木结构建筑的抗震性能非常优越

在地震高发地区,木结构建筑的安全性能比混凝土和砖结构建筑更好。木结构房屋不但能够保护人们的生命安全,同时建造成本更低。木材具有强度高、质轻、柔韧性好的特点。木结构的自重远比混凝土结构轻,吸收的地震力小;木材的天然柔韧性能有效吸收和消耗外力;木结构构件采用钉连接,是多次超静定结构,结构安全冗余度高,抗震性能好。

地震多发区可以采取的其它措施

在四川等地震高发和强震地区,对木结构建筑增加抗震措施方法简便,成本低。可以采取的措施包括支撑墙,加强基础与楼面、墙体与屋面之间的连接,以及用抗震金属拉条将墙体顶部至基础拉接固定起来。

科学家们以最新的研究成果作为制定建筑规范的基础

各国科学家与同济大学合作通过震动台试验对木结构房屋的抗震性能进行研究,目的是为了获得木结构房屋的抗震性能数据,并将这些数据用于规范的制订,进一步指导木结构建筑和木结构混合结构建筑的抗震安全设计。试验中模拟的地震强度与加州发生的极端地震的强度相当。

试验证明多层混合结构的房屋可以在最高震级的地震中留存下来

科学家们对一栋足尺7层木结构混合建筑(底层为钢结构,以上6层为木结构的住宅)进行了抗震试验。试验在日本神户进行,是世界上迄今规模最大最全面的地震试验。在试验中,该房屋经历的地震强度是加州北岭地震的180%,但是却没有受到明显的损坏。这说明即使中高层的木结构房屋也能够在最严重的地震中几近完好无损地留存下来。

木结构建筑在世界各地大地震后的抗震性能调查

调查范围包括建于不同时期的木结构建筑在全球大地震中的表现,其中包括发生在日本和美国的大地震。大多数木结构房屋在地面峰值加速度达到0.6g甚至更高的地震中留存下来,并且没有出现倒塌或严重的结构性破坏,地震所造成的伤亡情况也很轻微。只有在极少数如山体滑坡等特殊情况下,木结构房屋曾经出现坍塌。但是,几乎所有现代木结构建筑都几近完好无损地在地震中保留了下来。

全球地震伤亡情况统计

地震里氏震级 M预计受到 “强烈震动” 的木结构房屋数量(栋)总伤亡人数(人)木结构房屋中的伤亡人数(人)
阿拉斯加1964 8,4 - 130 < 10
加利福尼亚圣费尔南多1971 6,7 100000 63 4
新西兰埃奇克姆1987 6,3 7000 0 0
魁北克萨格奈市1988 5,7 10000 0 0
加利福尼亚洛马普列塔1989 7,1 50000 66 0
洛杉矶北岭1994 6,7 200000 60 16 + 4*
日本神户兵库县南部1995 6,8 8,000** 6300 0**

* 山坡上基础被破坏导致房屋倒塌。
** 与轻型木结构房屋(即2x4木结构)相关。

四川汶川大地震后的木结构建筑调查

2008年5月12日灾难性的汶川大地震发生后进行了一项调查。调查结果显示地震中木结构房屋的坚固程度远超出其它材料建造的房屋。木结构房屋的受灾程度很轻,但大量的砖填充墙却在地震中倒塌,混凝土结构的房屋也遭到了严重的损坏。

"轻型木结构建筑具有良好的抗震性能,相对钢结构和钢筋混凝土结构而言,轻型木结构建筑一般具有较大的结构阻尼,在地震中能消耗大量的地震能量。在全世界范围内的多次大震中,轻型木结构建筑都表现出了很好的抗震性能,造成的人员伤亡较少。在2008年的汶川大地震中,很多建筑物发生了倒塌,但建在灾区的轻型木结构建筑全都幸免于难"

吕西林教授,同济大学土木工程学院,2010年3月

以下图片是在都江堰拍摄,位于成都西北方40公里,距离汶川地震的震中约21公里。大量的混凝土及砌体结构房屋受灾严重,多间房屋倒塌,其中包括中小学的校舍。尽管并非所有的混凝土和砌体房屋都出现了坍塌,但砌体填充墙都遭到了严重的破坏,对住户的生命财产安全造成了严重的威胁。目前四川受灾地区正在进行灾后重建。中国的有关部门和专家与支持重建的加拿大和欧洲专家紧密合作,重建项目包括房屋、学校和特殊设施。这些都是永久性的结构,必须满足所有建筑规范的要求。

日本大型E抗震台的足尺地震模拟测试——世界上最大的抗震试验
日本大型E抗震台的足尺地震模拟测试
——世界上最大的抗震试验
上海同济大学抗震台测试
上海同济大学抗震台测试
四川北川中学地震遗址
四川北川中学地震遗址
轻型木结构建筑在汶川地震中所受的破坏很小,且很容易修复
轻型木结构建筑在汶川地震中
所受的破坏很小,很容易修复
轻型木结构剪力墙
轻型木结构剪力墙

 
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