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抗75级地震的七层公寓在日本测试成功

来源: 2018年11月23日

抗7.5级地震的七层公寓在日本测试成功

人们眼睁睁看着这座公寓楼上向移动,左右摇摆。不到一分钟之后,摇晃终于停止,四周响起了工程师和研究人员们的兴奋的欢呼声。

7月9日,一场6.0级地震袭击我国云南地区。据新华社报道,估计有1.8万座房屋被彻底摧毁,超过7.5万座建筑物受到了不同程度的损坏。受地震影响最大的云南省姚安县是一个相对贫穷的农村地区,那里的大部分房屋设计都根本无法承受地震。过去一年多来频频发生的地震灾难让人们认识到设计和修建抗震房屋是多么的重要,而现在,新的研究可以提供很大的帮助。新的建筑设计,将有望帮助廉价而方便获得的材料(如木材)也能具有与高成本材质相媲美的抗震能力。不过在投入使用之前,研究人员们首先要对设计进行测试在世界上最大的震动模拟实验室中。

7月14日,日本兵库地震工程研究中心所有人的目光都聚焦在巨大实验室中心的一座七层木材公寓之上。抗震实验开始,震动板下传来巨大的活塞泵声,公寓开始随之摇晃并发出隆隆声。人们眼睁睁看着这座公寓楼向上、向下移动,左右来回摇摆。不到一分钟之后,摇晃终于停止,四周响起了工程师和研究人员们的兴奋的欢呼声。公寓楼依然屹立不倒,只有非常轻微的损坏迹象。而值得雀跃的是,刚才的模拟震动等级已经非常接近7.5级地震了。

据悉,来自美国五所大学的专业研究人员目前就正在试图打造一种木材为主料的抗震型高楼。工程师们正致力于采用木材这种廉价而充足的材料来搭建抗震房屋,而这次的震动试验还只是这项实验的组成部分之一。一般来说,地震建筑研究的重点主要是对于高技术材料的测试,比如柔性混凝土或金属合金等。但是,由于木材在建筑行业中更为普遍,对于建筑企业来说,木材也是更熟悉、更廉价、更容易掌握的传统材料,所以,对于木材抗震建筑的研究从某种程度上来说就显得更为实用了。

任命该实验项目首席研究员的约翰-范德-林特(John van de Lindt)是美国科罗拉多州立大学的工程师,他表示:我们的想法是寻求新的、创新的方法来建造木制建筑。新的建筑结构设计将为建设者带来一种更廉价、更具可持续性的新选择。

这次的初步设计方案改变了楼房中钉子排列的格局,以更好地将刚度分配到楼房的不同楼层,这一方案目前正在日本三木市进行测试。高层木质房屋在地震中最为脆弱,特别是被范德林特称为的软楼层在地震中某一层楼不能保证与其之上楼层同样的刚度,整栋楼都会因此倒塌成平地。工程师们最初只考虑到了整栋大楼的刚度,但是新的刚度测量试验中可以测量建筑物在地震中刚度是如何变化的。在观测了建筑物各部位的压力点后,工程师们试着改变了固定钉子的位置和格局,使支撑点正好位于地震试验中的压力点位置上,以能起到固定住建筑物的作用。

此外,研究人员还是采用了63个来自美国辛普森众泰建材公司(Simpson Strong-Tie)的锚栓系留系统,已增加稳固性。这些钢拉杆系统负责构成抗震的建筑物钢构架,钢条和钢盘则用于防止邻近钢条在地震中做平切运动,导致不同程度的横向下滑和分裂。

这次的抗震高楼是在目前世界上最大的E-Defense震动试验台上进行的测试,这个震动试验台通过安装在震动板下的液压活塞的活动来驱动震动板,进行上下、左右和前后的震动,可以模拟很高强度的地震。

这款名为E-Defense的震动模拟实验装置是目前世界上唯一可以容纳下高7层、重近400吨公寓楼房的抗震实验装置。该装置的震动板承重量高到1000吨。在7月14日的试验中,研究人员们对于震动测试后的公寓楼进行的仔细的检测,对包括裂缝和遭到破坏的楼梯在内的受损迹象进行评估。来自辛普森众泰建材公司的工程师史蒂夫-普赖尔(Steve Pryor)表示,他们对于检查结果感到非常高兴,因为受损的只是表面装扮的部分而已,他们对于大楼主体的抗震性能非常满意。

无独有偶,美国布法罗大学的另一项地震工程测试项目将对于一座72英尺的桥梁进行类似的地震模拟测试,这座大桥采用的是隔震技术,从结构上隔断了桥梁架与桥基之间的联系,以阻断地面震动对桥体带来的影响,据悉

抗75级地震的七层公寓在日本测试成功

,这项测试预计将于2010年7月展开。

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