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木結構建筑的抗震性能

時間11:2023-12-20

來源:http://www.harrisonjozwiak.com/news/621.html

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        12月18日甘肅臨夏發生6.2級地震,至過百人遇難。瞬間倒塌的房屋、故去的人們,讓我們不得不再重新審視房屋的抗震問題。
        據了解,地震中造成人員傷亡的最主要原因就是建筑物的破壞和倒塌,1976年唐山大地震,70%~80%建筑物倒塌,人員傷亡慘重;2008年汶川大地震,大部分傷亡人員是被倒塌的建筑物砸死或者砸傷。
        今天我們就和大家分享一下木結構建筑的抗震性能。
        為什么在地震高發地區,木結構建筑的安全性能比混凝土和磚結構建筑好?
        木結構的自重遠比混凝土結構輕,吸收的地震力小。
        木結構建筑的自重只有混凝土建筑的12%-20%。而在地震中,自重越輕,慣性越小,水平荷載也就越小,建筑的晃動幅度也得以減緩。
        有研究表明,設定各層面積65㎡的兩層普通住宅,建筑面積相同的木造、鋼筋混凝土、鐵骨造建筑,在遭受相同強度地震的時候,所受的水平外力,木造為30t,鐵骨造為60t,而鋼筋混凝土則達到了150t。木結構建筑自重輕的優勢顯而易見。
        木材的天然柔韌性能有效的吸收和消耗外力。
        地震產生的側向力會使建筑物扭曲,使墻體變形,發生折斷、垮塌或松脫的情況。與其他建筑材料相比,木結構得天獨厚,具有較好的韌性,對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,能在地震發生時通過短暫的變形和受力轉向將地震荷載吸收,并不會直接折斷、垮塌,為人們贏得更多的逃生時間。
        木結構房屋結構比較穩定。
        木結構建筑是由數以百計的結構構件和數以千計的釘節點連接構成的,如果某一個傳力路徑受到破壞,它所承擔的荷載可由鄰近的構件或節點予以承擔。木結構房屋傳力路徑眾多,在結構上具有冗余性,在地震中可以提供額外的安全性。
        便于施救工作的展開。
        木結構主要由小規格材作為承重件,因此在坍塌時不會直接致命,如果后期的施救工作到位,可更進一步的減少人員傷亡。木結構建筑重量輕的特性也利于后續的救援工作開展,更容易打開生命通道進行施救。
        不僅如此,一般地震后,還會有余震不斷發生,環境可能會進一步惡化,木結構較好的彈性使它不容易像其他建筑結構一樣發生二次坍塌。
        在全球環境共同體的大背景之下,通過木結構建造更多建筑已成為世界各國的共識,多高層也將是現代木結構建筑發展的必然趨勢。我們都知道建筑越高,對抗震的需求就越高,木結構的抗震性能優異,那么多高層的木結構還能保持這樣高水平的抗震性能嗎?
        為了測試現代多高層木結構的抗震性能,相關科研人員在加州大學圣地亞哥分校打造了Tallwood 項目抗震測試,參與該項測試的是一個由交叉層壓CLT工程木制成的10層木結構建筑。
        在該項測試中,機械振動臺模擬了1994 年洛杉磯 6.7 級北嶺地震和1999年臺灣地區 7.7 級大地震,測試結果表明:現代多高層木結構建筑在應對地震災害時依舊有著不俗的抗震表現:10層木結構高樓在地震中不僅沒有坍塌,還保持了整體結構的完整性。
        通過本次試驗,科研人員們收集到了關鍵的多高層木結構抗震基礎數據,為之后設計更高的木結構建筑提供數據和理論支撐。
        現代木結構木材在抗震,防風及防火方面的表現都非常優異,國際結構工程公司Fast+Epp的總工程師Nick Bevilacqua表示,現代木結構建筑在地震中能夠承受比普通建筑物高30%的地震力,可以被設計為高重要性類別建筑,如學校、醫院、災后庇護所等。
        在結構創新方面,Bevilacqua還指出“現代木結構可以使用CLT剪力墻系統來達到更好的抗震效果,這種結構可以通過材料和構件連接在一起傳遞地震荷載,建筑更穩固。”
        人類在強大的大自然面前是脆弱的,但人類是智慧的,使用恰當的建筑材料和建筑方案,可以有效降低地震帶來的危害。木結構建筑不僅可以減少地震災害帶來傷亡,同時還具備社會效益和經濟效益,未來小雨木屋也將繼續積極推廣應用木結構建筑,積極參與制定木結構建筑抗震標準,規范木結構行業,推動木結構產業化市場化進程,引領中國木結構朝著世界木結構更高更大的發展趨勢發展,為建設綠色城市貢獻力量。
文字丨來源 原創  (小雨木屋、百度文庫)
素材丨圖片 原創(小雨木屋、百度文庫)

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