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    推廣鋼結(jié)構(gòu)軸承技術(shù) 提高海峽兩岸建筑抗震防災水平

    作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
    時間:2011-05-16 17:57:07 [收藏]
    地震專家認為:2000-2035年是全球強震爆發(fā)時期;特別是自2009年7月至今,近二年的時間全球7級以上的地震共發(fā)生三十幾次。我們應(yīng)重視地震頻發(fā)、增強態(tài)勢。我國地震活...
        關(guān)鍵詞:建筑 水平 提高 技術(shù)
          地震專家認為:2000-2035年是全球強震爆發(fā)時期;特別是自2009年7月至今,近二年的時間全球7級以上的地震共發(fā)生三十幾次。我們應(yīng)重視地震頻發(fā)、增強態(tài)勢。我國地震活動呈現(xiàn)頻度高、強度大、分布廣

          地震專家認為:2000-2035年是全球強震爆發(fā)時期;特別是自2009年7月至今,近二年的時間全球7級以上的地震共發(fā)生三十幾次。我們應(yīng)重視地震頻發(fā)、增強態(tài)勢。我國地震活動呈現(xiàn)頻度高、強度大、分布廣、震源淺的特點。大陸地區(qū)百分之九十五的地震震源深度都在40公里以內(nèi),我們隔海相望的寶島臺灣亦如此。

          我國是世界上自然災害(包括地質(zhì)災害)最嚴重的少數(shù)國家之一。時間較久、印象比較深刻的是唐山大地震,時間最近讓人最為悲傷的是汶川地震。比較而言,汶川地震的現(xiàn)場救援以及災后重建等方面,對玉樹地震來說更有借鑒意義。吸收汶川地震的經(jīng)驗和教訓,防止汶川地震的某些悲劇在玉樹重演,是一項最基本的要求。對海峽兩岸的人們來說也同樣是一個迫切的需要。

          根據(jù)中國地震烈度表描述,9度烈度,磚木俱損;即行動的人摔倒,房屋嚴重破壞-結(jié)構(gòu)嚴重破壞,局部倒塌修復困難;牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;滑坡塌方常見。汶川地震速報的震級為里氏78級,后修訂為里氏80級。從速報的震級來看,玉樹地震7.1級低于汶川地震78級,按理說地震造成的生命和財產(chǎn)損失相對要小。但由于玉樹強震發(fā)生時間關(guān)系,所以地震損失程度比較起來也有困難。汶川、玉樹大量倒塌的房屋建筑還是令人心碎。“第一時間”出手救援固然重要,可若能平時做好防震工作,相信震區(qū)情況一定好過當下。玉樹建筑類型多屬于土培房。這種房屋在倒塌時也許不會造成太多的死亡,但會造成數(shù)量驚人的傷者。城區(qū)多數(shù)建筑為土木結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)抗震性能較差。而農(nóng)房長期以來幾乎不設(shè)防,普遍缺乏抗震設(shè)計,往往在地震面前“不堪一擊”。但在海峽兩岸之間又有多少建筑能抗擊這樣的災害。

          山崩地裂的傷痛,我們曾經(jīng)在汶川“5・12”大地震中體驗過,如今我們又要再次經(jīng)歷這種傷痛的折磨。盡管發(fā)生在玉樹的地震究竟給我們帶來多大創(chuàng)傷,目前還不得而知,但從已知的災情來判斷,這場地震注定是對中國政治經(jīng)濟社會民生又一次全方位的考驗。

          從地震監(jiān)測到地震救援再到災后重建,我們唯有借鑒以往經(jīng)驗,吸收以往教訓,才能不讓玉樹地震重復汶川的某些傷痛,減少抗震救災中的不當行為,讓更多生命獲得新生,使財產(chǎn)損失減到最小。我們要意識到,每一次包括地震在內(nèi)的自然災害過后,其實我們還可以做得更好。正是因為我們做得不夠好,所以總有遺憾,但愿我們能吸取以往教訓,不再重復過去的遺憾。它山之石可以攻玉,

          加強地震知識的宣傳和普及,科學應(yīng)對地震防災是一個擺在我們面前的緊迫課題。

          1.就建筑結(jié)構(gòu)來講,21世紀是金屬結(jié)構(gòu)的世紀;

          這一點從發(fā)達國家和地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)就可以看出,鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)成為城市的主要建筑,特別是高層建筑和大型公共建筑,鋼結(jié)構(gòu)建筑達到50%以上,國內(nèi)目前還不到20%。在美國,鋼結(jié)構(gòu)在兩層樓以下的非居住建筑市場已經(jīng)達到70%以上,而國內(nèi)目前的比例還不到30%,居住性鋼結(jié)構(gòu)建筑更是不到5%。金屬結(jié)構(gòu)以其耐用性、實用性、經(jīng)濟性、環(huán)保性已經(jīng)獲得建筑界的認同。無論是大型的工礦橋梁、公用廠房,還是各種客運站和航站樓、電視塔、劇院、體育場、展覽館,包括涉及的大型寫字樓、會展中心、大型的賓館、住宅都在積極發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)。

          國家建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼政策:20世紀七十年代前是節(jié)約用鋼,八十年代是合理用鋼,九十年代后是鼓勵、積極用鋼;這也是社會發(fā)展進步的趨勢和要求。1998年建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于建筑業(yè)進行推廣應(yīng)用十項新技術(shù)的通知》第五條就是推廣使用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù);國務(wù)院1999年72號文件提出發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅、擴大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場占有量;2002年建設(shè)部發(fā)布《鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)原則》、《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化導則》;2004年出臺了《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計規(guī)程》;在《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》提出在“十五”期間,建筑行業(yè)的先進生產(chǎn)力就在鋼結(jié)構(gòu),建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)要作為國家發(fā)展的重點,2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量要達到1500萬噸,這是相當于80年代初全國鋼產(chǎn)量3000萬噸的一半用在建筑上。

          在四川汶川地震中,眾多建筑物受了很大的損害,而綿陽鋼結(jié)構(gòu)的九洲體育館安然無恙,成了當時的抗震救災指揮部、屁護災民的“諾亞方舟”。到現(xiàn)在,這個建筑依然完好。說明鋼結(jié)構(gòu)具備抗擊各種災害的能力,不光是地震,還包括臺風、暴雨和其他各種自然災害。

          臺灣1999年9.21大地震,震源深度8千米,里氏震級達7.6。從地震過程中看,很明顯鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)于鋼筋砼建筑,就地震破壞情況來說,高層鋼筋砼建筑優(yōu)于底層鋼筋砼建筑。一般的多層住宅,地震后就全部塌為平地,而高層住宅只是傾斜,甚至一層,二層樓進到地下,三層樓以上還豎立在那里。臺灣近幾年高層鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展很多,包括臺北101大樓、東帝士國際廣場等等。

          2.對建筑鋼結(jié)構(gòu)的四個方面認識:

          ⑴節(jié)能的,節(jié)約資源;鋼結(jié)構(gòu)房屋有效面積大,一般混凝土結(jié)構(gòu)使用面積只是建筑面積的70%左右,鋼結(jié)構(gòu)建筑可達80%~85%。

          ⑵環(huán)保的,可再生的,不會產(chǎn)生大量建筑垃圾;如水泥、木材、瓷磚等等,鋼材是可回收,再利用的;明確地說屬于現(xiàn)今低碳經(jīng)濟的范疇。

          ⑶科技含量高的,屬于技術(shù)密集型的;2008奧運會所展現(xiàn)的鳥巢、水立方、北京新機場航站樓、國家大劇院等一大批鋼結(jié)構(gòu)工程就是鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)高科技水平的體現(xiàn),已經(jīng)引起全世界的關(guān)注。

          ⑷穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)工程,有比較好的抗災性能;比如抗地震、臺風、暴雨、冰雹等的自然災害。

          3.鋼結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)軸承節(jié)點技術(shù)

          無論是建筑工程,還是橋梁支座,節(jié)點在整體結(jié)構(gòu)中均起到連接構(gòu)件和傳遞荷載的作用,其重要性不言而喻。傳統(tǒng)的節(jié)點形式分為剛接(能夠傳遞彎矩并能使得連接于同一節(jié)點的桿件間的相對角度保持不變)、鉸接(不能傳遞彎矩,連接于同一節(jié)點的桿件間的相對角度變化與彎矩無關(guān))、半剛接(介于剛接與鉸接之間)。隨著各種新型結(jié)構(gòu)體系的不斷涌現(xiàn),結(jié)構(gòu)的連接形式日益多樣化,要求有些節(jié)點需具備空間轉(zhuǎn)動和傳力的特性。節(jié)點作為空間結(jié)構(gòu)的重要傳力部件,其自身的力學性能以及其傳力、變形性能與整體結(jié)構(gòu)分析模型的一致性是確保空間結(jié)構(gòu)安全、適用的重要基礎(chǔ)。

          傳統(tǒng)的銷軸式鉸節(jié)點在一個方向可以隨意轉(zhuǎn)動,在其它方向則無法轉(zhuǎn)動。對于受力復雜的空間結(jié)構(gòu)體系,支座位置出現(xiàn)兩向的轉(zhuǎn)動,若采用單向轉(zhuǎn)動的節(jié)點,則另一方向由于耳板與銷軸的約束難以轉(zhuǎn)動將會產(chǎn)生較大的應(yīng)力,嚴重時將危及結(jié)構(gòu)安全。

          LS創(chuàng)新性地引入承載性能優(yōu)良、運轉(zhuǎn)安全性高、使用壽命長的關(guān)節(jié)軸承節(jié)點技術(shù),以關(guān)節(jié)軸承為轉(zhuǎn)動核心,真正實現(xiàn)空間三向受力和鉸接連接性能。LS關(guān)節(jié)軸承節(jié)點依不同的受力方式與性能結(jié)構(gòu)特點分為:向心關(guān)節(jié)軸承節(jié)點、推力關(guān)節(jié)軸承節(jié)點、角接觸關(guān)節(jié)軸承節(jié)點及桿端關(guān)節(jié)軸承節(jié)點。節(jié)點性能優(yōu)良,能幫您解決復雜空間結(jié)構(gòu)節(jié)點難題,同時使建筑的用鋼量更少,成本更低。特別適用于建筑工程與橋梁支座領(lǐng)域,可以滿足不同工程的不同要求,如承受壓力、拔力、X、Y方向不同組合的剪力、位移量、轉(zhuǎn)角量、精度、各種惡劣環(huán)境等。由于每項工程結(jié)構(gòu)受力與環(huán)境特點不一,故節(jié)點均需作針對性的設(shè)計,以滿足空間轉(zhuǎn)動和傳力要求,從而避免彎矩分量存在所誘致的節(jié)點和結(jié)構(gòu)破壞。

          臺北101(Taipei101),又稱臺北101大樓,由建筑師李祖原設(shè)計,KTRT團隊建造。根據(jù)高樓與都市住宅委員會的四分類建筑物高度判斷法,臺北101曾在其中三項標準中成為全世界之最,曾經(jīng)保持著“含塔尖最高建筑結(jié)構(gòu)建筑物”(509米)的世界紀錄。

          臺北101大樓內(nèi)設(shè)置了“調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器”,是在88至92樓掛置一個重達660公噸的巨大鋼球,利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。這也是全世界唯一開放游客觀賞的巨型阻尼器,更是目前全球最大之阻尼器。防震措施方面,臺北101采用新式的“巨型結(jié)構(gòu)”,在大樓的四個外側(cè)分別各有兩支巨柱,共八支巨柱,每支截面長3米、寬2.4米,自地下5樓貫通至地上90樓,柱內(nèi)灌入高密度混凝土,外以鋼板包覆。

          ⑵廣州新電視塔

          于2009年九月建成,包括發(fā)射天線在內(nèi),廣州新電視塔高達610米,已成為目前世界第一高塔。入選中國世界紀錄協(xié)會世界最高塔。

          作為地標建筑,新電視塔的建筑景觀總體效果,注重整體結(jié)構(gòu)美、通透感和由外筒鋼立柱、斜撐、圓環(huán)所交織產(chǎn)生的肌理美。灰色比較溫和,“色彩上層層深入,淺灰色的立柱、斜撐,中灰色的圓環(huán),最后是深灰色的核心筒,色彩由淺入深,具有比較強的層次感,白天可令塔身產(chǎn)生挺拔高聳和晶瑩剔透的視覺美感。

          還可展現(xiàn)出動人的“空中交響樂”:46環(huán)LED燈帶,環(huán)環(huán)向上畫出“纖纖細腰”美態(tài);斜撐如五彩流云,七彩變化如幻如夢;斜撐與圓環(huán)的交匯點,繁星閃爍。

          可抗8級地震廣州新電視塔全部采用高強鋼,總重不到5萬噸,外筒大約3萬噸。“如何令這根細細的筷子擺得穩(wěn)”,高空作業(yè)、三維精度控制和抗震性能成為世界級施工技術(shù)三大難題。為此,建設(shè)部門列出30多個科研專題,由于廣州夏季臺風頻繁,電視塔纖細高聳,很容易受到臺風影響。新電視塔采用特一級的抗震設(shè)計,即使遇到百年一遇的大風和8級地震,也可保高塔安然無恙。

          該塔的樓層梁與外筒鋼柱連接處沒有樓板,該節(jié)點承受面內(nèi)、面外的剪力,且需要較大的轉(zhuǎn)動能力,由福建(漳州)龍溪軸承集團股份有限公司LS品牌配套的內(nèi)嵌不銹鋼向心關(guān)節(jié)軸承的萬向鉸節(jié)點,能滿足各節(jié)點受力特點及轉(zhuǎn)動能力要求。

          LS創(chuàng)新性地引入承載性能優(yōu)良,運轉(zhuǎn)安全性高,使用壽命長的關(guān)節(jié)軸承節(jié)點技術(shù),其自動調(diào)心為核心,真正實現(xiàn)空間三向受力和鉸接連接性能,使建筑結(jié)構(gòu)受力得到平衡,并可相應(yīng)地減小部分梁柱口徑而節(jié)約了鋼材;同時可明顯提高建筑的抗震能力、抗強風(臺風)及大溫差等各種惡劣的自然環(huán)境。LS鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點關(guān)節(jié)軸承通過國家重點實驗室—同濟大學鋼結(jié)構(gòu)研究室的驗證;以及在上海浦東機場T2航站樓、廣州新圖書館、杭州江東大橋、西安火車北站、昆明新機場、青島海灣大橋、大連國家會議中心、深圳機場T3航站樓等重點工程的推廣使用。
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