放眼如今摩天大樓林立的時代,地震的破壞力變得空前巨大——地震中,一棟大樓的倒塌往往意味著成千上萬人生命的逝去。地震廢墟中有幾座屹立不倒的大樓,然而,土地資源的寶貴并不允許城市建筑退回到從前,摩天大樓勢必成為現(xiàn)代都市的主調(diào)!在這種情況下,大樓抗震減震性能就成了人民生命安全最后的保障。
那么,世界上有哪些做的不錯的“抗震大樓”?現(xiàn)代、近代甚至古代,有哪些值得膜拜的抗震老建筑?
Δ 東京帝國飯店
大廈坐標:日本東京
建造年代:1915年動工~1922年建成
建造者:賴特
在基地考察之前,賴特就知道在日本這片土地建造大廈,首先要考慮的就是抗震!
大師畢竟是大師,抗震工作那是做的十二分全面——
|淺地基
開始賴特決定把建筑的地基建造的短淺一些,這樣大地的震動就不會太嚴重的聯(lián)動大廈震動。
|天然減震器
在考察基地時,賴特發(fā)現(xiàn)基地表土2 -4m厚度以下是18一21m的軟土,這種軟土很難作為建筑建筑敦實的基礎(chǔ),但是卻能很好地阻隔地震波的傳遞。
這就像水底的震動很難有力的傳遞到水面上來一樣,簡直是天然的減震器啊!
|浮動地基
當然軟土畢竟不是液體,地震產(chǎn)生的震動仍然有很大部分傳遞到了大樓的基礎(chǔ)上。
賴特就想,不如讓整個大樓浮在這些軟土上,大樓順應(yīng)地震的運動,而不是硬碰硬,這樣就避免了被地震硬“挫傷”。
|分成塊的樓體
賴特把大樓分成了好些個小塊,長度超過18米就要把地板、墻壁、屋頂?shù)鹊纫磺卸记宄嚯x。這種做法就類似于,地震不是會把大樓主體掰成小塊嗎?不用地震掰,我們自己先掰好,地震也就沒得掰了。
|托盤樓板
另外一個就是樓板的問題,如果樓板周邊架設(shè)在墻體上的,那么墻動了,樓板十之八九就要掉下來。
賴特就想到,為什么不在樓板的中間做支撐呢?這樣不管支撐物怎么晃動,樓板都不會掉下來,就像侍者一只手托著盤子中間一樣。
|降低重心
為了使大樓的整個結(jié)構(gòu)更穩(wěn),賴特把墻設(shè)計的下部厚重,上部輕薄,這樣整個建筑的重心就會變低,在地震中就會更加穩(wěn)定。
|減輕重量
賴特采用一種日本人常見的輕質(zhì)火山巖做建筑的外殼面磚,內(nèi)部使用燒制的空心磚,兩層墻體間使用混凝土澆筑成一個整體。
使用這些墻體材料,大廈的重量就變得很低,和大地之間的摩擦力也會變小,這樣就可以有效減少地基傳遞更多的動能上來。
|管線布置,安全第一
除此之外,大師還想到了建筑的管線布置。地震當中管道斷裂房間就會被水淹,但更可怕的是電線斷裂就可能走電走火,引發(fā)火災(zāi)。
大師把管線都埋在與結(jié)構(gòu)不相連的地下室中的混凝土地溝里,與基礎(chǔ)也脫離開。
所有穿越地溝的鋁管彎頭與結(jié)構(gòu)脫開懸吊在垂直的管道井中,從中再將彎曲的支管引出連接到衛(wèi)生間的管道口。
而且所有管道都使用鋁管,這樣震害或許會將管線弄得格格作響或者將其扭彎,但都不致于弄斷。
1923年東京發(fā)生了大地震,帝國飯店周圍的大批房屋倒塌,而帝國飯店經(jīng)住了地震的考驗并在火海中成為成千上萬東京人的安全島!
Δ 應(yīng)縣木塔(又稱“釋迦塔”)
木塔坐標:中國山西省朔州市應(yīng)縣
興建時間:1195年
應(yīng)縣木塔屹立近千年不倒,在這近千年中,要說沒遇到過地震誰也不信。
史書記載,在木塔建成200多年之時,當?shù)鼐桶l(fā)生了6.5級大地震,余震連續(xù)7天,木塔附近的房屋全部倒塌,只有木塔巋然不動。
古代人的智慧也是常常讓我們驚呆的
|榫卯結(jié)構(gòu)連接
木塔除了石頭基礎(chǔ)外,其余構(gòu)件的關(guān)節(jié)點都是榫卯結(jié)構(gòu)。
所謂榫卯結(jié)構(gòu),就是不動釘子不動綁扎帶不動膠水,全靠木頭挖出來的凹槽,小洞,互相搭接和插接而組合成的結(jié)構(gòu)。
這種連接方式下,木構(gòu)件有一定程度的活動余地。而整個木塔都是用榫卯結(jié)構(gòu)連接的,那么木塔就具備了整體上的柔性。
|多樓層, 剛?cè)嵯酀?/span>
其次,木塔從外表看是五層六檐,但每層都設(shè)有一暗層,所以木塔實際上有九層。
其中明層由柱、斗拱、梁枋的連接構(gòu)成。柱、斗拱、梁枋三者形成的連接是很有彈性的——地震來了會跟著搖動,地震走了恢復原狀,斷是萬萬不會斷的。
暗層呢,就是在內(nèi)柱之間和內(nèi)外角柱之間加設(shè)多種斜撐梁,這樣就形成多個三角形。
三角形的穩(wěn)定性我們在“初小階段”就已經(jīng)深刻的認識到了。
這樣明層結(jié)構(gòu)順應(yīng)地震擺動,暗層負責自己的穩(wěn)定,一剛一柔,地殼運動也拿它們沒招!
Δ 蠶繭大廈
大廈坐標:日本東京
建成時間:2008年10月
建造者:丹下建三建筑事務(wù)所
蠶繭大廈擁有一個斜格結(jié)構(gòu)外殼。當外力作用于這種斜格結(jié)構(gòu)時大廈會產(chǎn)生搖擺,這時斜格結(jié)構(gòu)一個支點承受的沖擊力會被分散到上下左右的各個支點,這樣整個大廈承受的外力就分散開了。
大樓的“內(nèi)核”結(jié)構(gòu)中間部分則連接著可以吸引橫向晃動作用的油壓減震器裝置。
地震波能量的30%可以被這一裝置所吸引過去轉(zhuǎn)化為減震裝置自身的動能,剩余70%的能量會作用到建筑其他構(gòu)件上。
Δ 臺北101大廈
大廈坐標:中國臺灣臺北
建設(shè)時間:1999年開工~2003年建成
建造者:李祖原
臺北101采用新式的“巨型結(jié)構(gòu)”,在大樓的四個面分別設(shè)有兩支巨柱,一共八支巨柱,每支巨柱截面長3公尺、寬2.4公尺,自地下5樓貫通至地上90樓,柱內(nèi)灌入高密度混凝土,外面用鋼板包覆。
這樣建成的101大廈,實際可承受2500年一遇之10級以上大地震......
當然,世界上優(yōu)秀的抗震建筑還有很多,篇幅有限,不能一一列舉。
今天,我們的建筑師也在努力設(shè)計建造出更優(yōu)秀的抗震建筑,相信有一天,震災(zāi)再也不能威脅到我們生命財產(chǎn)的安全。
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