2025年3月,《政府工作报告》明确提出:为适应人民群众对高品质居住生活的向往,应完善相关标准与规范,全力推动建设安全、舒适、绿色、智慧的“好房子”。“好结构”无疑是实现这一目标的关键要素之一。
什么样的结构才称得上是“好结构”呢?多年来,我们始终坚守在推动高质量结构建设与发展的道路上,矢志不渝地追求创新与突破。2009年,我们率先提出了“巨震,(避难单元)不倒”的理念,为房屋抗震性能设定了更高的目标;2014年,我们提出了“有机建筑结构”;2017年提出“有机工业化建筑”;2018年提出“有机地震工程”……(可参见北京峰筑工程技术研究院有限公司简介)
如今,我们特将有关研究成果与经验整理成文,旨在系统总结过往成果,为未来建筑结构的发展提供参考与启示,持续助力“好房子”建设,为人民筑造更加安全、舒适、绿色、智慧的居住空间。我们对“好结构”的认知和理解如下:
1、有机建筑结构(2014)
优秀的房屋结构应该象长期进化的有机生物一样,是建筑物的有机组成部分,基于工程当时、当地的材料、人员、建造技术条件,通过有机整合结构概念、分析、构造、材料、建造技术、工期等,综合平衡成本和收益,在保证工程安全的前提下有效提升建筑物品质,可以称之为有机式建筑结构,简称有机建筑结构或有机结构,参见下图。
有机式建筑结构
有机结构有以下特点:
1)有机结构的第一目标是安全
结构要考虑小概率风险工况,实现预定安全目标。结构的安全目标不但包括人员安全,还包括财产安全,建筑物本身是财产的一部分。
A级安全目标:使用人员生理上未受伤害,心理伤害较轻、财产财产损失很少
B级安全目标:使用人员生理上未受轻伤,财产损失轻微
C级安全目标:使用人员生理上未受重伤 ,财产损失有限
D级安全目标:使用人员生存,未死亡,财产损失严重;
2)有机结构是有冗余的
由于地震、风、爆炸等荷载工况的偶然性,结构必须考虑一定的冗余度,冗余可能是承载力冗余,也可能是延性冗余等。
3)有机结构高度重视提升建筑物品质
有机结构以安全为第一要务,同时重视通过采用有效结构措施提升建筑物品质,尤其是提升建筑物的空间使用品质和视觉品质。
4)有机结构综合平衡成本和收益
有机结构始终关注综合成本和综合收益,希望能够得到高收益成本比。
5)有机结构在满足安全、建造技术要求的前提下,优先考虑采用当时、当地的材料、人员、建造技术尽管目前技术越来越全球化,但是有机结构仍然重视工程所在地区的材料、人员、建造技术等,在确保实现结构安全等前提下,尽可能采用当时和当地的材料、人员和建造技术,即有利于降低成本,降低对环境和社会的干扰,也有利于保证工程质量。
2、有机工业化建筑(2017)
以满足客户需求为核心,用工业化方式建造,能够实现客户在大灾甚至巨灾(包括地震、飓风等)中的生命安全和财产安全,具有适用、绿色、健康、智能、可再生等性能的建筑物,可称之为有机工业化建筑。
有机工业化建筑示意图
3、有机地震工程(2018)
有机地震工程(Organic Earthquake Engineering,OEE)以实现大震甚至巨震中人员生命安全为基本目标,并满足人员对健康的要求,减少地震对人员造成的重伤、轻伤和心理伤害,同时实现一定程度上的财产保护和绿色生态。有机地震工程以可再生的土木工程和人员自救逃生为核心,不但充分利用工程抗震的科学技术,而且期望适当发挥人的能动性,从而可以比较有效控制地震风险,是一种软件与硬件有机整合的系统性工程。相应的地震应对方法可称之为有机地震工程方法(Organic Earthquake Engineering Methodology)。
有机地震工程示意图
4、双高装配式建筑(2022)
未来的装配式建筑既要具备巨(大)震安全、绿色等高品质,又要具备高质量,称之为双高装配式建筑。双高装配式建筑不但高于现有装配式建筑体系的性能,而且应适当高于现浇钢筋混凝土体系的性能,这样才能获得市场和社会的认可,有效推广装配式建筑。在满足现有装配式建筑技术标准的基础上,双高装配式建筑宜满足下述重要性能。(一)巨(大)震不倒。双高装配式建筑应在抗震性能上进一步提升,不但实现“大震不倒”,而且力争实现“巨震不倒”。(二)无渗漏。双高装配式建筑的节点应可靠无渗漏,不低于现浇混凝土结构的防渗性能。(三)检测可靠。双高装配式建筑应有可靠的检测技术,能够分步明检,实现有效监管和提升施工质量。(四)长寿命。双高装配式建筑结构设计使用年限宜提高至70年以上,使用寿命达到140年,有条件的双高建筑物宜达到百年设计使用年限甚至更高。
(本节可参见新工程.新结构.新岩土.新抗震)转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自姚攀峰科学网博客。
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