同時，作為地震多發(fā)國家，我國60%以上地區(qū)處于地震設(shè)防區(qū)域，超高層建筑的抗震性能受到極大關(guān)注。在土木工程業(yè)內(nèi)人士看來，超高層建筑地震災(zāi)變機(jī)理和控制技術(shù)成為超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析的關(guān)鍵。

　　在國家自然科學(xué)基金委員會資助的重大研究計劃“重大工程的動力災(zāi)變”（以下簡稱“重大計劃”）中，研究人員通過八年努力，在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了多項突破性進(jìn)展。

　　該重大計劃集成項目“重大建筑與橋梁結(jié)構(gòu)地震災(zāi)變集成研究”負(fù)責(zé)人、大連理工大學(xué)和沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院教授李宏男向《中國科學(xué)報》記者介紹，集成項目建構(gòu)了超高層建筑結(jié)構(gòu)材料與構(gòu)件模型，對超高層建筑結(jié)構(gòu)地震災(zāi)變機(jī)理開展了試驗研究與數(shù)值模擬，同時對超高層建筑地震災(zāi)變過程開展了控制研究，相關(guān)研究成果在工程實踐中得到了成功應(yīng)用。

　　在超高層建筑結(jié)構(gòu)材料與構(gòu)件模型方面，研究人員圍繞鋼筋混凝土材料本構(gòu)關(guān)系，針對混凝土材料構(gòu)成性質(zhì)的隨機(jī)性和受力行為非線性開展了研究工作�！皩⒒炷�土隨機(jī)損傷力學(xué)的新型理論應(yīng)用于混凝土材料、構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的非線性分析，可以更加準(zhǔn)確地模擬混凝土的非線性行為�！毖芯咳藛T表示，鋼筋混凝土構(gòu)件動力恢復(fù)力模型也是該項工作的重點。他們圍繞地震作用下材料的應(yīng)變率效應(yīng)對鋼筋混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響，開展了一系列試驗研究，并基于國內(nèi)外133個構(gòu)件的靜、動力加載試驗數(shù)據(jù)，建立了不同地震速率下鋼筋混凝土構(gòu)件動力加載的開放性實驗數(shù)據(jù)庫。

　　在超高層建筑結(jié)構(gòu)地震災(zāi)變機(jī)理分析與數(shù)值模擬方面，研究人員開展了復(fù)雜混凝土空間結(jié)構(gòu)動力災(zāi)變機(jī)理分析，建立了重大建筑地震災(zāi)變數(shù)值模擬方法。研究發(fā)現(xiàn)，地震作用的隨機(jī)性會導(dǎo)致超高層建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生不同倒塌破壞模式。李宏男指出：“這是由于在結(jié)構(gòu)發(fā)生初始損傷后，后續(xù)損傷路徑隨地震動作用路徑的隨機(jī)性改變而改變。”此外，他們還在國際上首次實現(xiàn)了600米級超高層建筑地震倒塌全過程模擬，深入揭示了超高層建筑的地震災(zāi)變機(jī)理；提出了建筑結(jié)構(gòu)非線性分析新方法——擬力法，其計算效率較商業(yè)軟件有較大提升。

　　模擬機(jī)理取得進(jìn)展后，研究人員圍繞超高層建筑地震災(zāi)變過程控制開展了諸多研究。例如，基于最新功能材料研發(fā)了包括納米流體阻尼器、壓電自集能性磁流阻尼器、金屬橡膠緩沖阻尼器等新一代高性能阻尼器。同時，進(jìn)行了電渦流調(diào)諧質(zhì)量阻尼器對高層結(jié)構(gòu)的振動控制研究，為設(shè)計提供了依據(jù)，最終在上海中心超高層建筑中得到應(yīng)用。

　　此外，研究團(tuán)隊在此基礎(chǔ)上開發(fā)的新型高性能組合剪力墻和組合柱構(gòu)件已在北京中國尊、天津117、大連國貿(mào)中心大廈等重大工程中得到了應(yīng)用，開發(fā)的可更換連梁的剪力墻在天津117、北京三才堂大樓、西安市中大國際項目等高層住宅建筑得到應(yīng)用。

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，八年來，研究團(tuán)隊走過了一條從理論到應(yīng)用、從機(jī)理模擬到工程實踐的道路，為我國超高層建筑的抗震設(shè)計及相關(guān)規(guī)范編制提供了堅實的理論基礎(chǔ)。