专业前沿技术讲座结课论文

题目（中文）：中国结构抗震技术的发展与应用

学 院 建筑工程学院 年级/班级 10级 道桥班 专业 土木工程（道桥） 学生姓名 王轩 学 号 100155201

完 成 日 期 20xx年 10月

中国结构抗震技术的发展与应用

中国是多地震的国家，历史上遭受了许多严重的地震灾害，但是没有开展有组织的工程抗震研究工作。19xx年新中国成立以后开始重视抗震防灾工作，于50年代初成立了专门的研究机构。但是由于强烈地震的复发周期很长，再加上经济条件的限制，在19xx年唐山大地震以前，建筑物都没有采取抗震措施。种种原因造成了唐山地震令人悲痛的历史，之后严重的地震灾害推动了建筑结构的抗震研究和规范标准的制订。此后建筑结构抗震研究和实践有了很大发展，成为结构工程的前沿研究方向。几十年间发展了许多经济实用的抗震技术措施，并在抗震设计规范中得到了应用。在2008汶川大地震中按照规范标准进行抗震设防的建筑物大多数都经受的严峻的考验，与不设防的建筑物形成了鲜明的对照。

唐山地震与汶川地震的历史教训告诫我们，必须重视抗震技术在建筑结构中的应用。灾难可以让一个人成长，一个民族成长，新中国成立以来，中国的抗震技术从无到有，从失败中积累经验教训，不断发展、更新。

有组织的结构抗震研究在我国开始于上世纪的50年代中期，刘恢先教授是我国这一领域最早的学术带头人 。他认为地震对建筑结构的破坏是由于地震的动力作用造成的，强震观测和试验研究，理论分析以及总结震害经验教训应该是抗震工程的基本手段，尽管当时在许多国家都还都将地震作用作为一种静荷载。力排众难，无数次的实验获取数据，分析、总结，终于在1959和19xx年提出了两个版本的规范，简称为“59”规范的“64”规范。如果说前者以“苏联规范为蓝本”，后者则体现了新的观点和科研成果，应该说与发达国家的规范相比毫不逊色。

之后中国又经历了大大小小的地震，这对我国的工程抗震有很大的推动作用，中国建筑科学研究院，等高等学校和科研机构也开始续建立了专业的研究团队。19xx年海城地震和19xx年唐山大地震以后，工程抗震研究受到了前所未有的重视，许多单位参与了震害调查，先后出版了调查报告，在中国建筑科学研究院和冶金建筑研究总院先后成立了抗震研究所，同济大学，清华大学，哈尔滨工业大学也成立了与工程抗震有关的研究机构。19xx年拨乱反正以后哈尔滨工程力学研究所的地震工程研究报告集才得以恢复，在继续出版两集[14]之后于19xx年创办《地震工程与工程振动》杂志。20xx年汶川大地震又一次推动了我

国的抗震防灾工作，四川省在西南交通大学设立工程抗震重点实验室，其它科高等学校和科研机构的抗震研究也得到了加强。

改革以后由于各种需要，地震区高层和大型复杂结构不断涌现，北京的奥运场馆和上海世博会工程大多属于这样的项目，这些结构大多超越了抗震设计规范适用范围，通常都考虑了性能设计的某些要求。为了保障结构的抗震性能计划安全，建设部19xx年发布超限高层建筑工程抗震设防管理规定。于20xx年又公布了抗震设防专项审查办法和技术要点。基于这些文件和在抗震专项审查工作中积累的经验，专家们对有关的问题进行了探讨。超高层建筑的结构设计基本上都是由国内的设计单位为主承担的，其中包括北京的奥运工程和上海世博会工程，尽管有许多建筑方案是国外提出的。这些建筑大多在7度及7以上地震区，这说明在我国工程师的技术水准和解决实际问题的能力已经达到了很高的水平。随着抗震设防专项审查制度的出台和技术要点的不断完善，在很大程度上促进了重大新建工程的抗震质量的提高。

高层建筑的结构体系是随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展的。自20世纪90年代后，高层建筑结构抗震分析和设计已提到各国建筑设计的日程，特别是我国处于地震多发区，高层建筑抗震设防更是工程设计面临的迫切任务。但是在高层建筑的抗震设计方面，还存在着诸如高度问题、材料的选用和结构体系问题、轴压比与短柱问题、较低的抗震设防烈度等方面的问题，这就要求我们不能满足于现状，而要不断的攻克新阶段出现的新问题，这样才能立于世界抗震技术的前列，保证人民、国家的生命财产安全。

人类进入21世纪以来，世界破坏性大地震频发，台湾地震，印尼地震，汶川地震，海地地震，智利地震，日本地震，土耳其地震等等，造成惨重的人员伤亡和巨大的社会、经济损失。我国幅员辽阔，约有80％的大中城市处于地震区，突发强地震多，城市人口稠密，又处于基本建设的高潮期，建筑物集中，一旦发生地震，将会导致工程结构物的大量破坏或倒塌，造成严重的地震灾害。如何采用一种更加安全、有效、经济的结构减震新技术，建造在突发强地震中确保安全的建筑结构物，有效减轻地震灾害，是科学家和工程师们的迫切任务!

除了抗震技术的不断发展，抗震历年也在不断发生着翻天覆地的变化。在抗震防灾中,传统方法还是停留在“堵”上,即通过提高结构承载力和延性来抗御地

震;而近年来开始采用“疏”的办法,也就是将地震运动输入的能量部分转移到隔震元件或减震构件上。

传统抗震设计，是在设防烈度下，达到小震不坏。设计烈度可修(结构已损坏)，大震不倒(结构严重破坏)的设防目标；并以加大结构断面、加强结构强度和刚度的途径以“硬抗”地震。这不仅很不经济，而且也难以确保结构在突发大地震下的安全。近30年来，结构抗震领域的重大创新成果之一是，从主要采用传统抗震技术的“硬抗”技术，逐步改用调整结构动力特性的以柔克刚”的结构减震控制技术。这种新技术，在不增加造价或增加不多的情况下，能成倍地提 高结构的抗震安全性，确保突发大地震下结构的安全。它包括结构隔震，消能减震和结构控制技术。

我国已建成隔震结构工程(房屋，桥梁及其它)约2500座，消能减震和控制结构约500座。我国已完成大批量的隔震、消能和控制装置的性能试验研究，以及安装了这些装置的结构模型振动台验研究；建立了结构隔震、消能和减震控制技术的理论体系和设计方法，编制了相关的设计规范，技术规程和产品标准，并已在全国广泛推广应用，包括世界单体面积最大的昆明新机场隔震航站楼(建筑面积500，000 m2)，世界跨度最长的港株澳减隔震跨海大桥(全长23公里)，世界最高的混合减震控制广州电视观光塔(高度651m)等等。

目前,房屋抵抗倒塌主要依靠结构自身的累积耗能和损坏来实现。随着社会进步,即使能减少地震中人员的伤亡,但由结构破坏造成的直接和间接经济损失及其引发的次生灾害变得日益严重和难以承受,它极大地妨碍着社会发展。近20 年来,世界上逐渐转向结构减震隔震的研究应用,已取得较好进展。试验研究表明,通过适当的减震控制措施,在地震中特别是“大震”作用下,结构的地震作用可大大降低,能有效防御地震灾害。在地震工程中,走抗震与减震相结合的道路,将是今后的发展趋势。

现在国内外采用的隔震措施主要有橡胶垫支座隔震和滑移隔震。前者一般为多层橡胶之间夹以薄钢板,中央加铅芯。这种结构能加长房屋自振周期,使其远离地震波特征周期,减小地震作用,并具自动复位功能。后者是在基础或层间等部位设置低摩擦的滑移元件和限位件等,通过相对滑移运动和摩擦耗能而有效限制地震能量向上部传递和向下部反馈。该方法受力可靠,造价不断降低,施工难度不大,并

可考虑钢件的防锈、损坏更换问题,但需设置复位机构。

60年来的研究和震害经验已经表明，只要采取必要的措施，目前我国常用的的各类建筑结构都能经受强烈的地震作用而不产生严重的破坏，但是需要增加一定的抗震设防费用，也就是说为了保障建筑物在地震中的安全，需要支付一定的代价。由于地震作用的高度不确定性，在制定设防标准方面依然存在低估的风险，再加上在采取抗震措施方面的技术和人为错误，强烈地震今后依然是威胁人类生命安全的最严重的自然灾害。因此人们在协调建筑物的安全与经济问题时，应该更偏向于保障安全的方面，同时也要使各类建筑物和其中的设施具有更好的性能水准，使惨烈的地震灾害不再重演。

20xx年汶川大地震全防卫检验了我国建筑结构的抗震设防，在暴露出许多严重问题的同时也使我们看到了希望。许多调查报告几乎都肯定了我国抗震研究和抗震设计规范的有效性。这说明我国建筑结构抗震探究的大方向是正确的，今后应该坚持重点发展经济高效的抗震技术措施，在完善已有技术的基础上进一步开拓创新，通过跨学科和跨行业的合作提供更多更好的抗震技术和产品，发展相应的设计方法和施工工法，完善规范标准体系。此外也还要对建筑结构抗震设防的监督和管理，逐步使所有的重要建筑都按照性能设计的原则和方法进行设计，进而将抗震防灾措施落实每一栋建筑。

第二篇：中国船舶焊接技术的发展

中国船舶焊接技术的发展

我们上焊接专题讲座已经快一个月啦！我们已经对我们国家的焊接技术在各方面的应用有了一个初步

的印象。这不仅对我们的知识是一种增长，而且对于我们以后找工作也有很大的帮助。在各个方面的发展

上令我印象最深刻的是船舶方面，我们国家从以前没有自己的船只到现在别国来我国定制船只，这不仅是

一种发展，更是我们的自豪。所以我就拿中国的船舶焊接技术同外国比较下。

船舶工业是为水上交通、海洋开发和国防建设等提供技术装备的现代综合性产业，也是劳动、资金、

技术密集型产业，对机电、钢铁、化工、航运、海洋资源勘采等上、下游产业发展具有较强带动作用，对

促进劳动力就业、发展出口贸易和保障海防安全意义重大。我国船舶工业有望成为最具有国际竞争力的产

业之一。

自改革开放以来，我国船舶工业经过不懈努力和拼搏，已经发展成为具有良好信誉、相当规模、产

业结构相对合理、综合发展优势显著的产业之一。尤其是进入二十一世纪以来，抓住了国内外船舶市场难

得的兴旺机遇，努力拼搏，喜获丰收。20xx年全国造船完工总量突破了1400万载重吨，连续十多年居世

界第三，与韩国、日本的差距大幅缩小，新承接船舶订单显示出我国造船业强劲的快速发展势头

在20xx年由国务院批准发布的《船舶工业中长期发展规划》中明确地指出了产业规划的指导方针和

发展目标，指导方针为深化改革、加快发展，坚持走新型工业化道路；调整存量资产和新建产能相结合，

优化船舶工业组织结构；提高自主研发能力和船用设备配套能力，增强船舶工业核心竞争力；“引进来”

和“走出去”并举，造船企业要重点引进消化吸收模块化舾装、高效焊接、切割等船舶建造关键技术和现

代化造船生产管理技术，转化生产方式，提高建造技术水平和生产效率，尽快达到国际先进水平，拓宽船

舶工业发展空间。发展目标为：20xx年自主开发、建造的主力船舶达到国际先进水平，年造船能力达到2300

万载重吨，年产量1700万载重吨，造船年销售收入1500亿元。20xx年，形成开发建造高技术、高附加值

船舶的能力，年造船能力达到2800万载重吨，年产量2200万载重吨，年销售收入1800亿元，使我国成为

世界造船强国。

1 船舶焊接技术是船舶建造技术中的关键技术

船舶焊接技术是我国现代造船模式中的关键技术之一，船舶工业把缩短造船周期作为永恒的主题“要

缩短造船周期必然要提高生产效率，正如古人云‘工欲善其事，必先利其器’”，先进的造船高效焊接技

术，在提高船舶的建造效率、降低船舶建造成本、提高船舶建造质量上的作用是不可小视的，也是企业提

高经济效益的有效途径。

采用先进的船舶高效焊接技术还会涉及船舶制造中的工艺设计、计算机数控下料、小合拢、中合拢、

大合拢、平面分段、曲面分段、平直立体分段、管线法兰焊接、型材部件装焊等工序和工位的焊接工程，

同时也会牵动着与之相关的焊接产业链，如钢铁、金属加工、金属热切割、焊材、焊剂、保护气体、无损

探伤、焊接接头性能与质量评估、焊接电源、焊接能源、电子控制系统、焊接专用自动化工装、焊接辅器

具和环保、焊工技能培训、焊接质量管理与控制、焊接接头设计、焊接标准与规范等，由此可见船舶焊接

技术在船舶制造中占有重要的地位，是一项技术性、专业性很强的系统工程。为此，在我国两大船舶集团

公司的领导下于19xx年组建了船舶工业高效焊接技术指导组，开展了规划、决策、指导、协调、咨询和信

息交流等方面的有效活动，圆满地完成了“十五”提出的推广应用高效焊接技术的各项指标，提高了我国

造船焊接技术的水平。目前，船舶建造中CO2气体保护半自动焊接技术已在船厂广泛应用，其应用率达到

60%~65%。

船舶焊接技术的新发展

经过50多年的发展，中国已经成为世界上的焊接大国和第三造船大国，但远不是一个焊接强国。广

大造船焊接科技人员一直致力于造船焊接工艺方法的多样化，目前已有40多种造船焊接工艺方法并获得有

关船级社的认可。高效焊接技术除了在散货船、油船、集装箱船等主力船型上应用之外，还在液化天然气

船（LNG）、液化石油气船（LPG）、大型散装箱船、海洋浮式生产储油船（FPSO）、超大型油船（VLCC）、

滚装船、水翼船等高技术、高附加值船舶上获得广泛应用。表2所示为中国造船高效焊接技术类别及工艺

方法。

船厂的焊工人均焊接材料日消耗量已达15公斤/人·日，单面焊衬垫的使用量达70万米，高效节能

型焊接设备应用率达95%以上，旋转式直流焊机已基本淘汰。船舶焊接的能耗、焊工的劳动强度均有大幅

度的下降。以广船国际股份有限公司为例，由广东省环保局会同广州市环保局组织专家对该公司进行清洁

生产审核验收，20xx年1-10月共节电922万度，节约钢材1876.4吨，节约焊材55.3吨，被评为全国首

家通过清洁生产验收的造船企业，为打造“绿色造船”的目标奠定了基础。

船舶焊接规范与节能环保

船舶焊接规范与标准是衡量船舶焊接技术水平的最终体现。世界上一流的企业出标准，二流的企业

出技术，三流企业出劳力。目前我国在船舶焊接施工中应用的主要是中国船级社“材料与焊接规范”（20xx），

简称为ccs规范，对船用金属材料、焊接材料、焊接工艺认可、焊工资格考试、船体结构的焊接与铆接、

海上设备结构的焊接、受压壳体的焊接、重要机件的焊接、压力管系的焊接及海底管系的焊接等方面进行

了标准化与规范化，使船厂在船舶建造中有规可循、有案可查、有序可进，从而不仅提高了船舶建造的速

度，也提高了建造的质量。与此同时各船厂还逐步将本厂焊接生产的企业标准提升为船舶行业的标准以及

相关的国家标准，从而提升了企业的市场竞争力，达到了造船企业经济运行质量显著提升、生产效率和经

济效益同步增长。

在节能与环保方面，近年来船舶焊接技术领域中逐步应用清洁绿色的能源于切割技术中。一些主要

骨干船厂已淘汰了耗能大、污染严重的乙炔气体而代之以丙烷液化石油气和天然气。在工业燃气的使用对

比中越来越显示出使用清洁、高效的新工业燃气，将可以大大提高切割生产效率和切割断面的质量，深受

船厂的欢迎。在焊接材料方面，逐步开发了低毒、低尘焊条、CO2气体保护焊药芯焊丝、无镀铜的CO2气体

保护实芯焊丝等。在焊接电源方面，逐步采用了节能型的逆变焊接电源，淘汰高能耗的旋转式弧焊电源。

焊接电源的利用将会呈现以电弧焊、搅拌摩擦焊、激光复合焊等多种形式的焊接能源，逐步向绿色环保型

的焊接技术迈进。同时推广应用了车间和舱室通风排烟尘的劳动防护用器具，使船厂的焊工工作环境获得

了进一步的改善，在LNG船的焊接施工中还进行了必要环境温湿度的控制，使焊工在舒适、清洁的环境中

进行焊接。

船舶焊接技术的展望

我国造船行业的良好发展势态，也带动了船舶焊接技术的蓬勃发展，而且其发展的趋势正在向知识

技术创新型和资源节约、环保友好方向转变，出现了一些新动向、新特点、新经验和新趋势。

首先，船厂正在大力推进应用CO2气体保护焊接技术，这正是逆变焊机所能发挥特长的用武之地。作

为焊机制造厂要清晰地看到船厂推广应用逆变焊机潜力巨大前景光明，但要有长期性、艰巨性、复杂性的

思想准备，深信只要与船厂结成紧密的合作伙伴，就会获得双赢的结果。

我国电焊机的发展水平尽管在一些通用型的单机上能达到国际先进水平，但一些专机及流水线上的

自动焊机还发展得不尽人意，这也留给我们发展的机遇。现阶段，我国全自动船用焊接切割设备基本依赖

进口，朝着总装化方向发展的造船企业正处于两难的境地，一方面没有精力和能力自行研发这些设备，另

一方面又不具备大量购买昂贵进口设备的实力，业内企业该如何走出受制于人的困境，走产学研相结合的

路是一条唯一的光明大道。

其次是我国的钢材产量与焊接材料的发展中仍然存在着一些高品质、高附加值的焊接材料尚不能满

足船舶焊接技术需要的现象。

总之，船舶焊接技术发展目标是根据船舶工业的发展规划，骨干船厂基本建立以中间产品组织生产

为基本特征的总装造船模式、造船周期、生产效率和建造成本接近或达到国际先进水平。而就船舶焊接技

术而言，即要实现船体建造的钢材切割、平面分段、平直立体分段、型材装焊、管子装焊在区域的壳舾涂

一体化施工，实现焊接机械化自动化率达到70%左右，焊接质量一次合格率比原来提高5%以上，焊接成本

要比原来降低5%，焊工人均日焊接材料耗量要比原来提高20%以上。

虽然中国已成为世界第三造船大国，但仍落后于日本、韩国先进造船大国，人均造船吨位和焊接材料耗量均有较大差距，原材因此，要实现中国成为世界第一造船大国，必须遵循经济建设工作的规律，以人为本，抓好人的管理，同时运用先进的科学技术，先

不断开拓创新、与时俱进，敬业务实，努力奋斗，开创中国船舶焊接技术的新局面。