地震阻尼器就像汽車上的減震器一樣,能把地震產(chǎn)生的劇烈晃動通過能量轉(zhuǎn)換逐漸減小,最終保證大樓不倒。近日,中國地震局工程力學研究所研究員、博士生導師,大連地震安全社區(qū)永嘉尚品天城抗震方案設計和實施負責人郭迅,揭秘地震安全社區(qū)是如何防震的。
阻尼器與汽車減震器功能一樣。地震時,樓房最容易斷裂的地方是兩樓層窗戶之間的地帶,通常稱之為“連梁”。在連梁上加裝阻尼器,能把地震傳過來的能量,通過阻尼器的變形轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉,郭迅說,通過這種辦法,達到樓房抗震的目的。建筑過程中,將阻尼器縱向與鋼筋固定到一起,然后進行整體混凝土澆筑,因此阻尼器是暗藏在連梁中的,外觀無法看到。
阻尼器用比較柔軟、耗能性能良好的低碳鋼制作,平均每個阻尼器由20片消能片組成。一個阻尼器成本3000元左右。高樓眾多樓層的連墻是否都需要安裝這樣的阻尼器?它的成本又是多少?
由于地震發(fā)生時,高層建筑主要是上1/2樓層的樓體晃動幅度大,因此在阻尼器安裝上,主要在上1/2樓層連墻上加裝阻尼器。比如30層高樓,需要從16層以上樓層的連墻上加裝阻尼器,15層以下用不著。
郭迅說,一個阻尼器的成本在3000元左右,一棟樓需要安裝幾百片。“永嘉”16棟高層樓,共安裝了6000多個阻尼器。對于整個樓盤的價格每平方米只會提高一二百元不等,不會過高提高房屋價格。這些高樓均能抗8度地震。
地震安全社區(qū)建設經(jīng)驗將全國推廣。2008年汶川大地震發(fā)生后,身為大連地震局局長的王忠國,首次提出,大連要建震不倒的樓房。隨后,市地震局與中國地震局聯(lián)系尋找專家,最終請到了郭迅所帶的防震專家組進行永嘉尚品天城防震設計。
以前,全國有地震安全社區(qū)的提法,但只是從軟件上進行建設,如:應急搶險、避難所、地震演練等,而永嘉尚品天城和澳南明秀莊園是從硬件上建設真正意義上 “震不倒”的房子。中國地震局對大連的兩個地震安全社區(qū)均給予高度評價,并將大連的地震安全社區(qū)建設經(jīng)驗向全國其他城市推廣。
三種技術手段提高抗震能力。在防震研究設計領域頗為知名的郭迅說,目前世界防震領域主要通過三種技術手段來提高房屋抗震能力:
一是靠房屋結(jié)構(gòu)本身的強度,這種辦法是“硬碰硬”抗御地震。目前大連普通建筑一般是按照7度地震設防進行建筑;
二是避開地震作用,通過在房基下加裝橡膠墊來減震。所謂的“避開”,就是避免樓房與地震發(fā)生共振。經(jīng)過統(tǒng)計,地震頻率為1-5赫茲,而9層以下的多層樓房也為這個振動頻率,所以這種辦法是多層建筑防震普遍采用的;
三是耗能減震。經(jīng)過給樓房易斷裂處加裝阻尼器,以消耗地震傳輸?shù)哪芰浚_到防震目的。該辦法被高層建筑所普遍采用。
由于“永嘉”是30層-50層的高層建筑,其防震主要通過加裝阻尼器達到防震目的。