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【地震再谈】 假若强震,木质结构房屋更能保命

 大斌影像 2017-03-24

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假若强震来袭,木制房屋更可能保命


一,

木结构建筑在地震中的表现

2015年4月25日尼泊尔8.1级强震已导致6659人死亡,14062人受伤,14座重点古建筑坍塌。尼泊尔建筑大多结构老旧,抗震能力低,其中抗震性能最好的要数“木结构”。

   2015年3月30日在贵州省剑河县发生5.5级地震,这是建国以来,发生在贵州境内的最大震级地震。地震造成3100间房屋轻微受损,4人受伤。地震造成的伤亡不大,与当地居住的木结构建筑具有抗震性密不可分。

2011年3月日本宫城县北的9级大地震,2011年2月新西兰第二大城市克莱斯特彻奇发生里氏6.3级强烈地震,以及1995年1月日本神户发生的里氏7.3级地震,都显示木结构建筑具有良好的表现,得到了举世公认。

为什么木结构建筑具有优良抗震性能呢?

1、木结构建筑的抗震特点

   每种结构都有其独特的特性,例如其刚度而后强度,因而对地震力的反应也不同。地震使一栋建筑物产生水平和垂直震动。水平力又称为侧向力或剪力,它是对抗震设计的真正挑战。木结构建筑本身具有其承受侧向力或者剪力的一些特性。

   历次震害调查表明,平面及竖向规则的建筑物在地震中有良好的抗震性能,而平面及竖向的不规则导致震害加重,特别是建筑物的几何中心与物理中心不重合时,往往会导致建筑物扭转。结构的竖向连续性也是影响建筑物抗震性能的重要因素之一,当建筑物的强度和刚度在竖向不规则时,将会在竖向出现“薄弱层”,地震引起的能量耗散主要集中在这些薄弱层,严重时可导致薄弱层倒塌。此外,研究和经验还表明,一些“非结构”构件也有助于增强建筑物的侧向抗力。例如,内墙饰面、隔墙以及多种外墙覆层,都有助于增强建筑物的侧向抗力。

   木结构建筑对地面运动峰值的加速度、速度和位移,结构的重量,结构的阻尼,结构的强度、结构的刚度和延性,以及结构的整体性等,在地震中的反应均有极佳的表现。

2、木材作为建筑材料具有抗震性能

木材是一种弹性材料,在受到地震冲击力作用时具有吸收能量的作用,在受力过后又有自动弹性恢复的能力,本身重量轻、强重比高是一种绿色、环保且可再生、可重复利用的材料。

3、不同体系的木结构建筑均有较好的抗震性

   传统的梁柱结构体系中的抬梁式、穿斗式、干栏式和井干式等木结构建筑都具有极佳的抗震性能,具要因为其结构的整体性和榫卯连接的柔性。最有说服力的是具有“千年不倒翁”美称的山西应县木塔和北京故宫的太和殿。应县木塔建于辽清宁二年(1056),即北宋至和三年。塔高67.31m,底层直径30.27m,总重量约为7400t。它是我国现存最早的木结构楼阁式高层建筑,中国独一,举世无双。

   

   太和殿是中国现存最大的木结构大殿,建于明永乐十八年(1420)。清康熙三十四年(1695)重建。自太和殿建成后,距它90公里范围内就发生过6级以上强烈地震7次。其中1679年三河平谷8级地震,震中距太和殿仅45公里。这些大震都曾使北京遭到严重破坏,多次震动金銮殿,都不曾遭到破坏。

   现代木结构建筑除了发扬古木建筑的抗震优点,又增加了很多抗震措施,如轻型木结构利用剪力墙传递力和承重,胶合木框架结构在节点处采用抗震五金件、墙体加固斜撑等,还有日本三泽公司发明了抗震滑移墙,使得现代木建筑更有抗震性和安全保证。

北美轻型木结构体系

 

 

日本框架式木结构体系

        4、木结构建筑在强震中坍塌时几乎没有粉尘。从过去地震的实例中,伴随着建筑物的坍塌,产生大量的粉尘,它也是地震中的致命杀手,由于木建筑的结构是由木材墙骨柱和板材(如定向刨花板或结构胶合板),在坍塌时不会产生粉尘。

砖混或混凝土结构建筑在地震中坍塌时产生大量的粉尘 

5、木结构建筑在强震中坍塌时不会直接伤人致命。现代轻型木结构主要由小规格材作为承重件,因此在坍塌时不会直接挤压致命,最多只是碰擦轻伤。

              轻型木结构体系中的墙体和屋盖 

6、木结构建筑在强震中坍塌时会有藏身的生命空间。由于木结构墙体的完整性,在地震中坍塌时会和梁柱一起形成活命的三角区。

 

   7、地震灾害后容易施救。由于木结构墙体多为小规格材做成的墙骨柱,当建筑坍塌后很容易打开生命通道进行施救,同时还不会像其他建筑结构会引起的二次坍塌灾害。没有特别笨重的构件,只要采用锯子和撬杠就可轻易施救。

新西兰克赖斯特彻奇市房屋大量采用轻型木结构建筑,在6.3级大地震中创“零死亡”奇迹


北美轻型木结构住宅

北欧风情的小木屋

二, 混凝土结构房屋地震中表现

木结构建筑利用土地效率不高,适合地广人稀的地方。但即使在加拿大这样的国度,比如温哥华,其土地的价格攀升,导致市区中心,被迫的树立起越来越多的混凝土钢筋结构摩天大楼。

其设计抗9级地震的指标,只是停留在纸面上,或许只是用于安慰那些买家,其实,真的能经受9级以上大震的考验而毅力不到吗? 真的未必。

首先,一块混凝土楼板从三米高度跌落下来,砸死人的概率99%,除非你处于三角区,并且家居足够强硬, 一块木板从三米高度下落,伤人的概率10%不到。 高层公寓的垮塌,往往自上而下,层层垮塌哦,把底层的人体压成肉饼是秒秒钟的事。 电梯停用,所谓的逃生楼梯,往往成为阻碍逃生的地狱,因为变型的逃生门很可能无法打开,被一块水泥板挡住,你凭借人体能力根本无法撬动。此时的生命,100%的交给了上帝。

救援人员无可奈何,没有大型挖掘设备,束手无策,废墟下的生命,即使侥幸活着,也会被活活困死。

寻找生命的奇迹,即使找到,能及时脱困吗?

大型起重设备来了, 但会有人奇迹生还吗? 上帝保佑!

万一地震来袭的话,我们不用担心食物问题,现在的社会应灾急救措施很到位,我们关心的,是否自己还能活着。 当然,大温地区的大地震,也许几百年都不会,也许只是地震专家为了骗取科研经费而故意发布惊悚消息,反正我们普通百姓无法考究其真伪。 大家大可不必惊慌,茶余饭后谈谈罢啦,生活继续阳光,明天继续灿烂,未来继续美好,大温继续是世界最宜居城市!!!


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