中华钢结构论坛                                             

 
建议讨论结构抗震研究领域有前途的研究方向
房地产






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帖子 150
2004-4-3 05:42    顶部


       请教各位大侠:基于性能的研究本人的理解是建筑结构的好坏,需要用较为专业的词语来描述,属于抗震设计的原则问题,是在三水平设防三阶段设计的基础上提出,对每一个设防水平下结构物的性能的要求,也就是这种产品的性能好坏的要求,这样可以由建筑物的重要性及甲方的要求等来提出。
    还有一点,在谈到抗震设计方法的时候,基于能力的设计,延性设计我们要到。  有的学者在基于承载力设计基础上提出了基于位移的设计方法,其依据是结构的变形和构件的应变。还有人提出基于能量的设计方法,以输入结构的能量为设计依据,将结构设计的能够吸收地面能量而不至于破坏为目标。这两种方法好像正处于研究之中,有待于进一步发展。
kyrunner






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帖子 68
2004-4-27 19:47    QQ 顶部


抗震研究现在,遇到一些基础问题需要解决,例如,
1.地震动的随机性、不确定性,使得结构计算都不能模拟出实际的结构受力情况,-----也许邓兄提倡的小波理论可以在这个方面有所突破,能够把随机的参量,变成统计意义上的定性层次上的参数。
2.上面多位同们都提到结构材料问题,钢材姑且不论,就混凝土而言---同济大学的李杰长江学者上课时曾讲:“混凝土姓混,目前大家研究的本构关系,都不能很好的模拟混凝土的真实性能,就是你现在埋头研究混凝土的本构关系,也不会过时”-------------------------看来,研究本构关系的,同志要努力!
3.消能、减震方向也是很好的研究方向,也是我个人认为比较时髦的一个方向,拿上海徐家汇港汇广场而言,扭转比较厉害,无论你怎么调成构件刚度,位置等,扭转都不能很好的解决,难道要修改建筑方案?但是,经过分析后,在相应位置加上阻尼器,扭转效应能减到10%。这个-方向是从动力方程的阻尼因素去,研究结构的动力性能。
4.基于性能的抗震设计,(performance-based seismic design)  
理由:属于新一代的结构抗震设计理论研究,1996年由Bertero等人提出的设计思想,它主要在寻求结构抗震安全和经济的一个平衡点。是目前的相较基于力的和基于位移的抗震设计方法  较为科学的全面地方法,不过可惜,目前研究成果不是很多,较为新颖。
  
个别地方,不对之处,敬请各位提出,   我的宗旨---共同研究,共同进步。
everyeasy






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帖子 365
2004-4-29 20:40    QQ 顶部


个人觉得消能、减震方向的确是很好的和比较时髦的研究方向,也觉得不久的将来,结构抗震的“硬抗”---即“被动防震法”会越来越多地朝“软抗”---即“主动防震法”方向发展。因为目前的这种“硬碰硬”的抗震方法毕竟存在着太多的不足之处,譬如由于地震的太多的不确定性所带来的“抗震失效”问题;地震力会随结构承载力和刚度的提高而提高,即所谓的“你强它也强,你弱它也弱”,这时单靠结构承载力和刚度来抗震是不经济的;结构破坏后的经济损失及修复困难问题;设备仪器的要求。而软抗的“以软克硬”的智能化思路就会取得很好的振动控制效果。
目前的关键是研究切实可行的减震、消能方案,并逐步地在实际建筑结构中推广试验,这是比较难走的道路。我也有志从事这方面的研究工作,不过底气还不够足,亟待进一步学习。
另外,最前卫、最有想象力的也许是针对地震的“变废为宝”吧----即吸能、储能、释能,即充分发挥人的主观能动性对地震加以利用吧。
gearmy






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帖子 43
2004-6-8 23:04    顶部


看到大家讨论的,我觉得很有道理。不过本人认为,最根本的还是要做好以下几方面的研究(才鸟级的,见笑):
1.只有清楚了地震的发震机理和传播过程,才能对症下药。所以对发震机理和地震传播过程的研究尤为重要。
2.实是求实的讲,混凝土(各种)材料不是很理想的抗震建筑材料。新型建筑材料的研究也是一个突破口。
3.结构的破坏机理。
以上是本人的一点粗略的想法。希望大家讨论。
yongshunzjh






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帖子 52
2004-6-15 18:34    顶部


我认为能量原理是结构抗震领域较好的研究方向。因为就结构抗震而言,可以归结为地震动输入给结构的能量(seismic demand)于结构自身耗能(capacity supply)之间的关系,自身耗能大于结构的输入能就能保证结构在强震下不会发生倒塌。结合目前的研究热门,如基础隔震和消能减震等方面的研究,前者减少输入给结构的能量,后者能使促成结构破坏的滞洄耗能由附加阻尼器等来承担,震后可以方便的更换而将结构自身的破坏降至最低甚至使主要受力构建在大震作用下仍保持弹性状态。但从目前的研究来看,仅结构输入能量的确定就有许多没有很好解决的方面:如地震波的选取,滞洄模型的选取,阻尼方面的研究等等都没有很好的解决,而这些问题的解决与否,又影响到后面基础隔震以及消能减震等的研究,因为阻尼器等的确定,是以输入能的确定为基础的。所以,这应该是今后一个不错的研究方向。
netkhan






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帖子 9
2004-6-25 17:11    顶部


看了各位大虾的高论,觉得都有道理.我的言论是:
一个热点是往复杂研究;另一个热点是往简单研究.只有把复杂的东西搞清楚了才能用简单的方式来表达.也只有简单的东西才能为更多的人应用.毕竟不是每个人都知道那么多,也不需要知道那么多.有点辩证,有点玄.
everyeasy






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帖子 365
2004-7-18 23:37    QQ 顶部


引用
我国地震科学技术发展现状与前景 文中的观点,略作整理,以做启示.
  
1.性态抗震设计,估计到一些困难,性态抗震设计难以在短时期内实现。  
  
2.配筋砌块建筑的抗震研究:鉴于国内外这种结构类型建筑的抗震经验不多,设计方法也不够完善成熟,配筋砌块建筑的抗震研究应是应用开发研究的重点之一。
  
3.国际上有关纤维混凝土智能混凝土的研究应当引起重视,
  
4.高阻尼建筑钢材的研究也有发展前景,因为这一发展是将建筑结构与检测和控制的有机结合,符合智能建筑发展的长远方向。
   
5.(抗震控制是提高土木建筑抗震性能的新的、合理途径。)应在大力推广应用部分基底隔震技术(如叠层橡胶支座隔震技术)的同时继续完善其设计方法
  
6.新的隔震技术的开发(如滑移隔震与其他技术的结合)也有很大的需求。
  
7.阻尼耗能减振技术适用于高柔结构和设备,在这项技术的应用开发中,应着重阻尼减振元件的定型减振体系的分析方法
  
8.主动控制的研究
由于前述结构准确建模问题尚未解决,主动控制结构的稳定性值得注意。从应用角度着眼,简单的、具鲁棒性的控制律(如模糊控制律)的开发似更有前景。主动控制的巨大能源需求、尤其是强震作用下能源保障问题是现实的技术问题,这一技术的实现即使不存在理论问题、但不可避免需要很大的经济投入。
  
9.智能半主动控制的研
智能半主动控制装置只需要微小能源的支持,这在灾害环境下也是容易实现的。另外,智能半主动控制装置结构简单、具有接近主动控制的效能,也可结合被动控制使用。因此,智能材料的开发半主动控制策略的研究应是结构控制研究的重点之一。  
  
10.碳纤维、玻璃纤维、高强聚合物纤维以及阻尼器结构抗震加固中的应用
随着材料科学和抗震控制的发展,碳纤维、玻璃纤维、高强聚合物纤维以及阻尼器在结构抗震加固中的应用已成为现实,展现了传统加固技术所不具备的重大优越性。应加强新加固技术的应用开发研究推进其在我国的应用
  
11.结构的健康监测与健康诊断系统
健康诊断技术系统与抗震防灾的关系,不止在于它可以进行结构物的抗震鉴定和应急的建筑物安全性评价,更重要的是,利用结构振动信号可以进行结构系统识别和模型更新,为结构物精确建模这一重大难题提供实测数据,从而推动结构抗震设防和抗震控制技术的发展。  
健康诊断技术系统的研究是对传统经验检测方法无损探测技术的重大发展,是当代高新技术的集成。这一技术系统的研究涉及不同类型传感器的研制开发信号分析和传输技术的发展和应用,是土木工程实现智能化的基础,代表了建筑科技发展的未来方向。当前,健康诊断技术系统的研究是国际工程界的突出热点,其技术开发成果具有十分广泛的应用价值,具有潜在的庞大市场。有可能发展成为21世纪的新的经济增长点。目前国内外的研究工作都处于开发试验和经验积累阶段
[学无止境]






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帖子 464
2004-7-21 03:57    QQ 顶部


看了很多朋友的帖子,本人突然感觉,我们是否可以这样来进行分析,以探寻结构抗震研究有前途的方向呢?
  
现在大家已经都承认,涉及结构抗震性能的因素很多,这些因素基本按照时间的流程,依次出现于下面的过程当中:
  “项目的可行性研究――勘查设计――施工――验收――使用“   
在上述过程中的每一个阶段里面都存在很多影响结构抗震安全的因素,如果其中任何一个因素的作用不利于结构抗震的话,都会影响到结构的抗震性能。但是我们又知道,这些因素并不是等权重的,还应该区分它们的重要性,因此,权重大的因素自然就决定了结构抗震研究最有前途的方向,但是也并不意味着其他次要因素就没有研究价值。既然我国结构抗震研究领域有那么多志士同仁,也不妨全面推进,全过程开花,不必大家都挤在一个房间里。
前面朋友所提到的内容基本都可以归纳到可行性研究和勘察设计这两个阶段中,如地震基础工作的研究、结构的抗震性能设计、新型材料的研究和使用、耗能减震隔震理论与装置的研究等,这些确实有理由成为有前途有价值的研究方向。本人想说的是,其实施工过程也是一个最终对结构抗震性能有很大影响的阶段,如果这个阶段出现问题,其后果可想而知。那么在这个过程中是否可以挖掘出关于结构抗震研究的课题呢?
不过一般人们会认为施工质量的好坏,决定的不仅仅是结构的抗震性能,而且决定了一般意义上的广义质量。但是,任何一个重要工程的施工或一项重要抗震方案的实施,总应该有设计代表在现场,他必须非常清晰地将设计思想转达给施工单位,双方的沟通非常重要,以确保你的设计思想得到完美的落实。为了确保施工阶段能够将图纸上的东西转化成最终的预想的实体,还应当建立优秀的施工方案和施工控制。那么进一步发展优秀的施工方案和施工控制能否也算作有前途的方向呢?但本人似乎又觉得有点勉强,因为它们离抗震好想又远了一些,可是健康监测不是也可以被归纳入最有前途的研究方向吗?它们之间在某种意义上具有相似性。赫赫,本人在这里决没有否定健康监测的意思啊,其实,本人还参加过一些健康监测方案的制定和投标,很喜欢这项工作呢。
哈哈,说着说着就跑题了,跑题就跑题吧,反正又不是高考。
npszjs






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帖子 21
2004-7-29 10:49    QQ 顶部


目前分析结构地震作用的方法:所取用的作用力均为即时力;而实际上地震作用传至上部时是有时滞的,这将不可能得到真正的分析结果的。如何解决?
walter2003






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帖子 252
2004-8-26 09:19    QQ 顶部


[quote]wzhang wrote:
    wzhang兄可有“SEAOC VISION 2000. Performance-based Seismic Engineering"的原文,可否以粘贴上来,小弟对此很感兴趣!先多谢啦!
walter2003






积分 524
帖子 252
2004-8-26 09:47    QQ 顶部


summer wrote:
年前听了一个老教授的言论,感觉颇有些道理。
目前由地震动到结构的振动都是动力学的问题,对地震波和结构抗震这两方面进行定性研究的结果,最终都会以定量的形式出现。比如结构基于性能的抗震分析,以顶点位移达到某一量值作为计算终止标准。因此,可以更深入的对“定性到定量”的过程进行研究:定什么量?量又定多少呢?
比如Park在1985年提出damage accumulation model。他认为仅以层间位移drift作为唯一的控制标准不够合理,比如脆性结构的损伤damage很大但是层间位移却很小,使damage accumulation太被动。他提出的模型是:D(t)=aR(t)+bE(t),其中R(t)与maximum distortion有关,即与drift相关;E(t)与total energy dissipation相关,反应的就是damage accumulation。但是D(t)最终定为多少认为结构损伤累计达到破坏,仍是定量的问题,可以进一步研究。
写着写着就成了个人之见。

park当年提出的这个问题仅仅是定量衡量结构或构件的破坏状态的比较早也是比较经典的提法,后人在这方面的工作已经有很大的发展。summer兄提到的这个指数现在称为震害指数(seismic damage indices),计算该指数的方法有很多种,已经有早期提出的单参数模型(位移,滞变耗能,在反复荷载作用下的循环周期数等)逐渐向多参数模型发展,比如park和ang提出的最大变形和结构滞变耗能双参数模型,从变形和能量两个方面来衡量结构的破坏状态,比以前的单纯位移模型就合理了很多。另外还有Stephens于1987年提出的考虑应力路径的模型,wang于1987年根据“构件或结构的损伤积累速度与已经存在的损伤量成正比”的假设提出的模型,Kratzig于1989年提出的单纯基于能量的模型,以及后来的改进的park模型等等。总之如何定量的衡量震害是人们不断努力的一个方向,而震害指数的提出是一个方面,若有人对该指数有兴趣了解的话,欢迎交流。
个人意见,请大家不吝赐教。
mike zhao






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帖子 66
2004-8-27 11:45    顶部


其实抗震理论研究的同时,地震振动台模拟试验研究更为重要,特别是考虑空间相互作用以及行波效应的多维多点地震动模拟。对于大跨桥梁、大坝等结构的抗震性能分析具有较强的说服力。但是,目前,由于上述由多个振动台构成的振动台振控制技术复杂,并且单个振动台承载力有限(一般较小),价格昂贵,所以振动台设备的试验研究目前很少应用。日本等国家有类似的试验设备。国内不知道有没有这方面的试验研究,并且性能怎么样。清华大学用拟动力试验代替之,效果听说不错!
圣桑






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帖子 36
2004-9-7 09:55    顶部


我认为push over方法正在开始流行,在不久的将来可能成为一种比较热门的评价结构抗震能力的方法。但是该方法应用由于水平荷载的选取和给定位移的确定具有一定的近似,所以目前只能应用于不太高(十几层)的建筑。研究push over方法存在的问题,减小误差,扩展它的应用范围,是一个比较好的方向。
另外,若能将评价结构抗震能力量化,也是一个不错的方向。
chong973






积分 35
帖子 38
2004-9-20 18:29    顶部


考虑场地土作用的结构地震反应分析、结构物的基础隔振等
工力所在这方面有研究,同时天津大学的李忠献老师好像在基础结构隔振方面有研究。
frinim






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帖子 16
2004-10-3 17:02    顶部


我个人认为:目前的结构抗震研究没有很好的和地基土的动力特性与地基抗震有效的结合。现在,研究土的不研究上部结构;同样,研究结构的对土的重视不够。这是不正常的。应该多做一些这方面的工作,考虑一下他们的联合作用。
  
这是小弟的第一张贴,大家多多支持!谢谢!!
土木人






积分 382
帖子 168
2004-10-3 22:58    顶部


frinim wrote:
我个人认为:目前的结构抗震研究没有很好的和地基土的动力特性与地基抗震有效的结合。现在,研究土的不研究上部结构;同样,研究结构的对土的重视不够。这是不正常的。应该多做一些这方面的工作,考虑一下他们的联合作用。

不好这样讲吧。土-结动力相互作用(SSI)问题是工程抗震领域的传统课题,自上世纪60年代提出并开展研究以来,一直受到高度重视,国内外都有很多学者在该领域开展研究工作。虽然研究结构抗震和岩土地震工程的人侧重的方面不完全一致,但据我所知并不存在研究土的不管上部结构、而研究结构的不重视土的现象。
frinim






积分 22
帖子 16
2004-10-4 17:51    顶部


       让大家见笑了,我是一个刚刚读研的小硕。所学有限。这几天,我在这里学到好多东西。太感谢大家了!至于我的观点,近来的大地震震害以及国际研究动态表明,土一地基一结构系统的地震性态远没有认识充分;有许多工程上亟待解决的问题。
老 阎






积分 39
帖子 33
2004-10-5 15:37    顶部


还有地铁诱发建筑物振动及对人体的影响等问题,已经申请到自然基金的课题.
dancingbill






积分 16
帖子 13
2004-10-27 23:33    顶部


结构振动能量研究-----SDOF系统动力分析
  
原因:
目前大部分的规范采用振型分解法和静力等效荷载法来进行抗震结构的设计。这些方法本质上是着眼于建立某一参数的峰值,如最大位移、最大延性等。虽然这些参数很容易确定,但是他们却不能反应结构振动过程中的损伤累积等现象。能量方法能反应结构振动的累积过程,与传统方法相比更能深入地揭示的结构滞回反应过程。同时在动力荷载条件下复杂结构的运动,通过振型分解法可以转化为多个单自由度结构运动的组合。故采用能量方法来研究SDOF的振动反应。
missw






积分 224
帖子 170
2004-12-11 17:02    顶部


dancingbill wrote:
结构振动能量研究-----SDOF系统动力分析
  
原因:
目前大部分的规范采用振型分解法和静力等效荷载法来进行抗震结构的设计。这些方法本质上是着眼于建立某一参数的峰值,如最大位移、最大延性等。虽然这些参数很容易确定,但是他们却不能反应结构振动过程中的损伤累积等现象。能量方法能反应结构振动的累积过程,与传统方法相比更能深入地揭示的结构滞回反应过程。同时在动力荷载条件下复杂结构的运动,通过振型分解法可以转化为多个单自由度结构运动的组合。故采用能量方法来研究SDOF的振动反应。

SDOF系统我们已经研究透了,你提到的方法很不错,也许会很有前途,能否给几篇参考文献大家学习一下?



土木是不朽的事业! 交流是永恒的目标!
wjqsh






积分 5
帖子 8
2004-12-13 17:42    顶部


目前结构抗震领域较有应用价值研究应该是隔震与消能减震,这在日本和美国的这些年的几次地震中已得到了验证,均取得了良好的效果,特别是日本隔震理论和设计已发展到较高水平,隔震技术已运用到高层建筑中(而目前我国只是在多层建筑中采用)。所以我们还应继续努力加强这方面的研究,而我国现在好象这方面的研究较少,国家基金也不在支持了,其实这方面还有很多课题值得研究,如:基础滑移隔震,组合隔震等。
wjj






积分 30
帖子 26
2004-12-17 14:15    QQ 顶部


工程抗震的研究工作现在做得还远远不够,尤其在一些基础性的领域里有很多感念性的东西不清楚。在科学研究领域无谓有前途的研究方向,只要坚持做下去,都会得到一些成果的。
1、强地面运动的研究
2、地面-结构共同作用的研究
3、隔震与消能减震
4、精细分析方法的研究
5、基于性能的延性设计
都是有很大潜力的研究领域,需要我们继续努力加强。
wangliwei_78






积分 43
帖子 46
2004-12-22 22:50    顶部


有什么书和老师研究地震能量怎么样输入到结构的呀?本人认为地震能量的输入机理研究很有意义!这能为抗震方法提供平台
yellowjade






积分 335
帖子 207
2004-12-28 15:45    顶部


能量的输入和耗散机理是关键
  
构件的滞回性能
结构的耗能规则
结构及构件的刚度退化导致能量输入和耗散的变化



读书使人充实
ismei






积分 58
帖子 49
2005-1-7 17:34    顶部


        根据我的了解,现在国家法规规定建筑结构要布设结构反应台网,但是这方面的研究很少,我觉得这也是一个热门的研究方向!
Finland






积分 152
帖子 100
2005-1-12 00:12    QQ 顶部


     给出桥梁结构方面近几年在抗震方面的课题,以供大家参考:
国家自然科学基金桥梁项目  
1.弯剪相互作用下钢筋混凝土桥墩地震破坏机理及损伤模型研究
2.大跨桥梁结构抗振抗风自适应控制理论与试验研究
3.大跨桥梁阻尼消能减振技术研究
4.液化场地桩--土--桥梁结构地震相互作用大型振动台模型试验研究
5.钢管混凝土拱桥抗震理论研究
  
2001--2003年度博士点基金项目
1、钢筋混凝土空间框架结构考虑几何非线性的地震反应动力  
2、新型钢丝网复合砂浆薄层加固压弯构件的抗震性能研究  
3、地震作用下桥梁结构碰撞效应研究
4、钢管约束的高强混凝土压弯构件抗震性能与设计
5、钢-混凝土组合重载柱节点设计方法及抗震性能试验研究
  
交通部标准规范制修订项目  
1、公路桥梁抗震、减震连梁装置
2、实体结构抗震设计方法
3、公路桥梁抗震设计规范
  
“八 五”以来桥梁科学及联合攻关课题  
1.景洪澜沧江大桥主塔抗震性能研究  
  
西部交通建设桥梁科技项目  
1、桥梁抗震性能评价及抗震加固技术研究
sztjql






积分 24
帖子 18
2005-3-23 22:01    顶部


桥梁抗震的还有公路桥梁的易损性曲线的研究,船撞力的计算与风险评估,基于GIS的桥梁抗震系统.这些都是比较新的课题,同时又有很大的难度.
hotman007






积分 95
帖子 56
2005-3-24 20:30    顶部


谈点看法:
50年前,工程师们无论如何也不会想到建筑物的抗震能够象今天一样轻松的解决,起码就设计和分析软件来说已经变的很轻松。但是如果着眼于环境、能源以及人口的大局来说,50年之后,可以想象我们今天的建筑应当就像我们今天看到的500年之前的建筑一样,只是有个别的作为一种历史来保留。虽然目前多数人都在研究如何地震的成因以及如何让建筑抗震,但是如果从长远来看,这种做法应当引起反思。
据有关说法,日本现在已经开始大量投入新型居住和生活空间的研究,其目的是想最大可能的利用能源和空间,新型的建筑不但可以自动地不断自我调节以便为人们提供舒适的工作生活环境,还能充分利用各种绿色能源,如太阳能等。
所以,从能量的角度来说,让建筑能够利用地震的能量,而不是被动的去抵抗,应当是一个发展大方向。当然这涉及到新型材料的研发和新概念建筑的提出。
lxp1238






积分 31
帖子 41
2005-4-11 23:13    顶部


最近看论文,发现有基于性态的抗震设计理念:
由于现代破坏性地震仍然造成重大经济损失和社会影响,用户需要了解房屋在不同地震作用下功能的保持水平,做出自己的选择,政府也需要了解相关信息以便在更大范围内进行决策,研究设计者应当向用户和政府提供相关信息,这就是性态抗震研究的社会需求。目前的性态抗震设计研究可分为性态抗震设防标准和性态抗震设计方法两部分。前者涉及设防地震动水准的确定、性态水准的确定,最终给出抗震设防标准。性态水准的划分应区别对应不同功能水平的多个级别,应比现有的“ 不坏”、“ 可修” 和“ 不倒”的描述更较细密。设防标准应有适应不同需求的多种选择,基本设防标准应是经投资―效益分析得出的具有优化意义的标准。简言之,性态抗震设防标准对比中国规范现行抗震思路具有细化、优化和个性化的特点。
ismei






积分 58
帖子 49
2005-5-10 14:53    顶部


看到大家的见解,我受益匪浅,也把自己的观点说一下。
(1)我觉得结构的抗震性能鉴定和抗震加固方向现在挺受重视的。
原因:根据我们单位的目前所接手的活来看,人们越来越重视结构的抗震性能的鉴定和加固。毕竟结构抗震研究的终极目的是为了减少社会和人们的生命财产损失,我国目前存在大量的有安全隐患的房屋结构,这些结构经受地震考验的能力值得我们关注,我们必须采取措施解决这方面的问题。
(2)强震的观测研究,也是目前一个热门的研究方向。
原因:国家投入了大量的财力来建设强震台网,这也带来了强震观测研究的生机,再说我国的强震研究的整体水平较低,发展也比较慢。
       顺带说一下,强震观测仪器的研究也应该加强,也比较热门。就连国内的地震行业都不愿用国内的仪器,为什么?在精确度、稳定性等方面与国外的仪器差距较大。如果有人投入大量的精力进行这方面的研究,取得较高的水平,发展应该也很快,前景也不错!
 


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