為什麼它能被稱為“樓堅強”

2013年4月20日,在四川省雅安市蘆山縣發生了7.0級地震,震源深度約13公里,震中蘆山縣龍門鄉99%以上房屋垮塌,蘆山縣城內的許多建築也遭到了不同程度的破壞,但是有座高樓卻幾乎完好無損,它就是後來被稱為

“樓堅強”蘆山縣人民醫院門診樓

为什么它能被称为“楼坚强”

為什麼蘆山縣人民醫院門診樓在那次地震中那麼堅強呢?

为什么它能被称为“楼坚强”

在回答這個問題之前,讓我們先來認識一個人。

此人就是被譽為現代“張衡”的周福霖院士,他是國內知名的工程結構與工程抗震減災專家,多年來,周院士一直奔波在抗震第一線,在他的推廣下,國內採用隔震技術的房屋已接近12000棟。

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周福霖院士

港珠澳大橋、廣州塔、昆明和北京新機場等建築,周院士都參與了設計,其中,港珠澳大橋的橋樑部分的抗震、隔震與減震設計

花掉了周福霖院士團隊成員近10的時間,實屬不易。

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鏈接:港珠澳大橋背後的地震技術支撐

周福霖院士熱衷推廣隔震技術源於他人生中的一次重要的經歷,故事的起源是這樣的……

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時間回到1976年7月28日,那天唐山發生了7.8級強震,震後,城市變為一片廢墟,當時在機械部第四設計院任工程師的周福霖接到命令趕赴災區,三個月的考察期間,周福霖幾乎跑遍了整個災區,在廢墟和屍體間穿行,為所有倒塌房屋做記錄。遭強震破壞的城市、人們面對天災的無助感、痛失親人的倖存災民,這一切、這一幕幕,都讓周福霖感到深深的震撼。

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在唐山地震災區,一位流著淚的災民質問他們:為什麼地震來了,房子都倒了?你們這些工程師到底是來幹什麼的?

災民的質問讓周福霖心裡很不是滋味,於是,他暗下決心,一定要解決地震中房屋倒塌的問題,讓每一棟房屋都成為“不倒屋”。

在考察期間,周福霖發現有兩棟四層高民宅竟沒有被震倒,在一片廢墟中顯得有些突兀。原來在地震發生時,兩棟房屋沿著牆體下部的油氈防潮層滑動了40多釐米,一層柔軟的防水油毛氈拯救了樓裡數百人的生命,這讓周福霖深受啟發:如果房子能夠滑動,那麼地震的時候房子是不是就倒不了了?

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後來,受這一層防水油毛氈的啟發,周福霖提出了“結構隔震消能減震”的理論,但是這與傳統的建造更為堅實的房屋來抗震的理念相去甚遠,剛開始推廣的時候,也是困難重重。下面先讓我們看看傳統的抗震技術和隔震減震技術的區別吧。

傳統的抗震技術簡單點說就是加固房屋,一般是通過加強建築物的“強度”體系和“延性”體系來完成。抗震“強度”體系是把結構做得很“剛強”,地震來了,就“直接剛”,以“剛”抗“剛”。這種體系由於結構剛度增大,也將導致地震作用增大,從而可能在結構件薄弱部位發生破壞而導致整體破壞;而抗震“延性”體系是指容許結構構件在地震時被破壞,利用結構構件損壞後的延性,結構進入非彈性狀態,出現“塑性鉸”,減輕地震破壞,使結構“裂而不倒”,在設定設計地震烈度下,小地震時不壞,中等地震時可能損壞但可修,大地震時明顯破壞但還不致倒塌,但超大地震時就無法控制了。

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但隔震減震技術就不像傳統抗震技術這樣“硬碰硬”、“剛抗剛”了,它是將建築物坐落在柔性的橡膠支座上,柔軟的橡膠墊上加一層鋼板,再加一層橡膠,再加鋼板……。當發生地震時,建築物在橡膠墊上處於彈性狀態,通過滑動來減少震動,房子雖然會搖晃,但是不會倒塌,加了隔震層的房子就像一艘漂浮在大海上的船,來自地下的震動就像隔著海水一樣,對漂浮在海上的船是影響不大的。

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上圖為隔震支座結構圖,一般用在建築底部,其內部並不是固定的,而是一層鋼板一層橡膠相間疊合,有很多層

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當受到外力的時候,支座的上下部可以產生相對位移,就是上圖這樣子

看完上面這一段,咱們文章開頭那個問題是不是也有答案了呀,蘆山縣人民醫院門診樓在地震中之所以堅強,就是因為它在建造過程中採用了隔震減震技術。汶川地震後重建的蘆山縣人民醫院,有三棟樓,其中一棟就採用了隔震減震技術,另外兩棟採用了傳統的抗震技術,蘆山地震發生後,採用隔震減震技術的樓除了隔震縫有點破損外,基本沒什麼破壞,房屋結構、裝修,室內藥房、設備等都完好無損;而另外兩棟樓雖然沒倒塌,但是柱子和梁裂了,天花板也掉了,手術檯也倒了……醫院院長感慨地說:地震後全縣所有醫院都癱瘓了,就剩這棟隔震樓,成為全縣唯一的急救中心。

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與傳統的抗震結構相比,建築物採用隔震減震技術,可以將地震反應降低到傳統結構地震反應的1/4到1/8,在遭遇超烈度大地震時成為“安全島”,同時確保地震時上部結構保持彈性,避免震後艱難的修復工作,還可以實現性能化抗震設計,既保護結構安全,也保護非結構構件、室內設備儀器等的使用功能不中斷,這對於學校、醫院、廣播電臺、指揮中心、車站、機場、各種生命線工程等尤為重要。

注:本文圖片源於網絡

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