【智木学堂】 建木结构别墅,地震也不怕!

发布时间:

2024-04-08 16:45

地震,自然灾害中极具破坏力的一种,它不仅能够造成直接物理损害,还可能引发一系列次生灾害。

 

4月3日7时58分,中国台湾发生7.3地震,福建、江西、浙江等地区震感明显,灾害无情,我们为台湾同胞祈福的同时,更应该了解关于“抗震”的知识。

 

 

在地震导致伤亡的原因中,“建筑抗震性”首当其冲。一方面,很多建筑无法达到国家规定的抗震标准,尤其以“自主设计”“游击队施工”造出来的“传统砖混乡村房”;另一方面,建筑类型也直接影响着其抗震性能的优劣,一般而言,混凝土结构、木结构及钢结构三种建筑类型中,木结构建筑的抗震性能最为优异。

 

 

作为人们赖以生存的居所,一栋抗震性能更加优异的房子,可以在地震发生时,将损失降到最小。本期“智木学堂”,我们一起看看装配式木结构建筑是如何抗震的。

 

01

自重更轻、结构稳定

地震中的木结构建筑 稳而有韧

 

地震的破坏力不容小觑,主要体现在三个方面:建筑坍塌导致的直接破坏;爆炸等次生灾害带来的间接影响以及灾后重建的难度大也是地震带来的重要挑战。对照这三个维度,相较于砖混、钢结构建筑,木结构建筑在抗震方面具备天然优势。

 

首先,木结构建筑不会轻易出现大规模坍塌。

 

其一,木材本身具备良好的弹性与韧性。在地震作用下,木材能够迅速适应地震引起的变形,从而避免建筑物瞬间断裂,大大降低地震对建筑物的破环程度。

 

 

其二,木结构建筑自重轻,吸收地震力更小。地震中,地震力与建筑自重成正比,建筑自重越轻,惯性越小,水平荷载也就越小,建筑物更不容易倒塌。有研究表明,设定各层面积65㎡的两层普通住宅,建筑面积相同的木结构、钢筋混凝土建筑、钢结构建筑,在遭受相同强度地震的时候,所受的水平外力,木结构为30t,钢结构建筑为60t,而钢筋混凝土建筑则达到了150t。

 

其三,木结构建筑结构稳定性强,能够耗散地震能量。现代装配式木结构建筑,采用建筑构件“工厂预制,现场组装”的建造方式,能保证结构的稳定性和精确度。同时墙体、楼板和屋盖框架的相互连接,使得房屋成为一个坚固的结构单元,可以在地震发生时保持稳定,不会轻易塌陷。

 

同时,木结构建筑的柱脚通常采用平摆浮搁的方式,即柱底直接放置在柱础上,没有固定连接。这种构造在地震作用下允许柱脚在柱础上滑动,从而起到隔震的效果,减少了地震能量向上部结构的传递。

 

 

而建筑本身由数以百计的结构构件和数以千计的钉节点连接构成,使得木结构建筑拥有很多传力路径。地震发生时,某一个传力路径收到破坏,它所承担的荷载便由邻近的构件或节点予以承担,使得房屋在地震中保持完整性时,可以通过摩擦和变形耗散地震能量,从而减少传递到结构上部的力量,可有效减缓余震带来的二次坍塌。

 

另外,现代木结构设计中引入了隔震和减震技术,如使用特殊的隔震支座和阻尼器,进一步提高了木结构的抗震性能。

 

其次,木结构建筑在地震冲击下产生的次生灾害相对较少。建筑坍塌不仅会造成直接的破坏,还可能引发一系列严重的次生灾害,如火灾、爆炸,“玻璃雨”等,这些灾害的连锁反应增加了地震灾害的复杂性和应对难度。因此,不会出现大面积坍塌的木结构建筑,对减轻地震次生灾害的影响至关重要。

 

 

最后,木结构建筑可降低震后重建与救援难度。

 

木结构建筑的自重轻,构件易于搬运和组装。在道路受损、重型机械难以进入灾区的环境下,木结构的轻便性可以让灾区重建工作更顺利开展。此外,木结构的预制化和模块化设计使得搭建临时住所、医疗站和救援指挥中心更加快速,为灾民提供了紧急避难所,同时也为救援人员提供了工作基地。

木结构建筑使用的是可再生资源——木材,这不仅减少了环境破坏,而且在建筑拆除后,木材可以被回收再利用,减少了灾后重建过程中的废弃物处理问题。这样的环保理念在当今社会越来越受到重视,也体现了木结构建筑的可持续性。

 

02

深度参与中日PIKM现代木结构抗震实验

智木艺墅助推木结构建筑标准化

 

推动现代木结构建筑标准化研发与实践的中国品牌代表,智木艺墅也积极推进木结构建筑标准化进程,参与行业标准化试验项目。

 

2022年,智木艺墅深度参与国内首个中日PIKM现代木结构抗震实验,项目由南京林业大学、中国木材保护工业协会、日本木材出口协会等共同主办,旨在验证和提升木结构建筑的抗震性能。这项实验通过模拟不同烈度的地震,验证了木结构建筑在极端条件下的稳定性和安全性。

 

智木艺墅借鉴这些宝贵的实验数据和经验,结合自身在木结构领域的专业知识,进一步强化了其产品的抗震设计,采用了更加科学的结构布局和连接方式,以提高建筑在地震作用下的延展性和整体性。同时,智木艺墅也与国内木结构权威设计科研机构南京工业大学达成战略合作,确保建筑符合甚至超过国家抗震、抗风等各项标准。

 

秉承绿色、环保、可持续的建筑理念,智木艺墅专注于现代木结构建筑的研发与创新,以期通过自身努力,推动现代木结构技术在中国建筑中的应用,让更多的中国人住上健康、舒适、安全、耐久的现代别墅!