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具有很高的耐久性;
具有施工周期短的特性;
具有抗震性强的特点;
具有设计不止灵活的特性;
保温节能性非常好...

为什么说木屋建筑是最抗震的建筑形式之一

分类:
新闻资讯
作者:
2018/01/17
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【摘要】:
很多人认为,在发生地震时,北美的独户住宅是最安全的地方。有这种想法并不奇怪,因为北美的住宅几乎是轻型木屋建筑的同义词。由于重量轻,吸能能力强,轻型木屋是一种足以抵御强烈地震的建筑体系。从北美和全球的历次强烈地震中得到的经验表明,精心建造的轻型木房屋能够给居住者带来安全。

    很多人认为,在发生地震时,北美的独户住宅是最安全的地方。有这种想法并不奇怪,因为北美的住宅几乎是轻型木屋建筑的同义词。由于重量轻,吸能能力强,轻型木屋是一种足以抵御强烈地震的建筑体系。从北美和全球的历次强烈地震中得到的经验表明,精心建造的轻型木房屋能够给居住者带来安全。

 地球上每年发生的地震达百万次以上,但大多数是比较轻微,不易察觉。虽然地震在任何地方都可能发生,但有些地方发生强烈地震的可能性特别大。世界上每年都有很多人死于地震,其中相当多的人是因为建筑物的毁坏而丧生的。然而根据数据显示近年来北美死于地震的人数相对较少,这应当归功于北美的建筑实践,其中包括在房屋中广泛采用木框架结构。

对轻型木屋建筑良好抗震性能的认可,是建立在已经过研究及文件证明的木结构建筑体系的几个特征之上的。

1典型的轻型木结构房屋有面板和饰面装钉在大量的搁栅、墙骨柱之上。从而为地震力提供了附加的传力路径。这类房屋具有无数的小连接点,而非少数的几个关键的连接点。因此,一旦连接点超载,其超载部分可由相邻的连接点分担。

                      

2木材具有较高的强度重量比,因而木结构一般比其它类型的结构重量轻。重量轻在地震中是一大优势。

 

3经工程设计建造的轻型木结构建筑,其结构用面板(胶合板或定向刨花板)与墙骨柱、搁栅共同构成剪刀墙和楼(屋)盖横隔,从而组成有效地抗侧向力的建筑组件。

 

4轻型木结构体系采用钉接节点,因而使结构体系有很好的柔性,因此能够在地震中吸收和耗散能量。

 

 

虽然轻型木屋所具有的一些特性可以提高其在地震中的抗震性能,然而要想确保本框架房屋在地震中的安全性,仍应做到优质施工。以下是轻型木屋的一些特性:

 

1强度和刚度

地震产生的侧向力会使建筑物扭曲,使墙体变形(不在方正)。带撑墙或剪力墙在地震时提供关键的抗变形能力。用胶合板或定向刨花板为面板的墙体,在地震时具有极为有效的抗变形能力。在可能发生强震的地带,可使用较厚的结构面板,较多或较大的钉子,以增强墙体的刚度和抗变形能力。此外,研究和经验还表明,一些“非结构”构件也有助于增强建筑物的侧向抗力。例如,内墙饰面、隔墙以及多种外墙覆层,都有助于增强建筑物的侧向抗力。

 

2重量

       木框架建筑的重量较轻。使用绝热混凝土模板建造的混凝土墙差不多比一般木框架墙重七倍。由于地震力与结构的重量成正比,精心设计和施工的轻质木框架房屋便可在地震中有上佳表现。

 

3延性

       砌体和混凝土等建筑材料需要经过严格的设计及细部处理,才能保证较好的抗震性能。与这些材料相比,木结构体系得天独厚,具有较好的延性。延性是指建筑结构可以屈服、变形而不倒塌的能力。在经受地震这种突然荷载时,房屋具备一定的柔性是最为理想的,因为柔性可以允许房屋耗散部分能量。众多钉节点使木框架房屋具有十分有效的延性。

 

4冗余性

       传力路径众多的房屋一般被认为在结构上具有冗余性。他们在地震中可以提供额外的安全性。由沉重的框架支撑的建筑结构依靠较少的结构构件和连接。于是,设计或施工中的任何缺陷都可能导致相邻的传力路径超载。而典型的木框架建筑是由数以百计的结构构件和数以千计的钉节点连接构成的。这意味着,如果某一个传力路径受到破坏,它所承担的荷载可由邻近的构件或节点予以承担。

 

5连接性

覆有木基面板的墙体除了能抵抗地震力外,房屋的设计与施工还应能防止房体的滑动或倾覆。无论是哪一种情况,都应将房屋适当地连接在基础之上。墙体、楼盖和屋盖框架的相互连接,使得房屋成为一个坚固的结构单元,这对于房屋在地震中保持完整是十分重要的。

 

振动台实验

        2010714日,在日本神户三木市日本和美国的科学家进行了一次迄今为止世界上规模最大的7层木结构建筑振动台实验。此次试验模拟的人造地震强度相当于里氏7.5级,持续震动了约40秒钟。测试结果表明中等高度的木结构建筑物对强烈的地震有较高的耐受力。      

        该次测试是一个名为“NEESwood”项目的一部分,该项目由美日两国科学家主持,主要研究中等高度的木结构建筑对地震活动的反应。项目有美国国家基金会提供资金,美国日本多所大学联合出资出力。进行试验的木结构建筑内,共有23套住房,是科学家花费数月建成的,也是为地震试验建造过的最大的建筑物。而完成本次测试的工作台,也是世界上最大的震动试验工作台。美国科罗拉多州立大学和一家美国的建筑公司参加了这次试验。研究人员希望,这些试验能够为在地震多发的日本神户以及美国洛杉矶地区建造防震住房获得更多资料。中国中央电视台新闻频道和东方电视台新闻频道也对实验进行了报道。