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木结构建筑为什么抗震性好

2017-08-09 创意经典落地运营 绿维文旅


8月8日21时19分,四川省阿坝州九寨沟县(北纬33.2度,东经103.82度)发生7.0级地震,震源深度20公里,截至8月9日14点,地震已造成19人死亡、247人受伤。9日7时27分,新疆博尔塔拉州精河县发生6.6级地震,19人受伤,震源深度11千米,震中位于北纬44.27度,东经82.89度。




众所周知,地震是一种常见的自然现象,世界上每年发生地震要达一百万次以上。由于产生地震的过程及其复杂,且强震发生是一个极小概率事件,地震预测是一个世界性的难题,迄今为止世界上没有国家能够成功预测地震的发生。为了防止突如其来的地震给人类生活造成的破坏,在一些地震多发国家和地区,往往都采用了一种抗震性能极好的建筑形式---现代木结构建筑体系。 全世界最近的地震研究表明,现代木结构建筑比任何形式的建筑的抗震能力都要好。



另外木结构建筑在发生地震时能够有效的降低人员伤亡,便于住在里面的人员逃生,其重量轻的特性也利于后续的救援工作开展。许多因素使木框架结构的建筑性能在地震破坏力表现良好,这也使得这种建筑甚至能够抗击由飓风,龙卷风和台风产生的侧面荷载。 


为什么在地震多发国家如日本,木结构依然是低层建筑最为主流的建造形式,不是没有道理的。


  

 木结构建筑主要有以下优点:


1.木材强度高而质量轻——高强度/质量比是木结构的一项优势;


2.木材具有良好的韧性;


3.木材是一种环保材料,不会释放对人体有害的气体,而且天然的条纹,美观大方;


4.木框架结构有许多杆件和钉节点,因此木结构有多重传力路径;


5.木结构建筑中的节点可以有效地耗散地震所产生的能量;


6.木结构建造周期短,耐久性好。



木结构的这些特点保证了其良好的抗震性能:


1.高强度/质量比一方面可以抵抗较大的地震力,另一方面可以减小地基传到上部结构的地震力;


2.木材的柔韧性明显优于其它混凝土、砖石材料,专业术语可以称为粘弹性材料,能够耗散更多的地震能量;


3.木结构具有多重传力体系,合理的设计可以形成多重抗震体系,增强结构承受地震破坏和消散地震能量的能力;


4.木结构传统的卯榫连接方式,近似于铰接,允许构建产生转动,进而耗散地震能量;


5.另外,我国古代大型建筑上厚重的屋顶与柱子连接用斗拱,斗拱是一种最合理的受力形式,合理的设计可以使剪力非常小,甚至为0。木结构的斗拱通常采用一连串的相互卯套的凹凸木块,不用钉子,每一块都是可以活动的,增强了结构的抗震能力。


应县木塔


我国的传统住宅,大多是砖木结构,建造时先立木柱架,然后架梁盖屋顶,再砌墙。墙体用砖或泥土,这是围护体或隔墙,不承受重量,所以中国的谚语中有“墙倒柱不倒”、“房塌屋不塌”的说法,说的就是中国传统木结构的特点。


鉴于此,我国的山西省应县木塔(佛宫寺、释迦塔建于1056年);天津蓟县独乐寺(建于984年),都是最早的木结构的高层建筑,经历了多次地震,仍巍然屹立,一直完好保存至今。


丽江古城


1996年云南的丽江遭受了7级大地震,由于丽江古城里大多是传统的木结构老房子,许多墙坍了,但房屋没有倒,人员伤亡也不多,后来很快得到修复,次年就被联合国教科文组织列入了“世界遗产名录”。


传统工艺与现代技术的结合增强了木结构的优越性和抗震能力。日本是一个多地震国家,加上海岛的潮湿气候,使他们对木结构特别偏爱,至今在日本的城市郊区和乡村还是时兴建造木结构的房屋,以达到抗震和防潮功能。




图文来源于网络由绿维编辑整理



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