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根據(jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定,12月22日21時46分,江蘇常州市天寧區(qū)發(fā)生4.2級地震,震源深度10千米。據(jù)初步了解,此次地震常州地區(qū)震感較強,蘇南、蘇中地區(qū)震感明顯,上海、浙江等鄰近地區(qū)有震感。目前,尚未接到人員傷亡報告。
地震
就在身邊
根據(jù)《圣經(jīng)》記載,諾亞依據(jù)神的囑托建造了一艘巨大船只,載著家人以及世界上的各種陸上生物躲避了一場將人類消滅的洪水。地震作為群災(zāi)之首,給人類社會及文明造成的災(zāi)害完全不亞于洪水,唐山地震、汶川地震等多次地震給中國經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成了深重的災(zāi)難,地震震中區(qū)域的房屋盡數(shù)倒塌、通信中斷,仿佛世界末日。如何建造地震災(zāi)區(qū)的“諾亞方舟”,保護地震中人民生命及財產(chǎn)安全,成為建筑工程抗震人員的重要使命。
19世紀(jì)中后期古斯塔夫·多雷所繪的諾亞方舟
(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
地震災(zāi)害 ? 有多可怕?
參照游戲中“大怪”屬性,將它和洪水進行一個簡單對比。
首先,傷害數(shù)據(jù)。對比1998年特大洪水和汶川地震兩次特大災(zāi)害。1998年特大洪水全國受災(zāi)面積21.2萬平方千米,死亡4150人,直接經(jīng)濟損失達(dá)1660億元;汶川地震造成嚴(yán)重破壞地區(qū)約50萬平方千米,死亡69227人,直接經(jīng)濟損失8451.4億元。由此可見,嚴(yán)重的地震災(zāi)害比全國性的特大洪水造成的人員傷亡及財產(chǎn)損傷更加嚴(yán)重。
其次,施法前搖。每次洪水過境,民眾都能通過各種照片、視頻看見巨大的水流和浪花,由此感受到人類的渺小和生命的可貴;但地震來臨之際,我們甚至看不清它的全貌,只感受到一陣地動山搖,還未清醒過來,便是山河變樣、滿目瘡痍。地震災(zāi)害遠(yuǎn)比我們想象的要可怕。
最后,防御手段。洪水發(fā)生是由極端的降水天氣通過一定時間的累積,從而造成局部或是流域的洪澇災(zāi)害可以通過天氣預(yù)報提前轉(zhuǎn)移受災(zāi)人口、修建大型水利設(shè)施等手段進行救護,也就是說“走位”和“護具”同樣有效;而地震的發(fā)生,幾乎沒有準(zhǔn)確的預(yù)報手段,發(fā)生的時間極短,通常只有幾十秒,成災(zāi)速度極快,只能通過工程結(jié)構(gòu)進行被動防御和災(zāi)后救護。
這個裝置 ? 有多特別?
建筑摩擦擺隔震支座,是一種新型隔震支座。該支座雖然看上去簡單,但在抗震中起到了十分重要的作用。
圖1:建筑摩擦擺隔震支座
圖2:建筑摩擦擺隔震支座應(yīng)用模型
圖3:建筑摩擦擺隔震支座使用方法
放在基礎(chǔ)和上部建筑中間即可
它有多特別,如何撐起震中的“諾亞方舟”呢?下面分三個方面介紹。
以柔克剛
傳統(tǒng)的抗震建筑和地面連接在一起,按照規(guī)范“小震不壞,中震可修,大震不倒”的要求,大地震來時,只能看建筑結(jié)構(gòu)結(jié)實與否;而采用建筑摩擦擺隔震支座裝置的隔震建筑,上部的建筑就像一葉扁舟放在一個大型的球面碗中,地震來時隨波飄蕩,形成保護震中人民的“諾亞方舟”。
圖4:簡化力學(xué)模型
堅如磐石
想要保護別人,首先得做好自我保護。摩擦擺隔震支座自身具有很高的承載力,在建筑工程中能夠承受數(shù)倍的豎向設(shè)計荷載,同時在設(shè)計的大震水準(zhǔn)下支座本身不受任何損傷,比傳統(tǒng)的橡膠隔震支座有顯著優(yōu)勢。
圖5:摩擦擺隔震支座地震無損傷
VS
傳統(tǒng)橡膠支座大震下?lián)p傷嚴(yán)重
如影隨形
建筑在地震下的破壞形式多樣,其中很重要的一點就是要防止質(zhì)量中心和剛度中心偏離較遠(yuǎn),形成建筑扭轉(zhuǎn)破壞(見圖6,7)。對于隔震建筑來說,隔震層在水平方向上很柔軟,控制扭轉(zhuǎn)更加重要。而由于裝修、改造、實際功能變化等等原因,上部建筑的質(zhì)量中心很容易發(fā)生偏移,對于傳統(tǒng)橡膠隔震支座來說,這個問題似乎無解。采用摩擦擺隔震支座,其水平方向上的力分為摩擦力和重力水平分量,能夠?qū)崟r保證每個支座水平出力和它的豎向質(zhì)量保持一致,隔震層剛度中心和上部質(zhì)量中心如影隨形,最大程度保護了建筑的地震安全性。
圖6:結(jié)構(gòu)質(zhì)剛偏心
圖7:建筑扭轉(zhuǎn)破壞
這個裝置 ? 如何應(yīng)用?
中國建設(shè)科技集團所屬中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院有限公司(簡稱“標(biāo)準(zhǔn)院”)在對摩擦擺隔震支座進行大量產(chǎn)品試制、試驗、工程研究的基礎(chǔ)上,提出了在建筑工程中應(yīng)用的具體產(chǎn)品技術(shù)要求和設(shè)計方法,編制了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 37358-2019《建筑摩擦擺隔震支座》,并開發(fā)了適用于建筑工程的摩擦擺隔震支座產(chǎn)品系列。
自該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來,建筑摩擦擺隔震支座已在北京、甘肅、新疆、河北、山東等地進行了大面積的工程應(yīng)用,并獲得了各級政府、使用方和相關(guān)機構(gòu)的充分認(rèn)可。2021年標(biāo)準(zhǔn)院成功中標(biāo)了包括邯鄲市中醫(yī)醫(yī)院和東明縣第二人民醫(yī)院等多個項目,其中,邯鄲市中醫(yī)醫(yī)院項目總建筑面積22599平方米,地上9層,地下1層,總投資1.3億元,為邯鄲市重點建設(shè)項目;東明縣第二人民醫(yī)院項目醫(yī)技樓總建筑面積19210平米,地上9層,地下1層,總投資0.68億元。項目采用摩擦擺支座隔震技術(shù),能夠大幅度降低地震作用,保護上部建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)施不受破壞,保證醫(yī)院震后功能可持續(xù),為醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的安全性、可靠性提供有力保障。
圖8:邯鄲市中醫(yī)醫(yī)院門診綜合樓
圖9:東明縣第二人民醫(yī)院醫(yī)技樓
隨著《建設(shè)工程抗震管理條例》的正式施行,位于高烈度設(shè)防地區(qū)、地震重點監(jiān)視防御區(qū)的新建學(xué)校、幼兒園、醫(yī)院、養(yǎng)老機構(gòu)、兒童福利機構(gòu)、應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急避難場所、廣播電視等建筑應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定采用隔震減震等技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)院研發(fā)的建筑摩擦擺隔震支座系列以其獨特的性能和超高的性價比,將助力各地隔震技術(shù)的實施,共建地震中的“諾亞方舟”。