陈一文:央视新楼加大用钢量增大致命安全问题!


  央视新楼的国内外工程力学设计单位加强“抗震”的唯一措施:“新大楼加大每平方米的用钢量,技术上可以解决安全问题”。这样做不能够减少“安全问题”,反而增大了央视新楼“悬角结构”扭转的力矩,加剧了央视新楼的致命安全问题!

陈一文:“加大每平方米的用钢量”不是减少而是增大“央视新楼致命安全问题”!

-- 央视新楼是“世界第一危楼”“第十一次征求意见稿”(依据二十)

 
央视新楼的国内外工程力学设计单位,为应付央视新楼平面方向、垂直方向与空间上与总体抗震性能根本冲突的不规则结构设计,没有考虑国外经历强震实践考验证明有效的任何抗震隔离措施(注:即便考虑了也于事无补)。他们唯一的“抗震”措施:“新大楼加大每平方米的用钢量,技术上可以解决安全问题”。
 
国内外学者向第14届世界地震工程大会提交的研究论文否定了这种解决措施:
 
罗马尼亚土木工程技术大学M. Iancovici1 et. al.提交的论文《受到Vrancea长时间地面运动影响的高层建筑中能量分布》强调:[1] “受到长时间的地面运动的影响,非规则柔性系统比对称性系统更易遭遇地震活动破坏。”
 
重庆大学土木工程学院刘建伟et. al.提交的论文《不对称结构的非线性扭转响应》也强调强调:[2]
 
地震中的扭转响应通常加剧结构破坏。例如,1985年墨西哥地震中15%的结构破坏由扭转响应造成(Esteva 1987)2008年汶川地震中,许多非对称性结构严重破坏也是由于扭转响应。因此,在地震作用下,扭转响应对非对称结构损害有显著作用。为了减少扭转响应的冲击,中国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)提出控制结构扭转变形的某些规范。但是,在考察扭转响应时,这些规范未能考虑抗横向负载构件的非线性表现,因而该规范对扭转响应的计算依然基于立柱与墙壁的弹性表现。
 
重庆大学土木工程学院韩军提交的论文对多层扭转不规则结构的非线性地震响应分析》强调:[3]
 
历史性地震破坏已证明非规则结构设计容易导致扭转破坏Chandler 1986[4], Wei Lian 2005[5]),这在结构破坏中可普遍看到,它对人类社会造成极大的威胁。1972年危地马拉地震期间有一个有说服力的实例。地震期间,非对称侧向抗力结构设计导致15层的中央银行塔楼垮塌,附近的18层钢管框架结构的美国银行大厦仅受到微小的损坏。这是非对称侧向抗力结构设计受到破坏的典型事例。事实上,1985年墨西哥地震期间,受到损坏的结构的大约50%直接或间接由于结构扭转导致破坏。多样变化的当代建筑风格,使建筑结构中的扭转问题今天更加突出。尽管许多研究论文与国家规范不断强调建筑结构扭转破坏问题,对结构的线性表现或单层非线性的研究也证明富有成效,非规则结构的非线性扭转表现有待进一步研究。
 
该篇论文的四点“结论”尤其令人注意:
 
对结构异常率不同的框架进行强调非线性扭转作用的多波非线性动态时间史分析,表明如下情况:
 
1随着结构异常率增大,楼层位移与漂移较大在刚性一侧增加,楼层位移在柔性一侧增大,其较低量在刚性一侧。楼层的漂移角度没有显示任何明显的变化,大部分围绕规范限度波动。
 
2随着结构异常率增大,楼层的相对扭转较大以及楼层的扭转位移率增大,表明扭转作用增大。
 
3随着结构异常率增大,两侧之间的楼层漂移差增大。
 
4)对于依照规范设计的框架,结构异常率增大对平面扭曲不造成太大变化,但是显著增大扭转角度,这进一步增大了结构组件中的扭转力矩,特别是垂直结构组件中的扭转力矩。这种扭转力矩,及其弯曲与剪切强度中的耦合作用,较小受到工程师们的考虑,表明有理由对这种作用给予更多的注意。
 
这些研究都说明,对于央视新楼空间不规则斜塔悬角结构而言,“加大每平方米的用钢量”不仅不能够减少造成“安全问题”的根本原因,恰恰相反,这样做反而增大了央视新楼“悬角结构”扭转的力矩,加剧了央视新楼的致命安全问题!
 
考问荷兰大都会建筑事务所、Arup工程设计公司与上海现代设计(集团)有限公司建设部全国超限高层建筑审查委员会,请你们向央视广大职工与全国工程力学界清楚证明,对于央视新楼空间不规则“斜塔悬角”结构而言,不可避免增大央视新楼“悬角结构”扭转的力矩的“加大每平方米的用钢量”措施如何减少央视新楼“斜塔悬角”结构的致命安全问题?!
 
参考文献:
 
[1] M. Iancovici1 et. al., Energy distribution in high-rise buildings subjected to Vrancea long period ground motions, The 14th World Conference on Earthquake Engineering October 12-17, 2008, Beijing, China
 
[2] Liu Jian-wei et. al., Nonlinear Torsional Response of Asymmetric Structures, The 14th World Conference on Earthquake Engineering October 12-17, 2008, Beijing, China
 
[3] Han Jun et. al., Analysis on Nonlinear Seismic response of Multi-story Torsion-Irregular Structures, ,The 14th World Conference on Earthquake Engineering October 12-17, 2008, Beijing, China
 
[4] Chandler, A. M. (1986). Building damage in Mexico City earthquake. Nature 320:6062,497-501
 
[5] Wei Lian, Wang Sen and Wei Cheng-ji. (2005). Torsional design method of asymmetric and irregular building under horizontal earthquake action. Building Structure 35:8, 12-17.