科技部——新型抗震技術初探

2014-05-21 bgs 120

我國是世界上多發地震的國家之一,民用住宅及公共建筑(如學校、商場等)普遍采用的是磚混結構及鋼筋混凝土結構。地震發生時,給人類帶來最大危害的就是建筑物,給國家經濟建設造成巨大損失的也是建筑物。

近年來,地震由于破壞性大又難以及時預報,成為主要自然災害之一。當前世界各國把建筑物防震研究作為一項重大課題。然而現有建筑物的防震主要是在提高建筑物抗震強度上做研究,這種抗震建筑結構成本高且抗震性能有限。

各種新的抗震技術涌現

目前我國防震設防標準偏低,一旦遇到地震等災害,農村建筑更是不堪一擊。在蘆山地震中,鄉鎮很多建筑物都遭到嚴重破壞,防震技術急需改善。目前國家已經開發出新型的農村房屋抗震技術,這一技術通過制作消能構件來達到減震隔震的效果。消能材料使用的是橡膠和一些非金屬材料,比較輕,便于農民自己搬運,同時造價低,價格較普通百姓造房成本每平方米僅多出50 60元左右。目前,該項目作為國家科研項目正處于試點階段,已經在海南、云南、新疆等部分地區開展,未來會推廣應用于我國的農村建筑中。

廣州大學周福霖院士及其科研團隊長期在疊層橡膠支座的方法和技術領域辛勤探索,取得了一定的成就。目前基于這一原理,已經發展起了夾層橡膠墊隔震、鉛芯橡膠墊隔震、滑動摩擦隔震、滾動隔震層、支承式擺動隔震、滾軸隔震等各種新的抗震技術。

世界各地已經建設了大量采用隔震技術的建筑結構。其中有不少經歷過了實際地震的考驗。1995年日本神戶發生里氏7.2級的大地震。這棟試驗性的隔震建筑是一棟3層的鋼筋混凝土框架結構?;∮肷喜拷峁怪瀋柚昧?span lang="EN-US">8個高阻尼疊層橡膠隔震支座。監測數據顯示,地震時,該建筑所在場地的峰值加速度達到0.273G,但是該隔震建筑的頂層加速度也只有0.273G,基本沒有放大。與此形成對照的是:在這個實驗性的隔震建筑相鄰位置,還有一棟沒有設置隔震基礎的3層鋼筋混凝土框架結構小樓作為對照,該小樓的頂層加速度被放大到了0.965G,地震過后,設置隔震基礎的這個小樓安然無恙,而未設置隔震層的那個小樓產生了不少裂縫。

建筑是基礎工程,我們要改變傳統觀念,更多地投入到建筑的安全設計和建造上,從簡單的剛性抗震轉向有效、經濟的減震、隔震。

加大研究柔性抗震新技術

筆者認為,當建筑物遇到地震時,可通過一些積極有效的防范措施及抵御力量,運用你強我弱、你弱我更強、主動抗震、柔性抵抗的科學原理,在運動中消耗、中和地震能量的破壞烈度,達到震而不倒之目的。

建筑物智能減震柔性抗震新技術、新工藝和新裝置工作原理,就是在一般的建筑物結構體與其基礎之間的水平面位置,加裝滑動鋼板剪切阻尼裝置,同時在建筑物頂端安裝橡膠鋼復合彈簧平衡裝置。地震發生時,使建筑物體本身迅速打開滑動鋼板剪切阻尼裝置,使建筑物體與其基礎之間迅速滑動,并且快速遞增阻尼緩沖力量(橡膠鋼復合彈簧受到的牽引力與反作用力),通過對地基運動加速度所產生的沖擊能量以及建筑物體本身的慣性能量的吸收和能量消耗,主動抗震;同時通過建筑物頂端橡膠鋼復合簧平衡裝置的牽引力與反作用力來阻尼、緩沖、中和建筑物體傾斜晃動的力度,增強建筑物(建筑物頂端平衡裝置產生的側向作用力、作用力的大小自動控制、智能配置)重心控制的平衡能力,縮小建筑物體搖擺晃動的有效范圍,避免建筑物體與其地基基礎發生共振現象,減小地震對建筑物的破壞烈度,達到建筑物震而不倒的目的。柔性抗震新技術解決了建筑物防震避震之難題,值得研究與探討。

研究智能抗震為人類造福

隨著建筑物智能防震裝置新技術、新工藝和新裝備的應用與發展,使建筑物自身大大增強了抗震性能,達到大震變小、小震變了的目的。應該改變人們對建筑物抗震研發、設計的傳統思路,建立人們對建筑物智能減震、柔性抗震的新思路,增強人們對建筑物智能防震新技術的理解意識。

新型抗震技術的研發,可以減少不必要的建材(如鋼筋、混凝土等)浪費,對我國有限的自然資源與生態環境起到舉足輕重的?;ぷ饔?,對人民生命安全及財產?;ぞ哂蟹峭】傻氖導室庖?,為我國防災減災事業的良性發展鋪平了道路。建筑物智能防震裝置的標準不僅僅作為國家強制性標準應用,更要建議納入國家建筑物防震減災規劃的制定范圍。

希望通過更多的科技研發,使我們的建筑物能夠具備更多更好的抗震性能,能夠抵御自然災害的發生,為人類造福,為社會貢獻。

0755-82284876

工作時間: 周一8:30~周五17:30

在線留言
{ganrao}