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地震灾害暴露建筑隐藏的质量问题

发布时间:2017/07/17 点击量:

  海地发生的大地震,造成了生命财产的惨重损失,也暴露出建筑质量方面的问题。前往考察震灾的外国建筑专家发现,当地普遍存在使用劣质建筑材料的现象,有的螺纹钢筋甚至可以用手轻易折弯。“豆腐渣”建筑大量倒塌是导致悲剧的主要原因。

  建筑能否抗震取决于多种因素,包括设计、材料、施工等,抗震科技在这方面可发挥关键作用。

  人类最初是穴居,后来才在地面上建造房子,居有定所。这是人类文明的一大进步。但早期主要是砖石建筑和土木建筑。由于当时人们缺乏对地震的科学认识,建筑也就没有完整的抗震设计,发生地震往往会垮塌严重,比如1755年葡萄牙里斯本大地震,约85%的建筑物被毁,死亡数万人。大约150年前,人们开始使用混凝土建造房屋,而混凝土建筑在地震中也曾大量倒塌。不断重演的震灾悲剧促进了抗震科技的开发,其中一些技术得到广泛使用。

地震的危害

  第一种是传统的抗震技术

  在长期与地震作斗争的过程中,人们逐渐认识到地震是由于地面的加速度振动导致建筑产生强迫振动,由此而产生惯性力作用导致建筑垮塌。根据经典的牛顿力学理论,地震作用下的动力学方程是建筑自身惯性力、阻尼力和弹性力与地震惯性力的平衡。为了对抗这种往复的地震作用力,首先要求构件有良好的承载力,其次是建筑具有良好的整体性,各个受力的构件必须连接牢固,在地震作用时才不会散架。如今在北京可以看到一些老房子,墙面上有突出的梁和柱,就是在唐山大地震后为了加强这些房子的整体性而进行的抗震加固改造。

  第二种是隔震技术

  这个办法可以说古已有之,近年来又有了新发展。中国古代一些木结构,如西安小雁塔,将基础设计成可以滑动,从而起到隔离地震的作用。近代则采用橡胶垫支承在建筑的底部,地震来时,建筑也可以沿水平方向运动,减小了地震力。隔震技术多用在中低层建筑中,可以大大延长建筑的自振周期,对减小地震力很有好处。至于高层建筑中,使用橡胶垫对延长其周期从而减小地震力的作用不如在中低层建筑中那么显著。

  第三种是减震技术

  在高层建筑中应用较多。原理上,它是采用阻尼比较大的材料,如油、金属等,制成减震阻尼器,附加到建筑上。而阻尼能够将地震的动能转化为热能,消耗地震的能量,减小地震对建筑的影响。

  隔震和减震装置也可以同时使用,例如隔震橡胶垫内放置高阻尼的铅芯,在橡胶垫发生水平方向变形时铅芯可以起到耗能减震的作用。2008年6月开工的日本仙台一番町住宅,有29层,高100米,建筑底部设橡胶垫23个和滑动支座5个,产生隔震作用;附加的油阻尼器10个,产生减震作用。

  随着技术的进步,建筑不断向天空冲刺,新近落成的哈利法塔高达828米,也进行了抗震设计,以确保其安全性。专家乐观地预言,在未来,不断进步的抗震技术将会派上大用场,如同绿色环保理念一样,抗震理念也将纳入建筑的设计和建设中。通过以上的了解大家应该知道建筑物抗震加固设计的重要性,而对于一些建筑物不具备抗震功能的,大家可以采取相应的加固方法使其具有坑震功能。

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