家天下邀中国知名设计师 谈抗震设计
5·12汶川大地震给建筑设计等敲响了警钟。同时也让我们对以后的建筑防震设计有了重新的思考。家天下网是全球华人家居门户网,家天下设计师频道针对灾后重建探讨“建筑如何设计才防震”邀请了经验丰富的知名设计师及抗震产品生产商,对汶川大地震灾后重建进行讨论。
家天下设计师频道:什么样的建筑能抗震,能不能举几个您知道的防震功能特别好的建筑的代表?把它们防震功能的几个特点总结一下。
陈光雄:建筑能抗震,主要采用耐震、隔震及消能等三种系统。
耐震结构是建筑物受到地震力时,利用结构耐震构架系统与本身的弹塑性特性,在安全支撑垂直载重下,吸收消耗地震能量抵抗地震作用力。在大地震时,得以优先保护人命,并容许建筑物可部份毁损。
隔震结构是在建筑物基础下部或中间层设置隔震层,以其具有大变形之能力,将地震能量集中于隔震层,利用隔震支承组件、阻尼器等消能装置,吸收消耗地震能。
消能结构是利用减振消能装置,如阻尼器,或适时的提供反向控制力等机构,装在建筑物上,在建筑结构主要构件承受地震力之前,先行吸收消耗地震能量,抑制建筑物的反应振动,以降低建筑物的侧向位移变形,减少地震时结构体的损坏。
其中防震功能特别好的建筑应属隔震系统,因其将地震能量集中于隔震层,利用隔震支承组件、阻尼器等消能装置,吸收消耗地震能,使其传递至隔震层上部结构地震加速度变小,建筑物主体的往复摇动缓慢,以水平来回侧移为主,纵向的摇摆晃动情况甚少,家具等即使未予固定处理,也不会大幅移动翻倒;强震时上部建筑梁柱墙板整体上仍保有类似刚体构架,构件可以在弹性行为的范围内,不致有重大的捐伤,因此可以维持建筑物的良好构架与使用机能。
1994年美国加州北岭大地震时,造成众多建筑物震害,但以隔震建筑的南加州大学附设医院却毫发未损。
徐立君:任何建筑都不可能“防震”,但可以做到抗震。我认为称为“抗震建筑”可能更加合适。
抗震建筑做得好的公推日本,日本古建筑以竹木结构为主,内墙甚至以纸为质,建筑自重轻,即使遇到地震,对人的伤害性也不大。但在高密度人口的现代城市里,已不能沿袭这种古老的单层建筑设计。
现代建筑四大师之一的赖特,曾在日本设计Imperial Hotel,在这座酒店,赖特设计了著名的“船形基础”抗震结构,并且附设了水池,可以成为火灾时的救助设施。帝国饭店在1922年建成,1923年Kanto大地震——它基本上把整个东京都毁了,帝国饭店经住了考验并在火海中成为附近人们的一个安全岛。
还有埃及的金字塔,这种稳定的三角形结构,即使巨大振荡下,也不容易倒塌,在金字塔存在的几千年里,大多数都经受了多次地震的考验而屹立至今。
能经受住地震考验的建筑,往往在设计时就对自然灾害进行过考虑,具有比较稳定的抗震结构,具有合理的承重方式,同时具有自重轻的特点(每平方着地面积的受力比较轻),此次汶川地震,有最牛民居浮出水面,就是轻质的砖木结构建筑。
此外,柔性结构比刚性结构更能抗震,而我认为,建筑的附属设施也很重要,比如能源救急,比如救火、和饮用水供应等,在灾害发生时,起到重要的功能作用。
吴刚:日本很多建筑是不错的,抗震效果比较好。轻型的建筑抗震效果好些,即便倒塌,对人的伤害不大。
家天下设计师频道:建筑的造型设计与它的防震功能相关性大吗?抗震材料的使用是不是很重要?
陈光雄:建筑的造型设计与它的防震功能相关性相当大,建筑结构以系统简单明确、劲度及强度合理分布则可增强抗震能力。至于抗震材料的使用与是否放在适当的位置将造成极大之差别,适当的位置配置可发挥100%的抗震效果,不适当的位置可能连50%的抗震效果都无法发挥。
余静赣:抗震材料很重要,但设计和结构更重要,根据我们的经验,砖结构似乎不堪一击,没有任何抗震可言。另外,我们要选用轻质的材料,对人的损伤比较小。日本地震多发国,房屋经常使用铁皮瓦,我当时就觉得没有必要,很麻烦,用小青瓦就很漂亮,现在看来使用铁皮瓦是非常重要的。
对于材料的选择应该注意以下几个方面:1.轻质;2.钢铁;3.重建快捷 例如我们要建的小学需要一两个月建成;4.安全,要整体装配,隔音,隔缘,柱梁的关系,抗震层的位置平衡;高新材料很重要,但是由于经济的原因,需要推广这种意识。
国家重点项目可能会需要用到高新材料,但是造价原因,可能不会那么快普及,除非价格成本减少。其实,只要施工规范,基本上按照国家规定的规范实施,抗七,八级的房子没有问题的,房子不倒不伤人,也就是起到抗震的作用了。其实,现在国内已经有很多产品,满足需要,另外,通过技术的方式,不会增加成本,只要施工严格按规范,就基本上能够做到抗震。



















