這些“黑科技”讓建筑坍塌悲劇不再重演
在土耳其地震中,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的建筑物坍塌受損,大量居民受傷被困。作為人類生存與生活的庇護(hù)所,建筑在地震中的抗震能力再度引發(fā)全球關(guān)注。隨著隔震技術(shù)與特殊抗震材料技術(shù)不斷發(fā)展,建筑物也在變得更加安全。
隔震技術(shù):給房屋穿上“運(yùn)動(dòng)鞋”
隔震技術(shù)就是在房屋基礎(chǔ)或底部與上部結(jié)構(gòu)間設(shè)置橡膠隔震支座等部件,組成具有整體復(fù)位功能的隔震層,以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期,減少輸入上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用。
這有點(diǎn)像人們平時(shí)經(jīng)常穿著的運(yùn)動(dòng)鞋——人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)鞋的鞋底加上一層橡膠,可以減輕步行或跑步振動(dòng)對(duì)身體帶來(lái)的傷害。隔震技術(shù)就像是在房屋結(jié)構(gòu)中加上“橡膠”,讓地基和建筑之間產(chǎn)生柔性連接,無(wú)論地面怎么搖擺,都可以保證建筑物相對(duì)靜止,以削弱地震的摧毀力,為房屋減震,達(dá)到“地動(dòng)房不塌”的目的。
在實(shí)際研究和實(shí)踐過(guò)程中,在建筑物的基礎(chǔ)或下部結(jié)構(gòu)同上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置的“橡膠”通常是橡膠支座、阻尼器、隔震磚等隔震裝置。這些裝置將有效減少地底輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量,將地震作用降低到原來(lái)的1/4到1/8。

抗震材料:讓建筑物更有韌性
地震發(fā)生后,建筑物坍塌帶來(lái)的危險(xiǎn)和傷害,與建筑材料密切相關(guān)。因此,科研人士也一直在努力提升建材的牢固性與安全性。
近年來(lái),越來(lái)越多的建筑物開始采用輕鋼結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)中的剪力墻、框剪、框架的抗震性能都遠(yuǎn)勝于磚混等砌體結(jié)構(gòu)。即使發(fā)生坍塌,這種結(jié)構(gòu)也能制造出一定的安全空間,降低人員掩埋、搶救困難等問(wèn)題發(fā)生的概率。
在體育界備受追捧的碳纖維材料,也引起了建筑業(yè)的關(guān)注。作為纖維增強(qiáng)混凝土材料,碳纖維增強(qiáng)混凝土開始逐步用作高層建筑的外墻墻板。這一材料利用碳纖維具有振動(dòng)阻尼特性,可吸收震動(dòng)波等特點(diǎn),從而使建筑防地震能力和抗彎強(qiáng)度提高十多倍。

除了往混凝土里加入碳纖維以外,科研人員還嘗試將混凝土與發(fā)氣劑、鋼纖維、活性粉末或記憶合金相結(jié)合,開發(fā)出各種新型混凝土材料。這些新型混凝土材料大多擁有更優(yōu)越的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)性能、耐久性能,抗震表現(xiàn)更加出色。
其中,記憶合金鎳/鈦棒和可彎曲的混凝土復(fù)合材料建造的橋梁柱,在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,甚至能在強(qiáng)度高達(dá)7.5級(jí)的地震后恢復(fù)原狀。(撰文/鮑寶)