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以柔克剛 節(jié)能抗震

2008-08-08 3753 0

  也許災(zāi)后設(shè)計(jì)是最能夠考驗(yàn)和體現(xiàn)設(shè)計(jì)力量的載體,因?yàn)樵谶@里,造型和外觀再也不是判斷一個設(shè)計(jì)的首要標(biāo)準(zhǔn)。在汶川大地震發(fā)生兩個多月后的今天,酷暑中的災(zāi)民在臨時住所內(nèi)面臨著新的煎熬,如何從短期避難所到長期性住宅的過渡問題擺在了決策者和災(zāi)民面前。汶川震區(qū)重建——如何快速地為最廣大的百姓建筑經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固且符合地震多發(fā)地帶生態(tài)環(huán)境的新家園,如何有效地積累城市建設(shè)的抗震防災(zāi)經(jīng)驗(yàn),也值得每一個設(shè)計(jì)師思考。記者就此采訪了浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院巖土工程研究所副所長唐曉武教授。希望人們能看到,災(zāi)難之后不是只有救災(zāi)的感人場景,還有為災(zāi)民們設(shè)計(jì)更好保護(hù)所的設(shè)計(jì)師們的努力。

     唐曉武,浙江大學(xué)土木工程系巖土工程研究所教授。1995年-2002年間在日本國立佐賀大學(xué)求學(xué),八年間獲工學(xué)博士、博士后并歷任佐賀大學(xué)低平地防災(zāi)研究中心助理教授、講師、低平地研究中心客員教授。在日本期間,唐教授多次參與佐賀市抗震防災(zāi)預(yù)案的修訂計(jì)劃,在這方面有充足的研究和實(shí)踐背景?;貒?,亦積極參與浙江省科技廳在公共安全方面的研究,為政府提供了豐富的決策資源。

實(shí)例:剛性抗震

  事實(shí)上,用于大型建筑方面的防震、免震設(shè)計(jì),國內(nèi)與國際的差距并不是很大,甚至可以說是差不多的。但日本的比較高端免震設(shè)計(jì)價格我們的普通建筑承受不起,不能大面積推廣。我給你看個例子,這樣的房子我們能造嗎?它造在京都的鬧市區(qū),沒有經(jīng)過免震設(shè)計(jì)是不可能的,但也是普通人使用的房子。我們看到,它的長細(xì)比高達(dá)5∶1,什么概念呢,40米寬的寫字樓要高達(dá)兩百米。它的梁柱一定做得很粗,框架連到地下,整個房子非常結(jié)實(shí)。這就是一個剛性設(shè)計(jì)的例子,目前在中國幾乎不可能大面積造出來。

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  這些斜承也是用來毀壞的,所以做得相對細(xì)一點(diǎn)。不同的部位作用也不一樣,一大部分斜撐著,因?yàn)檫@樣效率最高。而且它有由粗到細(xì)的變形,使得在斷裂的時候速度很慢,可以吸收更多的能量。其實(shí)這樣的設(shè)計(jì)耗費(fèi)的材料也很簡單,造價也不是特別高。需要一些實(shí)驗(yàn),但我們也完全可以模仿。

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  這也是個以柔克剛的例子,在地震中,這根柱子是可以損壞的。在損壞的過程中,吸收了能量。你不讓它損壞,破壞的能量就會轉(zhuǎn)嫁到整個房子上。犧牲小的保全整個建筑。

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  這個是消防龍頭,為了防止火災(zāi)蔓延,大多數(shù)建筑都安裝了防火門。但防火門常常發(fā)生這樣的情況:火擋住了,人也擋住了。需要用水,這個出水量很大。要知道地震的時候,自來水管裂開了沒有水了,所以說中央實(shí)驗(yàn)室自成一套體系。那么這些水貯存在哪里呢?我們來看整個建筑的外觀。

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  你看這個建筑,水存在下面的木箱里。水也是防震的,整個房子是個“風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)”。房子“浮”在水面上,就像坐在船上,任憑風(fēng)浪起伏,船還是穩(wěn)的。因?yàn)樗隙ê偷卣鸱捶较虻?,可以抵消地震帶來的晃動。而剛才消防不正需要水嗎,設(shè)計(jì)者就把水存在這里,地震若引起火災(zāi)這些水也可以用來滅火。也就是說水的消震作用可以降低房子其他部分的防震造價。

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實(shí)例:柔性抗震

   這是日本清水建設(shè)研究中心中央研究所的辦公樓,這就是一個剛?cè)嵯酀?jì)的例子。底層是防空間,樓下面全部是空心的,上面是一個整體。在樓底,一般就安裝有防震裝置。

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  防震裝置是怎么運(yùn)作的呢,我們來看一下這個模型,在一幢樓房下,一共安裝了四個防震裝置。你看,我拍照的時候底部是模糊不清的,說明模型底部在震動。但樓面上的指針很清楚,沒有任何模糊,說明樓體沒有任何晃動。

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  看到樓層間有一條黑線了嗎?很別出心裁是吧,但它并不是為了造型裝飾上的考慮。而是表示,這條黑線以下的建筑都可以損壞,保全黑線以上的建筑。這里放了很多消震器。

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  舉個例子,你看,樓梯是會動的。同樣都是防九級地震,下面可以被“柔”掉,多吸收能量,上面用抗八級的設(shè)施就可以對付,這樣就節(jié)約了成本。一層造價是貴的,用來犧牲掉,其余部分就可以便宜。這個我們國家也可以學(xué)習(xí)??!
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