據(jù)了解,地震中造成人員傷亡的最主要原因就是建筑物的破壞和倒塌,1976年唐山大地震,70%~80%建筑物倒塌,人員傷亡慘重;2008年汶川大地震,大部分傷亡人員是被倒塌的建筑物砸死或者砸傷。

為什么在地震高發(fā)地區(qū),木結(jié)構(gòu)建筑的安全性能比混凝土和磚結(jié)構(gòu)建筑好?
木結(jié)構(gòu)的自重遠比混凝土結(jié)構(gòu)輕,吸收的地震力小。
木結(jié)構(gòu)建筑的自重只有混凝土建筑的12%-20%。而在地震中,自重越輕,慣性越小,水平荷載也就越小,建筑的晃動幅度也得以減緩。
有研究表明,設(shè)定各層面積65㎡的兩層普通住宅,建筑面積相同的木造、鋼筋混凝土、鐵骨造建筑,在遭受相同強度地震的時候,所受的水平外力,木造為30t,鐵骨造為60t,而鋼筋混凝土則達到了150t。木結(jié)構(gòu)建筑自重輕的優(yōu)勢顯而易見。

地震產(chǎn)生的側(cè)向力會使建筑物扭曲,使墻體變形,發(fā)生折斷、垮塌或松脫的情況。與其他建筑材料相比,木結(jié)構(gòu)得天獨厚,具有較好的韌性,對于瞬間沖擊荷載和周期性疲勞破壞有很強的抵抗能力,能在地震發(fā)生時通過短暫的變形和受力轉(zhuǎn)向?qū)⒌卣鸷奢d吸收,并不會直接折斷、垮塌,為人們贏得更多的逃生時間。

木結(jié)構(gòu)建筑是由數(shù)以百計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和數(shù)以千計的釘節(jié)點連接構(gòu)成的,如果某一個傳力路徑受到破壞,它所承擔(dān)的荷載可由鄰近的構(gòu)件或節(jié)點予以承擔(dān)。木結(jié)構(gòu)房屋傳力路徑眾多,在結(jié)構(gòu)上具有冗余性,在地震中可以提供額外的安全性。

木結(jié)構(gòu)主要由小規(guī)格材作為承重件,因此在坍塌時不會直接致命,如果后期的施救工作到位,可更進一步的減少人員傷亡。木結(jié)構(gòu)建筑重量輕的特性也利于后續(xù)的救援工作開展,更容易打開生命通道進行施救。
不僅如此,一般地震后,還會有余震不斷發(fā)生,環(huán)境可能會進一步惡化,木結(jié)構(gòu)較好的彈性使它不容易像其他建筑結(jié)構(gòu)一樣發(fā)生二次坍塌。

為了測試現(xiàn)代多高層木結(jié)構(gòu)的抗震性能,相關(guān)科研人員在加州大學(xué)圣地亞哥分校打造了Tallwood 項目抗震測試,參與該項測試的是一個由交叉層壓CLT工程木制成的10層木結(jié)構(gòu)建筑。

通過本次試驗,科研人員們收集到了關(guān)鍵的多高層木結(jié)構(gòu)抗震基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為之后設(shè)計更高的木結(jié)構(gòu)建筑提供數(shù)據(jù)和理論支撐。

在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面,Bevilacqua還指出“現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)可以使用CLT剪力墻系統(tǒng)來達到更好的抗震效果,這種結(jié)構(gòu)可以通過材料和構(gòu)件連接在一起傳遞地震荷載,建筑更穩(wěn)固。”

人類在強大的大自然面前是脆弱的,但人類是智慧的,使用恰當(dāng)?shù)慕ㄖ牧虾徒ㄖ桨?,可以有效降低地震帶來的危害。木結(jié)構(gòu)建筑不僅可以減少地震災(zāi)害帶來傷亡,同時還具備社會效益和經(jīng)濟效益,未來紅山木屋也將繼續(xù)積極推廣應(yīng)用木結(jié)構(gòu)建筑,積極參與制定木結(jié)構(gòu)建筑抗震標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范木結(jié)構(gòu)行業(yè),推動木結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化市場化進程,引領(lǐng)中國木結(jié)構(gòu)朝著世界木結(jié)構(gòu)更高更大的發(fā)展趨勢發(fā)展,為建設(shè)綠色城市貢獻力量。
文字丨來源 原創(chuàng) (紅山木屋、百度文庫)
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