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木房子抗震这么牛 我们干嘛不住?
摘要:云南鲁甸“8.03”6.5级地震,龙头山老街所有老建筑群几乎被夷为平地,但属于该镇供销社的三层木楼却屹立不倒,还护佑了两个孩子平安。而拥有234年历史的云南省五大古寺之一——拖

修建于1949年的龙头山供销社三层木楼

拖姑清真寺唤醒楼

每次强震过后,总能见到这样的新闻《###年古建筑坚强挺立》、《新房子倒了一片木房子强震不倒》……这种巨大的反差让多数居住在钢筋混凝土里的城市人十分不解:木质房屋真有这么牛吗?既然这么抗震,现代人干嘛不住?

地震是地质板块在移动中能量的突然释放。搭建在地震活跃带上的建筑物必须抵抗很强的地震力。这些地震力取决于地震的强度、震源的远近、造成地震的地质运动的类别,以及给定建筑物周边的地质状况。每一项的细微变化,都会产生千差万别的结果。而每种建筑结构也都有其独特的特性,例如其刚度和强度,因而对地震力的反应也不同。地震使一栋建筑物产生水平和垂直震动。水平力又称为侧向力或剪力,它是对抗震设计的真正挑战。

我们首先来逐一分析下,木房子抗震真的好在哪里?

材质:轻的更好吗?

至于木建筑是否更抗震这个问题,中国工程院院士、中国地震局工程力学研究所原所长谢礼立曾公开表示,木结构建筑拥有一定的抗震性能,主要是由其材料决定的。中国古代木结构建筑大多用天然木材,天然木材本身质地较软,比砖石混凝土和钢材有更好的柔韧性,这就使天然木材可以承受更大的形变。同时,天然木材一般比较轻,整个建筑的重量就比砖混和钢结构的建筑要轻得多,这些都有利于抗震。

地基:不钉死为何更安全?

清华大学土木工程系教授钱稼茹指出,木结构建筑的支撑柱不是钉死在地基里的,而是放在石头基础上,也可以移动。2008年汶川地震后,当地的许多木结构建筑的柱子就发生了移动,但建筑本身没有倒塌。这种特点使人们在大地震过后经常看到墙倒屋不塌的景象。

结构:低一些会更安全吗?

楼坚强是箱式结构,楼层不高,屋顶结构重心不偏向一方,因此受力均匀。这个分析获得相关部门工作人员及专家的认同。

连接:不用钉子更好吗?

不用钉子的构件连接则是木结构框架晃而不散的根源。木结构建筑的构件连接是榫卯结构,榫卯连接既不会让各构件分开,同时又有余量,不但可以承受较大荷载,而且允许产生一定变形,在地震荷载下通过变形吸收一定的地震能量。山西应县佛宫寺释迦塔(应县木塔)是中国古代传统建筑杰出抗震能力的集中代表。

山西应县木塔

山西应县木塔建于辽代清宁二年,即公元1056年,是国内也是世界上现存最高的木结构佛塔。木塔总高67.31米,相当于20层楼房的高度,塔身整体架构所用全为木材,没有一根铁钉,数以万计的构件全靠榫卯互相咬合而固定在一起。经历多次6级以上大地震,950年来,至今完好无损。图为应县木塔内部结构图。

斗拱是中国古代建筑所特有的结构形式,靠它将梁、枋、柱连接成一体。由于斗拱之间不是刚性连接,所以在受到大风地震等水平力作用时,木材之间产生一定的位移和摩擦,从而可吸收和损耗部分能量,起到了调整变形的作用。除此之外,木塔内外槽的平座斗拱与梁枋等组成的结构层,使内外两圈结合为一个刚性整体。这样,一柔一刚便增强了木塔的抗震能力。

那么,想抗震就选木材建房?

选择木材建房,就是抗震减灾的最好办法吗?木结构建筑确实有较好的抗震性能,但是人生活在地球上并不是只有地震这一种灾害要面对,房屋建筑还要满足防风、防雨、防火、防虫蛀等多种要求,这样看,木结构建筑的功能就显得单一。所以,目前世界上的主要建筑还是以砖混建筑为主。

而且,尽管木结构建筑有一定的抗震特性,但是它受高度限制,除了一些木塔外,人们很难看到有高于20米的木结构建筑。由于现代建筑越建越高,取而代之的是混凝土剪力墙结构,如果超过100米则多用钢结构,因为钢结构重量比混凝土轻,而且抗拉伸力也较好。

另外,结合中国农村的实际情况,一方面是资源的限制,一方面是资金的短缺,现在的农村建房已很少木结构的了,大多改用砖混的结构。而有些传统砖木结构的民房,有的地基没有高标准加固,有的防潮措施做的不好,长年腐蚀导致基础不稳,出现沉陷。但需要指出的是,无论用什么材质,很多地方的民房在建造时没有抗震的概念。有专家曾经提到,楼房基础、墙体、地面、框架结构都缺少认真处理。用这样的办法建造起来的房子一旦遇震倒塌,比起木结构的房子来对人的生命安全威胁更大。

更现实的是成本的制约。据媒体报道,鲁甸2003年发生地震后,县里就出台过补助抗震房的指导意见,达到抗震效果的村民新建房屋,县里将给予1万元补助,但是根本就没有推广开来。符合要求的抗震房要十几万元,这1万元的补贴在村民看来是杯水车薪,根本就不划算。60平方米的抗震安全房,仅圈梁和构造柱就需要2万元,山村农村建房的交通成本和人工费用比平原高,每平方米需1000元至1500元,最少投资6万元。而且农村家庭生产要求大于生活要求,建房面积往往大于60平方米。与此形成鲜明对比的数字是,鲁甸县农民人均年收入为4300元,近60%的农民每日生活费不到7元。而时常拿来举例的美国人加拿大人多住木质房屋更因为国情的不同而难以类比。

芦山地震中的楼坚强芦山县人民医院新门诊综合楼距离震中10余公里,毫发未伤,玻璃没碎,墙没裂缝。

刘仁顺建造的木质新房

四川大地震重灾区绵竹市遵道镇棚花村52岁农民刘仁顺建造的木质新房,在外从事木匠工作的他经过多方考察、研究,利用价格适中的木材建设木质防震新房,建房所需的7万多元人民币中,1.6万元是政府补助,其余6万元是贷款,房屋总体造价比钢筋混凝土结构便宜13。

综合来看,没有一栋建筑可以做到完全防震,木质结构之所以稳定,并不是因为抗震性百分百优于其他建筑材料,而是它回弹力大,柔韧性强,地震频率大,导致木质结构部分回弹力和震动中和,使得破坏力减小。而且,相比砖瓦混凝土的倒塌,木质结构对人体伤害比其他砌体结构小一些,造成的次生灾害也相对小一些。

而选用什么材料盖房子,也不完全是基于抗震的考量,还有当地的历史、经济、民族、文化等多种因素的影响。怎么能在节省成本的情况下,最大程度的通过抗震设计,将结构损坏减少到最低限度,才是最关键的问题。因为,房子倒了还能再建,生命却只有一次。


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