高清PDF《建筑结构的震害规律与分析竖向地震作用与冲量原理 》杨春田 牛春良 著 2014年

前言
在编制国标《烟囱设计规范》(CB 50051)过程中，烟卤规范编制组有关同志，对竖向地震作用的计算方法，进行了近30年的研究。根据海城、唐山地震，积累了大量震害资料。分析烟肉的震害，发现有明显的规律性:即烟囱均为上部破坏或掉头，特別是砖烟囱，在地震烈度V~ WI度就有掉头发生。而在砖筒上加一个集中质量--砖筒水塔， 其破坏规律就完全不同了。此时，破坏均发生在中下部，严重者在中下部塌落。分析这两种结构，直观上就可以看出:由于烟囱上部质量轻，才在上部发生破坏的。在震害中还发现:有的烟囱上部.
折断以后，竞横落在烟囱上面，说明烟囱上部有上抛现象，需要在计算理论方面，寻求更合理的计算方法。
唐山地震时，石块、木头以及人被抛起2m多高，停在芦台车站的车厢掉下轨道，变压器也掉下轨道。而唐山地震并未发现整向地震加速度大于重力加速度，那么，自由物体为什么会被抛起呢?这些现象均说明:竖向地震作用，是一种冲击作用。分析这些现象及结构震害现象以后，我们认为:计算竖向地震作用，采用冲量原理，能够更好地解释震害破坏规律。
1989年，我们在《特种结构》上，发表了《烟囱在竖向地震作用下计算方法的探讨》一文，这是采用冲量原理发表的第一篇论文。1995年1月，又发生了日本阪神7.2級地震，在神户市造成多座中高层建筑中间某一层坍落。浅埋式地铁工程，柱子崩塌，地面塌陷，再次证明竖向地震作用对震害的巨大作用。如果不能正确地考虑和计算竖向地震作用，就无法保证“大震不倒"。
在此背景下，1997年7 月，原冶金工业部建设司和建设部标准司，对我们的研究成果，在大连进行了专家评审。评审结论是:“采用冲量原理计算竖向地震作用，概念清晰，公式简捷实用，是工程抗震理论上的一项创新。该项研究成果达到了国际先进水平。"
为了使研究成果更符合客观实际，《烟囱设计规范》主编单位中冶东方工程技术有限公司(原包头钢铁设计研究总院)委托大连理工大学做了两个烟囱模型试验。试验证明:采用冲量原理计算竖向地震作用是合理的。因此，《烟囱设计规范》(CB 50051- -2002) 将这一研究成果，纳入了规范。本书巴将试验报告全文编入，供读者研究。

笔者编写此书的目的，就是介绍多年来的研究成果，并通过实际震害进行理论分析，其中包括的结构有:多 层建筑、大跨度厂房、烟囱、水塔等特种结构。通过对实际震害的分析，可以进一步看出:在强烈地震作用下，正确的考虑竖向地震效应，对提高抗震设计水平非常重要。否则，难以保证“大震不倒”。
于翔博士和钱七虎院士等(2001)， 在分析日本阪神地震地铁的震害时写道:“1995 年日本阪神地震中，地铁工程结构发生前所未有的破坏，其中柱的破坏尤为严重。人们通常认为是由水平地震作用引起的。但地铁结构的有些震害现象至今无法得到圓满的解释。采用冲量理论分析整向地震力对地铁结构中柱破坏的影响，能较好地解释中柱破坏的震害现象。”这是笔者首次看到资深学者，采用冲量理论计算竖向地震力的文献。相信有更多的学者，会逐渐接受在强烈地震作用下，采用冲量理论计算竖向地震作用是符合实际情况的。通过冲量理论计算的竖向地震与水平地震共同作用，可以更好地解释震害特征和破坏规律。在此说明:由于本书主要分析20世纪中后期的震害，所以，地震的有关参数，均采用《建筑抗震设计规范》(GBJ11- 89)的数值，以便于计算对比。本书初稿由杨春田完成，经牛春良副总工程师校核、补充、完善。在编写中，得到我单位有关领导和部门的支持。鞠建英女士对本书给予一贯关注。在此，一并表示感谢。于淑琴高级工程师曾参加本课题的研究工作，后因工作分工关系，未能参加编写。本书插图由祁妮同志完成。

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