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现行抗震理论的致命缺点

现行抗震理论的致命缺点

rzz

现行抗震理论的致命缺点是其模型与自然现象不符。自然界中,地震作用在建筑物的基础上,而抗震理论的模型是,要么软考虑地震作用,要么将地震作用等效地加在建筑物的质点上。有人认为地震波速度很快,相对于人的感觉来讲“一下”(立即)从建筑物的基础达到建筑物的顶,正是由于人类的感觉迟钝于地震波的速度及建筑物的反应速度导致现行抗震理论走入死胡同。
 

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迷惑不解

rzz wrote:
现行抗震理论的致命缺点是其模型与自然现象不符。自然界中,地震作用在建筑物的基础上,而抗震理论的模型是,要么软考虑地震作用,要么将等效地加在建筑物的质点上地震作用。有人认为地震波速度很快,相对于人的感觉来讲“一下”(立即)从建筑物的基础达到建筑物的顶,正是由于人类的感觉迟钝于地震波的速度及建筑物的反应速度导致现行抗震理论走入死胡同。

抗震理论不是象你说的那样。我是一个结构工程师,我认为将地震作用等效地加在建筑物的质点上是底层剪力法,仅用于多层结构或水塔等构筑物,对高层或是复杂一点的建筑,应使用振型分解法,弹性时程分析,弹塑性时程分析,最先进的好象是随机震动分析(或是频谱分析),配合震动台试验,可了解结构的薄弱环节及破坏形态,进行争对性的设计预防。
我院正在进行设计的一栋超高层设计,就请高校进行了这方面的研究,先进行场地测试,得出本地区地震波的频谱特性,分别进行了时程分析和随机震动分析,最后用震动台试验验证,很有说服力。
目前的抗震研究成果是有目共睹的,最好的证明是每次地震的伤亡数量在不断下降,如果再来次唐山地震,绝对不会再死几十万人了。
我们也觉得抗震规范有不尽完善的地方,但每次修改都在进步。
“e27"说的好,只见破,不见立。再好请“rzz”兄提出点高见,让我辈长长学问,也好信服。
 

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rzz

“迷惑不解”先生对“现行抗震理论的致命缺点”的回贴代表了对抗震理论掌握的大部分同行的意见、想法。从“迷惑不解”先生下面的内容看,“迷惑不解”先生抗震理论水平已达博士,请问博导是谁。“迷惑不解”先生是否了解“波动理论”。是的“底部剪力”法是将地震效应加在质点上,难道“反应谱”法不是吗?进一步,难道“振型分解”法不是吗?弹、塑性时程分析法若不将地震效应加在质点上,怎么就将地震效应写在了方程式的右边。随机振动(频谱)分析法也没有逃出这个框框。至于震动台试验,你们的震动台能模拟出地震波吗?你们是用静力相似理论建立的模型吧,若此,你们的模型与实物的动力特性一样吗?我认为不同,若此,你们的震动台试验的结果有代表意义吗?用现在的抗震理论计算的建筑物的薄弱环节、震动台试验得到的建筑物的薄弱环节,首先,二者是否相同,其次,与实物是否相同。是的,进行了抗震设计的建筑物的震害小于未进行了抗震设计的建筑物的震害,但是,这样不能说地震——自然现象——被人类认识了。再,哪个专家可以保证自己建造的建筑物在经历某次地震不损害。
 

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rzz


再回迷惑不解问题。迷惑不解先生你在抗震设计时没有感觉到现行抗震理论的不确定因素吗?震型迭加个数、反应谱的加速度的确定、时程分析中步长的选取。迷惑不解先生在你进一步了解现行抗震理论时,对下面现象都没有产生过疑问吗?地震是一个自然现象,建筑物地震反应也是一个自然现象,哪为什么会有那么多互不包含、互不容纳、不能统一的理论描述呢?又产生那么多抗震方法呢?你认为地震被人类认识了吗,若是,哪一个被人类认识了的自然现象(如风、火)能使人类产生心理恐惧,若否,那说明现行抗震理论是假的。自然界中建筑物地震反应由地震与建筑物组成,地震作用于建筑物的基础,迷惑不解先生你看一下,现行抗震理论中哪一个符合这三个条件。不从根本上突破,仅从现象上去完善,绝对得不到“正果”。
 

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迷惑不解

1.运动方程的本质是以牛顿定律为基础,描述运动场中的物质动力平衡。我们看到的方程右边的加速度变量是方程简化后的表达方式,“将地震作用等效地加在建筑物的质点上”的设计方法是上世纪二十年代初由日本设计界提出的抗震设计方法,后经“武藤清”的改进,考虑了结构刚度的影响。现在大家所熟悉的动力分析方法是由美国学者“威尔逊”提出的。与旧方法比,最大的特点就是放弃了“等效”。
2.振动台试验的依据是动力相似原理,而非“静力相似理论”。振动台试验是定性分析的手段,振动台试验对预测结构的破坏形态及薄弱层的效果已经得到大量地震破坏的验证。
3.抗震设计的目的并不是“建筑物在经历某次地震不损害”,而是“小震不坏,中震可修,大震不倒”,所为“大震”也仅是指大于基本烈度1~1.5度时。任何企图设计出“经历地震不损害”的建筑的想法,既不经济,也不现实。设计的目标仅是“用可以接受的经济投入尽量降低地震带来的损害”。
4.震型迭加个数的选择是由计算精度要求控制,反应谱加速度的选择必须根据基本烈度,场地特征及建筑物的重要性和使用年限(可靠度要求不同)确定,至于时程分析中步长的选取,是由计算方法中误差传递的收敛要求控制。对于多层建筑,可能用三个振型迭加就足够,而在我参加的几个电视塔地震分析中,均需使用几十个振型迭加(上海电视塔用了56个)。大坝分析时,数量就更大(葛洲坝是用了9万多个自由度)。至于加速度的大小,有可能统一吗?对于步长的选用,好象在上学时,都做过收敛证明。
5.建筑物(构筑物)自身特性的不同,要求我们对之研究的侧重点不同,使用的方法也要相应改变。在大坝的抗震分析时,不但要考虑大坝与地基的共同作用,蓄水线的变化,更不能忽略相位差的因素。对桅塔结构,用有限杆迭加集中质点反而更方便,但须考虑二次效应。在高烈度区,大跨度结构又要求考虑垂直地震作用。而对与大跨度桥梁(如江阴大桥)地震分析时,因两端地基的不同,就不光是地振波输入的相差问题,还要考虑频谱变化。一句话,建筑物的形式,材料不同,分析和构造的方法要变化。
作为半途出家,做建筑结构设计刚几年的我,不敢说对抗震理论已经掌握。以一个从数学所出来的人的眼光看,对照我国和国外的抗震规范,除了因国力稍低造成陪筋率要求偏低外,我国的抗震设计理论应该是非常先进的。在目前的条件下,不能指望有一种抗震理论能包容各种不同类型的场地条件和建筑形式,除非把建筑吊在空中(吊在空中时,抗风有是难题)。
也许我们对目前的设计或计算方法有不同的理解,但不能因为理解的不同而否定前辈们几代人的努力。至于“现行抗震理论的致命缺点”,真不敢苟同。
土木工程设计是三分理论,七分经验,抗震设计理论又受制于建筑材料及计算手段,要出现如“统一场”理论一样的革命恐怕很难。
 

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rzz

三复迷惑不解先生。当我还在做梦时,迷惑不解先生就已经工作。从这次文章看,迷惑不解先生精通数学,又精通抗震工程,就有很大的优势。迷惑不解先生对现行抗震理论痴迷、有感情,受前辈们的自园其说影响太深。他们把未能认识地震归结为地震复杂、国家的经济、技术条件。
1、方程建立用了牛顿定理,但是,这是结果,没有追究产生加速度的原因。威尔逊法原理上没有逃出现行抗震理论,再,既然威尔逊法好,那为什么有一个参数大于1。47发散,小于收敛,难道地震有一个特点,过了这一点,只要发生了就不停了。
2、我还以为我首先提出了动力相似理论,没有想到迷惑不解先生也知道。但是我想我的动力相似理论和迷惑不解先生知道的肯定不同,请问迷惑不解先生,你的动力相似理论有哪些内容。
3、这是前辈们的自园其说的一个借口。
4、这也是前辈们的自园其说的一个借口。
5、这一条更能说明现行抗震理论是假的。建筑物地震反应是由地震与建筑物组成,难道说建筑物的特性不同就不是建筑物了,地震波一段认为有特点,它就不是地震波了,照这样推论,一个人是瞎子,他就不是人了。
迷惑不解先生的态度我想得到,否则,十多年的心血早被人类接受了。地震再复杂,它是自然现象,不会再变,而人类的智慧是无限的,因此,地震总有一天被人类认识。让震害唤醒人类吧
 

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老同志

从感情上讲,我也赞同“迷惑不解”的观点,但也希望“迷惑不解”反过来想一想,如果真有一种全新的理论(可以有这样或那样的不足)出现,不也是很好吗?!在“rzz ”提出新理论新方法以前,请大家不要急于发表不同意见,以免打断“rzz ”的连续表达,有意见也要等人家把话说完再提吧。在相对论出现时,同样无法得到学术界一致认可。也希望尽快看到“rzz ”的新观点,新方法,别让大家失望喔!
另,动力相似原理是同济朱先生首先提出的振动台试验设计方法(90年左右)。提出动力分析方法的威尔逊与提出差分迭代法的威尔逊不是同一个人。
 

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rzz

复老同志。并不是我不把东西拿出来,我担心同行没有兴趣,无心、无时,有同行讲得好,先破后立,现在还没有破,怎么立,同行用现行抗震理论模型、方法、观点硬去套我的东西,这样不但浪费了同行的精力、时间,还会给我的东西造成不必要的歪曲。同济的朱先生是否是朱伯龙老人家,若是,前几年,朱先生与他的学生写了一篇文章,论述高层突出屋面结构地震反应时间差问题,我给他写了封信,提出了我的一些看法,他及他的学生没有理我。
 

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老同志

不必担心同行的理解能力,更不必担心同行的歪曲。学术上不存在少数服从多数。如果对自己的理论有信心,大家的讨论反而有助于理论的完善。当然,你也不必要求大家先放弃目前的抗震理论后再看你的论文,多种理论的并存是好事。
如果有可能,不妨先简要介绍一下理论的基本假定,计算方法,试验验证及抗震设计方法。新的理论不在乎有多完善,而是贵在新意。如有在国内国际杂志上发表的,不妨注明刊物名称及期号。等着拜读。
 

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rzz

再复老同志。现把论文的发表的刊物告诉你们,若找得到请你们审阅,若找不到,告诉我,我发给你们。1、框架结构质点体系建筑物地震反应新的计算方法 《四川建筑》1996第16卷增刊《冶金建筑分会年会论文集》1997.11《第五届全国地震工程会议论文集》1998.10.20——1998.10.22北京。2、框架结构质点体系建筑物地震反应新的计算方法简要及与试验结果的对比 《四川建筑》2001.03。3、框架结构质点体系地震弹塑性反应新的计算方法 《四川建筑》2002.01。 4、考虑时间差计算框架结构质点体系建筑物的地震反应 结构工程师》1999。
 

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老同志

刚刚读完《框架结构质点体系建筑物地震反应新的计算方法》--《第五届全国地震工程会议论文集》(I)P496,1998.10.20——1998.10.22北京。感到观点新,方法新。
 

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tjdxwch121

楼主是不是在自己的观点得不到重视的情况下,在这里推销自己的观点?不然为什么一定要在这里较真?既然论文集里面都收录了,说明还是得到了不少专家的首肯,那么拿到这里来讨论是出于什么目的呢?
 

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rzz

复tidxwch121。是的,我的掘作在国内数家刊物上发表,也在会上交流过,但是你们注意到没有,刊物是内部交流刊物,虽然有几篇在“四川建筑”上发表,近十年来没有任何反应,我的单位与我的研究相差很远,既得不到单位的支持,还要受到单位的约束。是的,可以说我在推销我的观点,我也在寻找知音,我也在寻找各方面的支持,因为,这个研究成果太大了,我一个人肯定是完不成,涉及的面太广,因此,借贵网宝地,获得广泛支持,促使新抗震理论应用于实践,使地震——这个自然现象——早日被人类认识。
 

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迷惑不解

找到这两篇论文还真不容易,拜读之后,有了这样的感叹:原来论文还可以这么做。“老同志”的点评也含蓄“观点新,方法新”。我也感到新鲜,但更感到荒诞,基本假定荒诞,力学模型荒诞,计算方法更荒诞,结论自然也就......张工,其实你只要建立一个有解析解的,且仅有剪切变形的结构模型,用动力方程解析解来验证一下,就会知道自己错在哪里。或找时间翻一翻结构力学后几章,就该明白模型要怎样建立了。
 

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x档案bak

rzz兄不如再这里阐诉一下自己的理论,毕竟在期刊上发表的东西有一定范围的局限性,也很难与读者作到互动交流.在这里大家可以互动性的研讨和交流,也带动大家对问题探讨的积极性,对每个人对地震的看法也能作到取长去短,其意义远大于在期刊上的学术范围.
 

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wj4112

我对抗震既没有什么研究,也没有拜读楼主的论文,我凑个热闹说说我的疑惑.其中一个问题是,糖葫芦串模型真实吗?根据这个模型,某些著名学者甚至推演出框支剪力墙有利于抗震的结论,根据这个结论修建了一些建筑物,遗憾的是这些“有利于抗震“的建筑物在地震的时候恰恰表现最差。
 

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rzz

复档案bak。我的理论就是强调这样一个思想,建筑物的地震反应是由建筑物与地震组成,二者缺一不可;地震仅(现在还得用“仅”,因为,现行的观念是地震作用于建筑物的质点上,等以后人类的观念改变了、回到自然界中,“仅”就可以取消了)作用于建筑物的基础。在概念上,强调一个因果关系,质点产生加速度的原因——就是力,产生力的条件——就是层间位移与刚度。在技术上,采取以质点脱离体为计算单元,利用牛顿定律,建立平衡方程,以加速度为自变量。在求得某一时段末时刻的加速度后,再计算出相应的位移、速度,这样一步一步的计算,直至地震结束后一段时间,这样,我们就得到了建筑物在地震作用下整个的反应。
 

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rzz

复迷惑不解。从文字上看迷惑不解对新东西非常敏感,有如饥似渴之感。我在网上公布掘作,就是征求同行的批评,想得到同行的帮助。恳请迷惑不解在百忙中给我指明三个“荒诞”,到这个时候,我是看不进书了。谢谢。
 

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rzz

复wj4112。一个理论开始时从简单人手。你的一句话加些状语后,将消除你的疑问。某些著名学者甚至“用现行抗震理论”推演出框支剪力墙有利于抗震的结论,“这正说明了现行抗震理论存在问题”。框架的计算程序有,框支剪力墙方面的论文还没有写出来。
 

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木野狐2004

rzz wrote:
现行抗震理论的致命缺点是其模型与自然现象不符。自然界中,地震作用在建筑物的基础上,而抗震理论的模型是,要么软考虑地震作用,要么将地震作用等效地加在建筑物的质点上。有人认为地震波速度很快,相对于人的感觉来讲“一下”(立即)从建筑物的基础达到建筑物的顶,正是由于人类的感觉迟钝于地震波的速度及建筑物的反应速度导致现行抗震理论走入死胡同。


拜读了你的5篇大作,怎么说你那?支持迷惑不解同学的观点。先贴张片片你看看。书不能只看一两本,内容也不能断章取意。

图(a)为地震波作用于建筑物的基础,可以等效的表达为图(b)与图(c)的叠加,图(b)的作用不会在结构构件内产生内力(质点间无相对位移)。因此如图(c),将反向地震波直接加在质点上与地震波直接作用在基础上对于结果建筑物来说可以产生同样的内力效果。
 

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木野狐2004

楼主能不能简单列举一下哪40位专家,给出了什么样宝贵的意见?
框文的正确性,唉,怎么说你啊,既然也选择层模型,就仍然没有跳出现有的刚度分析的圈子,层模型是一个最简陋的刚度模型。滞回曲线怎么也画不成你那样吧,那显然不是实验得出的结果,臆造的吧,依葫芦画瓢也要有个样才对啊。弹性问题尚未理解清楚之前还是不要去研究什么弹塑性了吧。
什么是骨架曲线,骨架曲线是怎么得来的?还是应当现弄清次序才好。骨架曲线是织不出毛衣的。

回到本文,波的传播与介质的质量有啥关系?现行抗震设计方法的真正弱点你是一条也没涉及啊
不要叫嚣,心平气和的讨论问题,这对你有好处。
不要怀疑前人的智慧,他们那个也不比你笨。即使存在不足之处,那也是认识过程的一个部分。
 

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老同志

迷惑不解 wrote:
找到这两篇论文还真不容易,拜读之后,有了这样的感叹:原来论文还可以这么做。“老同志”的点评也含蓄“观点新,方法新”。

我一直关注本话题的讨论,但面对“rzz ”如此高的热情,不忍心说得太多,因为“rzz ”毕竟花了十多年的心血。我更由衷欣赏“迷惑不解 ”和“木野狐2004 ”的直率,“迷惑不解 ”前两篇的分析很仔细,而“木野狐2004 ”的贴图更简洁,也更能说明问题。我真心希望“rzz ”能从他俩的意见中的得到启迪,你的模型及假定确有不妥之处。同样也希望以后能看到你新的大作,有志者事竟成。
数学和力学是研究抗震的必备基础,十多年前自学流体动力学和空气动力学后就有这样的感慨:工程力学好简单。泛函,群论,即使是图论,拓朴等,也对研究大有裨益,至少表达方式可更简洁,思路更开阔。
“rzz ”可试用矩阵或传递涵数来简化表达;“共振”是你假定中阻尼滞后造成的(只要有阻尼,即使是谐振,也不会出界,非线性的TLD分析除外);收敛宜用数学来证明;频谱分析可以帮你解决很多疑惑。