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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(zāi)水平

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2011-05-16 17:57:07 [收藏]
地震專家認(rèn)為：2000-2035年是全球強(qiáng)震爆發(fā)時(shí)期；特別是自2009年7月至今，近二年的時(shí)間全球7級(jí)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(qiáng)態(tài)勢(shì)。我國地震活...
    關(guān)鍵詞：建筑 水平 提高 技術(shù)
        地震專家認(rèn)為：2000-2035年是全球強(qiáng)震爆發(fā)時(shí)期；特別是自2009年7月至今，近二年的時(shí)間全球7級(jí)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(qiáng)態(tài)勢(shì)。我國地震活動(dòng)呈現(xiàn)頻度高、強(qiáng)度大、分布廣

        地震專家認(rèn)為：2000-2035年是全球強(qiáng)震爆發(fā)時(shí)期；特別是自2009年7月至今，近二年的時(shí)間全球7級(jí)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(qiáng)態(tài)勢(shì)。我國地震活動(dòng)呈現(xiàn)頻度高、強(qiáng)度大、分布廣、震源淺的特點(diǎn)。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(tái)灣亦如此。

        我國是世界上自然災(zāi)害(包括地質(zhì)災(zāi)害)最嚴(yán)重的少數(shù)國家之一。時(shí)間較久、印象比較深刻的是唐山大地震，時(shí)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(chǎng)救援以及災(zāi)后重建等方面，對(duì)玉樹地震來說更有借鑒意義。吸收汶川地震的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，防止汶川地震的某些悲劇在玉樹重演，是一項(xiàng)最基本的要求。對(duì)海峽兩岸的人們來說也同樣是一個(gè)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(dòng)的人摔倒，房屋嚴(yán)重破壞－結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，局部倒塌修復(fù)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(bào)的震級(jí)為里氏78級(jí)，后修訂為里氏80級(jí)。從速報(bào)的震級(jí)來看，玉樹地震7.1級(jí)低于汶川地震78級(jí)，按理說地震造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失相對(duì)要小。但由于玉樹強(qiáng)震發(fā)生時(shí)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(shí)間”出手救援固然重要，可若能平時(shí)做好防震工作，相信震區(qū)情況一定好過當(dāng)下。玉樹建筑類型多屬于土培房。這種房屋在倒塌時(shí)也許不會(huì)造成太多的死亡，但會(huì)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(jì)，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(zāi)害。

        山崩地裂的傷痛，我們?cè)?jīng)在汶川“5・12”大地震中體驗(yàn)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(zāi)情來判斷，這場(chǎng)地震注定是對(duì)中國政治經(jīng)濟(jì)社會(huì)民生又一次全方位的考驗(yàn)。

        從地震監(jiān)測(cè)到地震救援再到災(zāi)后重建，我們唯有借鑒以往經(jīng)驗(yàn)，吸收以往教訓(xùn)，才能不讓玉樹地震重復(fù)汶川的某些傷痛，減少抗震救災(zāi)中的不當(dāng)行為，讓更多生命獲得新生，使財(cái)產(chǎn)損失減到最小。我們要意識(shí)到，每一次包括地震在內(nèi)的自然災(zāi)害過后，其實(shí)我們還可以做得更好。正是因?yàn)槲覀冏龅貌粔蚝茫钥傆羞z憾，但愿我們能吸取以往教訓(xùn)，不再重復(fù)過去的遺憾。它山之石可以攻玉，

        加強(qiáng)地震知識(shí)的宣傳和普及，科學(xué)應(yīng)對(duì)地震防災(zāi)是一個(gè)擺在我們面前的緊迫課題。

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

        這一點(diǎn)從發(fā)達(dá)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(dá)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(chǎng)已經(jīng)達(dá)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(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性已經(jīng)獲得建筑界的認(rèn)同。無論是大型的工礦橋梁、公用廠房，還是各種客運(yùn)站和航站樓、電視塔、劇院、體育場(chǎng)、展覽館，包括涉及的大型寫字樓、會(huì)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(jì)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(lì)、積極用鋼；這也是社會(huì)發(fā)展進(jìn)步的趨勢(shì)和要求。1998年建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于建筑業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用十項(xiàng)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(hào)文件提出發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅、擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場(chǎng)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(dǎo)則》；2004年出臺(tái)了《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)規(guī)程》；在《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)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(jìn)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(diǎn)，2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量要達(dá)到1500萬噸，這是相當(dāng)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(dāng)時(shí)的抗震救災(zāi)指揮部、屁護(hù)災(zāi)民的“諾亞方舟”。到現(xiàn)在，這個(gè)建筑依然完好。說明鋼結(jié)構(gòu)具備抗擊各種災(zāi)害的能力，不光是地震，還包括臺(tái)風(fēng)、暴雨和其他各種自然災(zāi)害。

        臺(tái)灣1999年9.21大地震，震源深度8千米，里氏震級(jí)達(dá)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(jìn)到地下，三層樓以上還豎立在那里。臺(tái)灣近幾年高層鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展很多，包括臺(tái)北101大樓、東帝士國際廣場(chǎng)等等。

        2.對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的四個(gè)方面認(rèn)識(shí)：

        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(dá)80%～85%。

        ⑵環(huán)保的，可再生的，不會(huì)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(jì)的范疇。

        ⑶科技含量高的，屬于技術(shù)密集型的；2008奧運(yùn)會(huì)所展現(xiàn)的鳥巢、水立方、北京新機(jī)場(chǎng)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(zāi)性能；比如抗地震、臺(tái)風(fēng)、暴雨、冰雹等的自然災(zāi)害。

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

        無論是建筑工程，還是橋梁支座，節(jié)點(diǎn)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(diǎn)形式分為剛接(能夠傳遞彎矩并能使得連接于同一節(jié)點(diǎn)的桿件間的相對(duì)角度保持不變)、鉸接(不能傳遞彎矩，連接于同一節(jié)點(diǎn)的桿件間的相對(duì)角度變化與彎矩?zé)o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(diǎn)需具備空間轉(zhuǎn)動(dòng)和傳力的特性。節(jié)點(diǎn)作為空間結(jié)構(gòu)的重要傳力部件，其自身的力學(xué)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(diǎn)在一個(gè)方向可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，在其它方向則無法轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于受力復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系，支座位置出現(xiàn)兩向的轉(zhuǎn)動(dòng)，若采用單向轉(zhuǎn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，則另一方向由于耳板與銷軸的約束難以轉(zhuǎn)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)安全性高、使用壽命長的關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)技術(shù)，以關(guān)節(jié)軸承為轉(zhuǎn)動(dòng)核心，真正實(shí)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(diǎn)依不同的受力方式與性能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為：向心關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)、推力關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)、角接觸關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)及桿端關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)性能優(yōu)良，能幫您解決復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)難題，同時(shí)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(xiàng)工程結(jié)構(gòu)受力與環(huán)境特點(diǎn)不一，故節(jié)點(diǎn)均需作針對(duì)性的設(shè)計(jì)，以滿足空間轉(zhuǎn)動(dòng)和傳力要求，從而避免彎矩分量存在所誘致的節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)破壞。

        臺(tái)北101(Taipei101)，又稱臺(tái)北101大樓，由建筑師李祖原設(shè)計(jì)，KTRT團(tuán)隊(duì)建造。根據(jù)高樓與都市住宅委員會(huì)的四分類建筑物高度判斷法，臺(tái)北101曾在其中三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)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(jì)錄。

        臺(tái)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(gè)重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來減緩建筑物的晃動(dòng)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(tái)北101采用新式的“巨型結(jié)構(gòu)”，在大樓的四個(gè)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(dá)610米，已成為目前世界第一高塔。入選中國世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)世界最高塔。

        作為地標(biāo)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(qiáng)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(dòng)人的“空中交響樂”：46環(huán)LED燈帶，環(huán)環(huán)向上畫出“纖纖細(xì)腰”美態(tài)；斜撐如五彩流云，七彩變化如幻如夢(mèng)；斜撐與圓環(huán)的交匯點(diǎn)，繁星閃爍。

        可抗8級(jí)地震廣州新電視塔全部采用高強(qiáng)鋼，總重不到5萬噸，外筒大約3萬噸。“如何令這根細(xì)細(xì)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(jí)施工技術(shù)三大難題。為此，建設(shè)部門列出30多個(gè)科研專題，由于廣州夏季臺(tái)風(fēng)頻繁，電視塔纖細(xì)高聳，很容易受到臺(tái)風(fēng)影響。新電視塔采用特一級(jí)的抗震設(shè)計(jì)，即使遇到百年一遇的大風(fēng)和8級(jí)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(diǎn)承受面內(nèi)、面外的剪力，且需要較大的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，由福建(漳州)龍溪軸承集團(tuán)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(diǎn)，能滿足各節(jié)點(diǎn)受力特點(diǎn)及轉(zhuǎn)動(dòng)能力要求。

        LS創(chuàng)新性地引入承載性能優(yōu)良，運(yùn)轉(zhuǎn)安全性高，使用壽命長的關(guān)節(jié)軸承節(jié)點(diǎn)技術(shù)，其自動(dòng)調(diào)心為核心，真正實(shí)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(shí)可明顯提高建筑的抗震能力、抗強(qiáng)風(fēng)(臺(tái)風(fēng))及大溫差等各種惡劣的自然環(huán)境。LS鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)關(guān)節(jié)軸承通過國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室—同濟(jì)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室的驗(yàn)證；以及在上海浦東機(jī)場(chǎng)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(jī)場(chǎng)、青島海灣大橋、大連國家會(huì)議中心、深圳機(jī)場(chǎng)T3航站樓等重點(diǎn)工程的推廣使用。
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