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国外建筑抗震出奇招
发布时间: 2011-03-22   来源:网友so投稿 

日本高科技抗震招数多

日本是世界上地震多发国家之一,发生里氏6级或以上地震的次数占全球总数的两成,因此,日本抗震防震的压力可想而知。为了达到抗震目的,日本大力利用高科技手段,不断创新抗震手法。

基础隔震技术是用水平力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离,主要使用的隔震支座类型有普通橡胶支座、高强橡胶支座、铅芯橡胶支座和滑动支座等,由于隔震层的刚度小,当地震发生时,隔震层将发挥“隔”的作用,承受地震所引起的位移运动,而上部结构只作近似平动。基础隔震结构的层间变形很小,这样不仅建筑结构不会被破坏,而且建筑内的装修、设施也保持完好。

日本建筑师还普遍使用橡胶提高建筑物的抗震性能。高层建筑外围大都使用高强度16积层橡胶,建筑物中央部分使用天然橡胶系统的积层橡胶。这样,在烈度为6度的地震发生时,就可将建筑物的受力减少至1/2。

日本防震建筑(图片来源:百度)

“滑动体”基础技术在日本也被广泛使用。“滑动体”基础主要用于独户和古旧建筑,这种技术是在建筑物与基础之间加上球型轴承或是滑动体,形成一个滚动式支撑结构,从而减轻地震所造成的摇动。

“局部浮力”技术是日本本国开发的一种抗震系统。这种技术是在建筑物上层结构与地基之间设置贮水槽,使建筑物受到水的浮力支撑。水的浮力承担建筑物大约一半的重量。这种技术不仅具有较好的抗震效果,而且贮水槽内贮存的水在发生火灾时还可用来灭火,或者作为地震发生后的临时生活用水。特别值得一提的是,这一系统成本并不很高,以八层楼医院为例,成本比普通抗震系统高出大约2%。

日本还发明了一种廉价的防震加固技术,以类似安全带的树脂材料“绷带”包裹建筑物内支柱。由构造品质保证研究所开发的这种防震加固技术被称为“SRF工艺”。抗震“绷带”采用树脂纤维编织制造,形状类似安全带。施工时,将抗震带涂上黏合剂,包裹后固定在建筑物支柱上。地震发生时,支柱即使出现内部损伤也不会倒塌,这可以确保人员的生存空间。以一座每层有12间房屋的4层楼为例,通常加固工程需要花费5千万到1亿日元,采用这一技术后,仅需500万日元左右,如果是木质建筑,仅需数十万日元。工程施工也相当简单,构造品质保证,研究所此前已经完成了250个此类项目,包括新干线高架桥、医院以及约40栋学校建筑物等。

此外,日本鹿岛建筑部门发明了一种新的防震大楼营造法。其特点是,由弹簧把连着地基的基础部分和建筑物主体分开,让建筑物主体处于一种漂浮状态,而弹簧正是一种能吸收地震和其他振动冲击的中介物,无论地基怎样摇晃,建筑物都不会受到强烈的冲击。

美国运筹帷幄防患未然

1994年1月,位于美国加利福尼亚州南部的洛杉矶市北岭地区发生了里氏6.7级的地震,许多房屋严重开裂,但都未倒塌,仅有60多人死亡。1999年10月,美国南加州发生了7.1级大地震,房屋未倒塌。

美国地震专家指出,注意对危房进行加固、防患于未然,是洛杉矶市老百姓在地震中伤亡极少的重要原因。洛杉矶市早在1981年就以法令形式强制要求房主必须对老旧砖石结构房屋加固,主要采用钢筋锁固山墙,增强抗震能力。另外,地震后,都由土木工程和城市建筑等方面专业人员对未倒塌的房屋进行检查,轻度受损的可在内部短时间停留,修缮后可继续住人,严重受损的必须拆除。

美国的建筑防震技术(图片来源:百度)

美国的建筑结构具有很强的抗震性,且多为木结构和钢结构。加州的建筑条例强制规定,所有房屋建筑设计必须达到抗震要求,而郊外居民房则多是独立式单层或两层木质结构建筑,这样,在发生重大地震时可减少房屋垮塌的危害,降低人员死亡率。

美国建造了一种可以防震的“滚珠大楼”,在建筑物每根柱子或墙体下安装不锈钢滚珠,由滚珠支撑整个建筑,纵横交错的钢梁把建筑物同地基紧紧地固定起来,发生地震时,富有弹性的钢梁会自动伸缩,于是大楼在滚珠上会轻微地前后滑动,可以大大减弱地震的破坏力。

新西兰木结构抗震有奇效

新西兰位于太平洋板块与澳大利亚板块的交界处,东面受太平洋板块向西的强烈俯冲,地震活动十分强烈,属地震多发带。1855年首都惠灵顿附近发生的里氏8级大地震,几乎摧毁了整个惠灵顿地区。为此,新西兰政府非常重视防震工作。新西兰建筑研究协会是专门研究抗震建筑的机构,他们的研究实用性极强,所设计的木框架大玻璃轻型建筑非常符合新西兰国情。房屋造价不高,可被一般居民所接受,而且在1987年南岛里氏6.7级的地震中,已证明了他们所设计的这种木框架大玻璃轻型房屋有很好的抗震性能。

在新西兰政府的大力提倡下,新西兰低层和多层住宅采用的主要结构形式大多采用了轻型木结构。这种类型的结构分为两大部分:基础和上部结构,基础一般采用钢筋混凝土结构,上部结构则采用一定规格的木基结构板材以及其他工程木材料,其特征类似箱型结构;上部结构与基础之间通过锚栓连接,楼屋盖和剪力墙形成结构的主要抗侧力体系。实践证明,轻型木结构因其自身质量轻、强度高以及结构的高次超静定等特性,均表现出良好的抗震性能,能最大限度地避免社会和人员的生命财产遭受巨大损失。轻型木结构建筑具有突出的技术特点,产品、构件工业化程度高,规格系列齐全,施工技术简单,施工质量易于控制,建造速度快,结构整体性好,抗震优良,建筑造型容易实施,使建筑效果更加丰富多样,所以新西兰居民的住房大部分都是木结构的。

墨西哥预警机制规范防震

墨西哥也属于地震多发国。在总结多次地震教训的基础上,经过20多年的努力,墨西哥的地震预警机制已日趋成熟,目前全国有36个地震监测站,主要集中在地震频发的南部太平洋沿岸,其中一些监测站甚至能监测水下地壳的大规模运动。地震预警装置如果感受到明显的地壳震动后,大约50秒内就能通过无线电信号将信息发回位于首都墨西哥城的控制中心,控制中心向各级民防部门发出预警信息。如果地震超过里氏6级,控制中心将直接向公众发出预警,以便人们能迅速撤离到安全地带。目前,这一机制已在墨西哥城的学校和一些大型商务楼里得到运用。

墨西哥建筑(图片来源:百度)

另外政府还成立了房屋评估小组和规范委员会等抗震防灾机构。这些机构在震后房屋重建、新建建筑抗震设计等方面发挥了重要的作用。房屋评估小组负责对灾区受损房屋进行检测,以决定维修或重建的具体方式以及建筑时间先后。规范委员会的一个重要任务是帮助制订新的建筑规范。

1985年9月,墨西哥曾发生里氏8.1级地震。受地震影响,首都墨西哥城市中心30%的建筑物化为废墟。此后,墨西哥修改了相关建筑规范法,将墨西哥城易受地震影响区域房屋的抗震能力从地震前的里氏7.5级调整至里氏8.5级。政府根据各区域地质的不同,对房屋的修建和维修作了不同规定,对于地质较松软地区,需要严格审查建筑许可,甚至直接规定使用何种建筑材料。此外,政府还要求建在土质松软地基上的新建筑物之间必须留有一定空间,避免地震发生时房屋互相碰撞而倒塌,不仅如此,墨西哥城有关部门还根据地质条件,把全城划为4类大区,按危险程度大小,在地图上分别以红、黄、绿、蓝4种颜色标出。另外还把全城划分成500多个小区,然后,通过抽样调查,把每个小区的建筑物按12个等级划分,并对有危险的建筑物提出拆除、改建或修缮加固的建议。

责任编辑: Ryan
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