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推廣鋼結構軸承技術 提高海峽兩岸建筑抗震防災水平

作者：建筑鋼結構網(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。我們應重視地震頻發(fā)、增強態(tài)勢。我國地震活...
    關鍵詞：建筑 水平 提高 技術
        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，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－結構嚴重破壞，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)建筑為土木結構，此類結構抗震性能較差。而農房長期以來幾乎不設防，普遍缺乏抗震設計，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，科學應對地震防災是一個擺在我們面前的緊迫課題。

        1.就建筑結構來講，21世紀是金屬結構的世紀；

        這一點從發(fā)達國家和地區(qū)的建筑結構就可以看出，鋼結構建筑已經(jīng)成為城市的主要建筑，特別是高層建筑和大型公共建筑，鋼結構建筑達到50%以上，國內目前還不到20%。在美國，鋼結構在兩層樓以下的非居住建筑市場已經(jīng)達到70%以上，而國內目前的比例還不到30%，居住性鋼結構建筑更是不到5%。金屬結構以其耐用性、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)展鋼結構。

        國家建筑鋼結構的用鋼政策：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年建設部發(fā)布《關于建筑業(yè)進行推廣應用十項新技術的通知》第五條就是推廣使用鋼結構技術；國務院1999年72號文件提出發(fā)展鋼結構住宅、擴大鋼結構住宅的市場占有量；2002年建設部發(fā)布《鋼結構產(chǎn)業(yè)化技術原則》、《鋼結構住宅建筑產(chǎn)業(yè)化導則》；2004年出臺了《鋼結構住宅設計規(guī)程》；在《國家建筑鋼結構產(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)力就在鋼結構，建筑鋼結構行業(yè)要作為國家發(fā)展的重點，2010年建筑鋼結構用鋼量要達到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，而綿陽鋼結構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。說明鋼結構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，很明顯鋼結構建筑優(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構建筑發(fā)展很多，包括臺北101大樓、東帝士國際廣場等等。

        2.對建筑鋼結構的四個方面認識：

        ⑴節(jié)能的，節(jié)約資源；鋼結構房屋有效面積大，一般混凝土結構使用面積只是建筑面積的70%左右，鋼結構建筑可達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構工程就是鋼結構產(chǎn)業(yè)高科技水平的體現(xiàn)，已經(jīng)引起全世界的關注。

        ⑷穩(wěn)定的結構工程，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.鋼結構關節(jié)軸承節(jié)點技術

        無論是建筑工程，還是橋梁支座，節(jié)點在整體結構中均起到連接構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)、半剛接(介于剛接與鉸接之間)。隨著各種新型結構體系的不斷涌現(xiàn)，結構的連接形式日益多樣化，要求有些節(jié)點需具備空間轉動和傳力的特性。節(jié)點作為空間結構的重要傳力部件，其自身的力學性能以及其傳力、變形性能與整體結構分析模型的一致性是確保空間結構安全、適用的重要基礎。

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

        LS創(chuàng)新性地引入承載性能優(yōu)良、運轉安全性高、使用壽命長的關節(jié)軸承節(jié)點技術，以關節(jié)軸承為轉動核心，真正實現(xiàn)空間三向受力和鉸接連接性能。LS關節(jié)軸承節(jié)點依不同的受力方式與性能結構特點分為：向心關節(jié)軸承節(jié)點、推力關節(jié)軸承節(jié)點、角接觸關節(jié)軸承節(jié)點及桿端關節(jié)軸承節(jié)點。節(jié)點性能優(yōu)良，能幫您解決復雜空間結構節(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、轉角量、精度、各種惡劣環(huán)境等。由于每項工程結構受力與環(huán)境特點不一，故節(jié)點均需作針對性的設計，以滿足空間轉動和傳力要求，從而避免彎矩分量存在所誘致的節(jié)點和結構破壞。

        臺北101(Taipei101)，又稱臺北101大樓，由建筑師李祖原設計，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“含塔尖最高建筑結構建筑物”(509米)的世界紀錄。

        臺北101大樓內設置了“調諧質塊阻尼器”，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“巨型結構”，在大樓的四個外側分別各有兩支巨柱，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，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，注重整體結構美、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?；疑容^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三大難題。為此，建設部門列出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、面外的剪力，且需要較大的轉動能力，由福建(漳州)龍溪軸承集團股份有限公司LS品牌配套的內嵌不銹鋼向心關節(jié)軸承的萬向鉸節(jié)點，能滿足各節(jié)點受力特點及轉動能力要求。

        LS創(chuàng)新性地引入承載性能優(yōu)良，運轉安全性高，使用壽命長的關節(jié)軸承節(jié)點技術，其自動調心為核心，真正實現(xiàn)空間三向受力和鉸接連接性能，使建筑結構受力得到平衡，并可相應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鋼結構節(jié)點關節(jié)軸承通過國家重點實驗室—同濟大學鋼結構研究室的驗證；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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