智利建筑为何抗震?

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2010年2月27日,当地时间凌晨3时34分,南美洲智利中部发生了里氏8.8级地震。震源深度为55千米,震中距智利第二大城市康赛普西翁100千米,离智利首都圣地亚哥320千米。据测定,地震造成康赛普西翁向西平移了3.04米,使康塞普西翁沿岸的圣玛丽亚岛抬高了两米。另外,地震导致绵延数百千米的岩块位移数米,引起地球的质量分布发生变异,地球自转轴线因此偏移了2.7毫弧秒,使得地球自转一圈的时间变短,一天的时间缩短1.26微秒,也就是百万分之1.26秒。

此次强震的震中是在智利附近海域的海底,地震沿着一个断层发生,而1960年智利发生的里氏9.5级特大地震也是沿着这个断裂带发生的。两次强震给这一断裂带施加的压力已导致这里海底约35千米深处的断裂带发生破裂,裂缝的长度达600多千米。此外,在这个断裂带上,位于赤道以南东太平洋下的纳斯卡板块也已在南美洲板块下滑动。眼下,这两个板块正以每年约9厘米的速度会合。

令人惊讶的是,在特大地震后,智利首都圣地亚哥市的建筑虽然有不少出现裂缝,但受到严重损坏的只有几十栋。由于99%的房屋没有坍塌,当地600万居民伤亡不大。智利之所以能在强震袭击时,人员伤亡和财产损失较小,一个重要的原因在于他们的建筑抗震标准高,经得住地震灾害

大震和强震也是可防可控的,关键是建筑物要有足够的抗震性能。保证建筑抗震性能一是要有合理的抗震设计,二是有严格按规范施工的可靠质量保证。如果能坚持这样做,即使建筑物遇强震遭到破坏,也不至于造成人员伤亡。一位智利地震专家指出,“地震并不可怕,可怕的是劣质建筑泛滥成灾,致人于死地。”

(1)强柱弱梁

智利地处环太平洋火山地震带,是世界上发生地震最频繁、最强烈的国家。在与地震长期打交道的实践中,人们深知,抵抗地震的破坏力是不可能的,只有让建筑物尽可能地将地震发出的能量加以缓冲和释放,才有可能最大限度地把建筑物保存下来。

“强柱弱梁”是智利建筑抗震设计的一大亮点。它的设计根据是:在大地震来临时,一方面通过房梁的断裂使地震能量得到缓和;另一方面确保房柱不折断,以尽量保住楼房整体不倒塌,使人员伤亡减少到最低程度。

(2)以柔克刚

在智利,为提高抗震性能而另辟蹊径设计的建筑物随处可见。圣地亚哥机场候机楼连接高速公路的一座桥梁,就是一个很有代表性的例子。在这次大地震中,桥的一端完全塌陷,一时众说纷纭,怀疑是建筑质量有问题。然而在回应公众的质疑时,设计师做出的答复令人颇感意外。他们解释道:“是故意这样设计的!”

原来,如果桥的两端都加以固定的话,那么突然而至的强震带来的巨大冲力,势必把与桥紧紧相连的候机楼和高速公路同时拉倒。现在的设计把桥的一端固定,没有固定的另一端虽然在大地震来临时因为受强力冲击塌了下来,却使候机楼和高速公路躲过一劫,安然无恙。

考虑到防震的需要,混凝土楼板的设计也与众不同。楼板中间使用了橡胶或泡沫等材料,将其隔成两块。这样在地震发生时有助于缓冲巨大的冲力,以免混凝土楼板在扭曲时断裂。

在智利,很少见到高层建筑。像康塞普西翁和塔瓦罗一类的中小城市,房屋大多是一至两层。即使在首都圣地亚哥,市中心的高楼大厦也屈指可数。进入老城区,映入眼帘的绝大多数是低层建筑。因为楼层低,房屋牢固,所以抗震系数也就更高。

根据当前的震害经验和理论认识,良好的抗震设计能够帮助国家和人民减少许多不必要的灾难。我国依据自己的国情,坚持建筑结构抗震设防的原则是:“小震不坏,中震可修,大震不倒”,即在多发的小震作用下,建筑结构应基本处于弹性阶段,不发生破坏;在罕遇的大震作用下,允许结构产生一定程度、乃至严重破坏,但应确保建筑结构物的整体安全,防止倒塌。

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  • 本文由 发表于 2019年10月8日 09:51:27
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