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科技抗震:以“柔”克“刚”

2008/6/3 中国图纸交易网 MaiTu.CC 【字体:

关键字:结构动态 抗震

    ——访中国修建科学研讨院工程抗震所原所长王亚勇传授  
 
  “此次四川产生的震级为8级、震中烈度达11度的汶川大年夜地动波及天下大年夜部门地区,有关部门宣布的数据表现,受此次地动影响的甘肃省陇南地区武都县的地动烈度达到了9度,可在该县采取了橡胶隔震垫的三栋六层砖混布局楼房却无缺无损,这申明目前修建中采取的一些抗地动的隔震新技术经住了此次地动的磨练,卓有成效。”这是日前中国修建科学研讨院抗震所原所长王亚勇传授在接管本报记者专访时奉告记者的,他还向记者详细地论述了科技抗震,以“柔”克“刚”的将来发展趋势。 

  以“柔”克“刚”,隔震技术显成效 

  “过往我们的抗震体例是被动的,主如果想方式把布局建得坚毅一点,千方百计让布局能‘抗’得住地动;而现在可以经由过程采取布局隔震和消能减震技术来隔尽或花费地动能量,即经由过程‘减’震来保重房屋免遭大年夜的破坏;人们已从本来的对抗地动期间跨向减震、消震期间,这也是将来发展的必定趋势。“王亚勇起首向记者解释了工程抗震新技术的道理。 

  他向记者详细介绍了文中开篇提到的橡胶垫隔震技术。他说,该项技术是国际上热点的工程抗震新技术,经由过程把隔震消能装配(橡胶隔震垫)安设在布局物底部和根本(或底部柱顶)之间,把上部布局和根本“隔开”。如许,隔尽了大年夜部门地动感化,转变了布局的动力特色和动力感化,明显地减轻布局物的地动反应,达到“以柔克刚”的结果。本地面产生猛烈地动震撼时,修建物上部布局仍处于正常的弹性事情状态。据悉,按照地动摹拟震撼台实验和地动实测的结果注解,夹层橡胶隔震垫隔震体系的上部布局加快度反应只相称于传统抗震布局(根本牢固)加快度反应的1/4。橡胶垫隔震体系除比传统抗震体系具有明显降落地动反应、确保安然外,一样平常增加的造价也不多,约为5%%摆布。同时,它的抗震办法(橡胶隔震垫)简略了然,替换修复便利(橡胶隔震垫利用寿命约20年摆布),且可使上部布局计划自由无邪。 

  王亚勇说,目前天下上有许多国度已开端在修建物中利用橡胶垫隔震技术,特别是日本、美国等利用实例较多。外洋采取橡胶垫隔震的工程大年夜多数属于首要修建物,比方当局大年夜楼、病院、法律中心、计算中心、博物馆、尝试室、藏书楼和差人局、牢狱、高等室第等。因为计划时所取的安然系数较大年夜,工程造价偏高,以是在推行利用方面遭到了必然限定。 

  我国也有多栋修建物采取了橡胶垫隔震。据悉,我国第一栋、当时天下上最高的隔震室第房屋是上世纪90年代初建于汕头市的一栋八层框架布局商住楼。该楼在扶植过程中恰当转变上部布局的计划,补偿了隔震根本所增加的费用,比惯例抗震房屋还节流,使房屋既安然又经济。 

  王亚勇说,1989年今后履行的《修建工程抗震设防分类尺度》开端倡导采取隔震技术。不但此次汶川大年夜地动的实践证明,橡胶垫隔震房屋能蒙受住猛烈地动的磨练,减震机能特别非常明显,并且国表里历次地动中一些实例也说了然这一点。 

  据悉,1994年1月17日,在美国洛杉矶产生的大年夜地动中,该市相距不远的两个病院,一个采纳了隔震办法,地动时医师***还是事情,毫无问题;另外一个是不隔震的,损毁严峻。据有关材料表现,1996年2月3日,云南丽江产生7级猛烈地动,距震中不远的四川省西昌市国税局宿舍楼,为一幢采纳了隔震办法的六层楼。地动产生时,楼中的居夷易近只感到略微晃悠,而相邻的一幢只有四层高的惯例抗震楼,楼中居夷易近感触感染到扭捏得非常短长。 

  王亚勇觉得,这类新技术值得在我国大年夜力推行,我国是个多地动国度,他信任具有明显经济效益、社会效益的隔震工程将向高深层次发展,王亚勇奉告记者,近期他将发起构造召开汶川大年夜地动震害学术研讨会,会大将会有隔震工程的环境介绍,以利该项技术的推行利用。 

  将来抗震标的目标,消能减震 

  跟着欲与天公试比高的摩天大年夜楼大年夜量出现,高层及超高层防震减灾技术也遭到高度正视,王亚勇说,过往我国产生的地动中,很少触及高层修建防震抗震,但此次汶川地动有了这方面的例子。在高层及超高层修建中,“将节制理论引进地开工程范畴,在布局体系里设置消能阻尼器,花费输进上部布局的大年夜部门地动能量。”这是王亚勇向记者介绍的别的一种抗震新技术。 

  据悉,房屋布局里装配的消能阻尼器腔体里注满黏稠的硅油(粘弹性阻尼器),本地动袭来时,房屋摆动,与布局相连的活塞随之在腔体里活动,与硅油产生猛烈的摩擦,温度随之升高,使得地动的震撼能量转变成了热能,被及时花费掉落了,修建所受的地动影响就随之变小了。这还是属于被动的地动节制,就是使地动对修建的影响减小。自动节制则是在地动产生时,反过来给修建施加能量,如人们常说的调频阻尼器。其道理是本地动产生时,房子会向一个标的目标位移,在屋顶装配一个很重的质量块,按照地动波的标的目标及时使它向相反标的目标移动,以抵消地动的能量。“在目前,这是很尖端的技术”,王亚勇说,“这类装配技术请求特别非常高,并且成本也较高。如上海环球金融中心,就在第90层安装了两台各重250吨的风阻尼器,它不但能使强风感化下,修建物的加快度反应降落,地动时,还将有用地减小修建布局在地动时的反应。” 

  目前台湾已建成的“101”大年夜楼也利用了一种呈球状、重600吨的调频阻尼器,用8条钢缆吊起来,挂在靠近楼顶的处所,钢缆的长度可以调剂到让“大年夜球”和修建物摆动的周期一样。当产生大年夜风、台风或地动时,修建物会摆动,这个“大年夜球”也会跟着摆动,但两种摆动标的目标相反,而整幢大年夜楼在其调和下摆动就明显减小。有了这个“大年夜球”,“101”大年夜楼最高能抗7级地动。 

  别的,在修建材料的利用方面,可利用高强度的混凝土,还可在混凝土中添加智能材料,可以自动添补、弥合修建物中产生的藐小裂痕。别的,也能够在梁、柱、桁杆件等布局构件里加上智能材料,如形状影象合金;地动时修建物变形,但地动后又将修建“拉”回本来的地位。 

  日前产生的汶川大年夜地动,使我国部门地区人夷易近的性命财产损掉惨痛,真可谓“寰宇齐记念同胞,江河哭泣恸中华”,但是在这惨烈的悲剧中我们也发明了些许的“亮光”,那就是科技抗震方面的胜利履历,虽然目前,它的光芒还非常薄弱,但我们有来由信任,跟着科学技术赓续向前发展,跟着新技术在抗震范畴的更多利用,抗震范畴中的科技之光将日趋强大年夜,成为人夷易近大众性命财产的保重神!

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