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推广钢结构轴承技术 提高海峡两岸建筑抗震防灾水平

作者：建筑钢结构网    
时间：2011-05-16 17:57:07 [收藏]
地震专家认为：2000-2035年是全球强震爆发时期；特别是自2009年7月至今，近二年的时间全球7级以上的地震共发生三十几次。我们应重视地震频发、增强态势。我国地震活...
    关键词：建筑 水平 提高 技术
        地震专家认为：2000-2035年是全球强震爆发时期；特别是自2009年7月至今，近二年的时间全球7级以上的地震共发生三十几次。我们应重视地震频发、增强态势。我国地震活动呈现频度高、强度大、分布广

        地震专家认为：2000-2035年是全球强震爆发时期；特别是自2009年7月至今，近二年的时间全球7级以上的地震共发生三十几次。我们应重视地震频发、增强态势。我国地震活动呈现频度高、强度大、分布广、震源浅的特点。大陆地区百分之九十五的地震震源深度都在40公里以内，我们隔海相望的宝岛台湾亦如此。

        我国是世界上自然灾害(包括地质灾害)最严重的少数国家之一。时间较久、印象比较深刻的是唐山大地震，时间最近让人最为悲伤的是汶川地震。比较而言，汶川地震的现场救援以及灾后重建等方面，对玉树地震来说更有借鉴意义。吸收汶川地震的经验和教训，防止汶川地震的某些悲剧在玉树重演，是一项最基本的要求。对海峡两岸的人们来说也同样是一个迫切的需要。

        根据中国地震烈度表描述，9度烈度，砖木俱损；即行动的人摔倒，房屋严重破坏－结构严重破坏，局部倒塌修复困难；牌坊，烟囱等崩塌，铁轨弯曲；滑坡塌方常见。汶川地震速报的震级为里氏78级，后修订为里氏80级。从速报的震级来看，玉树地震7.1级低于汶川地震78级，按理说地震造成的生命和财产损失相对要小。但由于玉树强震发生时间关系，所以地震损失程度比较起来也有困难。汶川、玉树大量倒塌的房屋建筑还是令人心碎。“第一时间”出手救援固然重要，可若能平时做好防震工作，相信震区情况一定好过当下。玉树建筑类型多属于土培房。这种房屋在倒塌时也许不会造成太多的死亡，但会造成数量惊人的伤者。城区多数建筑为土木结构，此类结构抗震性能较差。而农房长期以来几乎不设防，普遍缺乏抗震设计，往往在地震面前“不堪一击”。但在海峡两岸之间又有多少建筑能抗击这样的灾害。

        山崩地裂的伤痛，我们曾经在汶川“5・12”大地震中体验过，如今我们又要再次经历这种伤痛的折磨。尽管发生在玉树的地震究竟给我们带来多大创伤，目前还不得而知，但从已知的灾情来判断，这场地震注定是对中国政治经济社会民生又一次全方位的考验。

        从地震监测到地震救援再到灾后重建，我们唯有借鉴以往经验，吸收以往教训，才能不让玉树地震重复汶川的某些伤痛，减少抗震救灾中的不当行为，让更多生命获得新生，使财产损失减到最小。我们要意识到，每一次包括地震在内的自然灾害过后，其实我们还可以做得更好。正是因为我们做得不够好，所以总有遗憾，但愿我们能吸取以往教训，不再重复过去的遗憾。它山之石可以攻玉，

        加强地震知识的宣传和普及，科学应对地震防灾是一个摆在我们面前的紧迫课题。

        1.就建筑结构来讲，21世纪是金属结构的世纪；

        这一点从发达国家和地区的建筑结构就可以看出，钢结构建筑已经成为城市的主要建筑，特别是高层建筑和大型公共建筑，钢结构建筑达到50%以上，国内目前还不到20%。在美国，钢结构在两层楼以下的非居住建筑市场已经达到70%以上，而国内目前的比例还不到30%，居住性钢结构建筑更是不到5%。金属结构以其耐用性、实用性、经济性、环保性已经获得建筑界的认同。无论是大型的工矿桥梁、公用厂房，还是各种客运站和航站楼、电视塔、剧院、体育场、展览馆，包括涉及的大型写字楼、会展中心、大型的宾馆、住宅都在积极发展钢结构。

        国家建筑钢结构的用钢政策：20世纪七十年代前是节约用钢，八十年代是合理用钢，九十年代后是鼓励、积极用钢；这也是社会发展进步的趋势和要求。1998年建设部发布《关于建筑业进行推广应用十项新技术的通知》第五条就是推广使用钢结构技术；国务院1999年72号文件提出发展钢结构住宅、扩大钢结构住宅的市场占有量；2002年建设部发布《钢结构产业化技术原则》、《钢结构住宅建筑产业化导则》；2004年出台了《钢结构住宅设计规程》；在《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》提出在“十五”期间，建筑行业的先进生产力就在钢结构，建筑钢结构行业要作为国家发展的重点，2010年建筑钢结构用钢量要达到1500万吨，这是相当于80年代初全国钢产量3000万吨的一半用在建筑上。

        在四川汶川地震中，众多建筑物受了很大的损害，而绵阳钢结构的九洲体育馆安然无恙，成了当时的抗震救灾指挥部、屁护灾民的“诺亚方舟”。到现在，这个建筑依然完好。说明钢结构具备抗击各种灾害的能力，不光是地震，还包括台风、暴雨和其他各种自然灾害。

        台湾1999年9.21大地震，震源深度8千米，里氏震级达7.6。从地震过程中看，很明显钢结构建筑优于钢筋砼建筑，就地震破坏情况来说，高层钢筋砼建筑优于底层钢筋砼建筑。一般的多层住宅，地震后就全部塌为平地，而高层住宅只是倾斜，甚至一层，二层楼进到地下，三层楼以上还竖立在那里。台湾近几年高层钢结构建筑发展很多，包括台北101大楼、东帝士国际广场等等。

        2.对建筑钢结构的四个方面认识：

        ⑴节能的，节约资源；钢结构房屋有效面积大，一般混凝土结构使用面积只是建筑面积的70%左右，钢结构建筑可达80%～85%。

        ⑵环保的，可再生的，不会产生大量建筑垃圾；如水泥、木材、瓷砖等等，钢材是可回收，再利用的；明确地说属于现今低碳经济的范畴。

        ⑶科技含量高的，属于技术密集型的；2008奥运会所展现的鸟巢、水立方、北京新机场航站楼、国家大剧院等一大批钢结构工程就是钢结构产业高科技水平的体现，已经引起全世界的关注。

        ⑷稳定的结构工程，有比较好的抗灾性能；比如抗地震、台风、暴雨、冰雹等的自然灾害。

        3.钢结构关节轴承节点技术

        无论是建筑工程，还是桥梁支座，节点在整体结构中均起到连接构件和传递荷载的作用，其重要性不言而喻。传统的节点形式分为刚接(能够传递弯矩并能使得连接于同一节点的杆件间的相对角度保持不变)、铰接(不能传递弯矩，连接于同一节点的杆件间的相对角度变化与弯矩无关)、半刚接(介于刚接与铰接之间)。随着各种新型结构体系的不断涌现，结构的连接形式日益多样化，要求有些节点需具备空间转动和传力的特性。节点作为空间结构的重要传力部件，其自身的力学性能以及其传力、变形性能与整体结构分析模型的一致性是确保空间结构安全、适用的重要基础。

        传统的销轴式铰节点在一个方向可以随意转动，在其它方向则无法转动。对于受力复杂的空间结构体系，支座位置出现两向的转动，若采用单向转动的节点，则另一方向由于耳板与销轴的约束难以转动将会产生较大的应力，严重时将危及结构安全。

        LS创新性地引入承载性能优良、运转安全性高、使用寿命长的关节轴承节点技术，以关节轴承为转动核心，真正实现空间三向受力和铰接连接性能。LS关节轴承节点依不同的受力方式与性能结构特点分为：向心关节轴承节点、推力关节轴承节点、角接触关节轴承节点及杆端关节轴承节点。节点性能优良，能帮您解决复杂空间结构节点难题，同时使建筑的用钢量更少，成本更低。特别适用于建筑工程与桥梁支座领域，可以满足不同工程的不同要求，如承受压力、拔力、X、Y方向不同组合的剪力、位移量、转角量、精度、各种恶劣环境等。由于每项工程结构受力与环境特点不一，故节点均需作针对性的设计，以满足空间转动和传力要求，从而避免弯矩分量存在所诱致的节点和结构破坏。

        台北101(Taipei101)，又称台北101大楼，由建筑师李祖原设计，KTRT团队建造。根据高楼与都市住宅委员会的四分类建筑物高度判断法，台北101曾在其中三项标准中成为全世界之最，曾经保持着“含塔尖最高建筑结构建筑物”(509米)的世界纪录。

        台北101大楼内设置了“调谐质块阻尼器”，是在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大钢球，利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器，更是目前全球最大之阻尼器。防震措施方面，台北101采用新式的“巨型结构”，在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱，共八支巨柱，每支截面长3米、宽2.4米，自地下5楼贯通至地上90楼，柱内灌入高密度混凝土，外以钢板包覆。

        ⑵广州新电视塔

        于2009年九月建成，包括发射天线在内，广州新电视塔高达610米，已成为目前世界第一高塔。入选中国世界纪录协会世界最高塔。

        作为地标建筑，新电视塔的建筑景观总体效果，注重整体结构美、通透感和由外筒钢立柱、斜撑、圆环所交织产生的肌理美。灰色比较温和，“色彩上层层深入，浅灰色的立柱、斜撑，中灰色的圆环，最后是深灰色的核心筒，色彩由浅入深，具有比较强的层次感，白天可令塔身产生挺拔高耸和晶莹剔透的视觉美感。

        还可展现出动人的“空中交响乐”：46环LED灯带，环环向上画出“纤纤细腰”美态；斜撑如五彩流云，七彩变化如幻如梦；斜撑与圆环的交汇点，繁星闪烁。

        可抗8级地震广州新电视塔全部采用高强钢，总重不到5万吨，外筒大约3万吨。“如何令这根细细的筷子摆得稳”，高空作业、三维精度控制和抗震性能成为世界级施工技术三大难题。为此，建设部门列出30多个科研专题，由于广州夏季台风频繁，电视塔纤细高耸，很容易受到台风影响。新电视塔采用特一级的抗震设计，即使遇到百年一遇的大风和8级地震，也可保高塔安然无恙。

        该塔的楼层梁与外筒钢柱连接处没有楼板，该节点承受面内、面外的剪力，且需要较大的转动能力，由福建(漳州)龙溪轴承集团股份有限公司LS品牌配套的内嵌不锈钢向心关节轴承的万向铰节点，能满足各节点受力特点及转动能力要求。

        LS创新性地引入承载性能优良，运转安全性高，使用寿命长的关节轴承节点技术，其自动调心为核心，真正实现空间三向受力和铰接连接性能，使建筑结构受力得到平衡，并可相应地减小部分梁柱口径而节约了钢材；同时可明显提高建筑的抗震能力、抗强风(台风)及大温差等各种恶劣的自然环境。LS钢结构节点关节轴承通过国家重点实验室—同济大学钢结构研究室的验证；以及在上海浦东机场T2航站楼、广州新图书馆、杭州江东大桥、西安火车北站、昆明新机场、青岛海湾大桥、大连国家会议中心、深圳机场T3航站楼等重点工程的推广使用。
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