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以柔克剛 節(jié)能抗震

2008-08-08 3774 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(gè)設(shè)計(jì)的首要標(biāo)準(zhǔn)。在汶川大地震發(fā)生兩個(gè)多月后的今天,酷暑中的災(zāi)民在臨時(shí)住所內(nèi)面臨著新的煎熬,如何從短期避難所到長(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)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(chǎng)景,還有為災(zāi)民們?cè)O(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(guó)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?guó)后,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(guó)內(nèi)與國(guó)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(jià)格我們的普通建筑承受不起,不能大面積推廣。我給你看個(gè)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(zhǎng)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(gè)房子非常結(jié)實(shí)。這就是一個(gè)剛性設(shè)計(jì)的例子,目前在中國(guó)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(duì)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(shí)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(jiǎn)單,造價(jià)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(gè)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(huì)轉(zhuǎn)嫁到整個(gè)房子上。犧牲小的保全整個(gè)建筑。

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  這個(gè)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(gè)出水量很大。要知道地震的時(shí)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(gè)建筑的外觀。

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  你看這個(gè)建筑,水存在下面的木箱里。水也是防震的,整個(gè)房子是個(gè)“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偷卣鸱捶较虻模梢缘窒卣饚淼幕蝿?dòng)。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(jià)。

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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(gè)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(gè)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(gè)模型,在一幢樓房下,一共安裝了四個(gè)防震裝置。你看,我拍照的時(shí)候底部是模糊不清的,說明模型底部在震動(dòng)。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(dòng)。

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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(gè)例子,你看,樓梯是會(huì)動(dòng)的。同樣都是防九級(jí)地震,下面可以被“柔”掉,多吸收能量,上面用抗八級(jí)的設(shè)施就可以對(duì)付,這樣就節(jié)約了成本。一層造價(jià)是貴的,用來犧牲掉,其余部分就可以便宜。這個(gè)我們國(guó)家也可以學(xué)習(xí)??!
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