震，许多建筑物受到破坏，但是有一栋完全未受到任何破坏的建筑物，它便是神户市的西部邮电通信大楼。主要原因是因为该大楼采用了可以柔克刚的隔震结构。过去我国对建筑物的地震对策，一般性都采用硬碰硬的抗震结构，也就是传统的钢筋混凝土或钢筋砖混的结构系统。抗震结构的建筑物遇到五级、六级地震时，摇动力量很激烈，因而会造成建筑物损坏,使得出入口的门框或窗框变形而无法开关，各种非固定的柜子翻倒，厨房各种餐具和各种物品掉落到地上，甚至伤人。七级以上地震有时建筑物的结构设计或施工质量不好，也会倒塌或造成裂缝！而隔震结构则是在建筑物和基础之间，装设一种橡胶和钢板合成用来以缓冲激烈摇动的隔震支座。地震所造成的灾害，主要是因为地震横向的摇动，与耐震构造相比时，隔震构造的横摇强度，小到只有耐震构造的三分之一到十分之一，建筑物遇到强烈大地震时，其横向移动的幅度很大；隔震建筑物一般都会在建筑物的周围，留出50公分左右，作为可以缓和建筑物水平移动的空间。隔震结构的隔震构造是由两种基本装置所组成：第一种是前面所说的“铅芯隔震支座”。另一种基本装置为衰减装置，又称阻尼器，它是用来拉住建筑物，让它水平晃动时幅度不要晃得太大。它们大多是由钢材和铅等弹性较大的合金或油阻尼器而制成。很多非专业人士，甚至建筑师都会问：什么叫抗震设防的“烈度”？什么叫地震的“里氏级别”？一般来说抗震设防的：“烈度”，要比里氏地震级别的数字要打1个到3个数字；也就是说例如设防烈度是9度，那这个建筑物就可以承受里氏7级到8级的地震的能量；但是并不能防止建筑物内的各种非固定的柜子翻倒，厨房各种餐具和各种物品掉落到地上，甚至伤人。（开始播放周福霖院士的PPT文件的精选图片）特别申明：这个讲座所使用的PPT图片，主要都是来自周福霖院士的资料；限于时间，这个PPT只能播放三分之一左右。特此感谢！三、 2010年中国有关隔震的国标级的地震抗震规范；2010年国家标准建筑抗震设计规范管理组 颁布了：中華人民共和国国家标准 GB 50011-20XX 建筑抗震设计规范 建议下列建筑物应优先采用隔震技术：1. 住宅，安全性较高的住宅2. 要求在地震中不能中断功能的建筑: 医院、政府、电力、供气、电机、电视大楼，交通枢纽，交通指挥中心，机场，车站等3. 有大量弱势人群的建筑: 大型场馆，影剧院等。4. 有珍贵物品，精密系统的建筑（双保险）博物馆，档案室，银行，技术中心，有毒品的实验室四、 我国有哪些重要建筑使用了隔震科技和实际工程造价概念周福霖院士设计的在中国的隔震建筑物，已经有壹千多栋。还有国家地震局或其它设计单位设计的重要的隔震建筑：1、 坐落在北京三里河的国家七个部委的联合办公大楼。它是在2006年竣工的；国家地震局也在其中。（图片）2、 世界最大的独栋隔震建筑物，就是正在施工中的昆明国际机场的；它的面积是50万平方米。（图片）3、 近几年来，解放军301总医院的刚建成的高干病房，也是用了隔震的结构技术。还有，秦皇岛有一个医院的隔震结构部分也是周福霖院士设计的；马上就要开工了。按照2010年国家有关隔震结构的规范，如果一栋建筑的结构设计，可以将8度（烈度）设防降到7度或6度半；7度设防可以降到6度。而6度设防就不能再往下降了。关于实际工程造价的概念：一般来说，一栋建筑物如果使用隔震结构；根据所在地区的不同，每平米将增加200元到250元人民币。这个概念，并未将上述的减少一度烈度的结构设计能节省的费用计算在内。至于，如果要将一栋已经建成的建筑物的传统结构地基的柱子更换为隔震的支柱或基座（美国有16个实例），那每平米就需要500元人民币左右的工程费用。这比对上部结构进行抗震加固的费用仍要低得多，并且，其安全度提高3-10倍！五、 美国的建筑物用隔震结构取代原有结构的16个实例。1 盐湖城政府大厦(Salt Lake City Hall) 1988 2 金刚石研究中心 (Diamond Research Center ) 19913 加州矿业学校 (California School of Mining Technology ) 1993 4 旧金山海军总部 (US Navy Center in San Francisco) 1991 5 老人中心(Senior Citizen Home of San Francisco) 1995 6 纽约长滩医院（New York Long Beach Hospital） 1995 7 奥克兰市政府大厦（Oakland City Hall） 1995 8 加州法院（California Courthouse） 1994 9 加州大学洛杉矶校园工商管理大厦（UCLA Business Management ） 1995 10 加州教育服务中心(California Educational Service Center) 1995 11 旧金山政府大厦(San Francisco City Hall) 1993 12 亚洲艺术博物馆 (Asian Arts Museum) 199313 联合国大厦（19