世界首次！可抗8級地震！我國6層薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋通過實(shí)驗(yàn)

僅1.2-1.8毫米的薄壁型鋼修建的6層房屋在8級“地震”中依然屹立。

6月8日，記者從重慶大學(xué)獲悉，我國首個(gè)足尺寸實(shí)體6層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的振動(dòng)臺試驗(yàn)在重慶大學(xué)振動(dòng)臺實(shí)驗(yàn)室順利完成。該實(shí)驗(yàn)證明了多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的安全可靠，為我國冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑打下了基礎(chǔ)。

“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是目前國家正在大力發(fā)展的一種具有廣泛應(yīng)用前景的綠色建筑。”重慶大學(xué)土木工程學(xué)院石宇教授介紹，“冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋具有用鋼量低、自重輕、裝配效率高、粉塵和建筑垃圾排放小，抗震性能優(yōu)越等優(yōu)勢，已經(jīng)在四川汶川地震災(zāi)后重建中大量使用?！?/p>

不過石宇表示，薄壁型鋼結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性較差，由于抗風(fēng)、抗震和抗火性能等方面的技術(shù)限制，目前國內(nèi)外冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋多為1-3層低層建筑。周緒紅院士牽頭編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼多層住宅技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的頒布實(shí)施，促進(jìn)了多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋在國內(nèi)的推廣應(yīng)用，但是目前國內(nèi)建成的僅有10棟五層高的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋。6層以上的樓房安全性是否足夠，此次他們決定用相當(dāng)于8級地震烈度的震動(dòng)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

重慶大學(xué)振動(dòng)臺實(shí)驗(yàn)室凈高25.5米，臺面尺寸6.1米×6.1米、載重量60噸，可3向6自由度輸入地震，是國內(nèi)臺面尺寸、載重量和抗傾覆力矩最大的振動(dòng)臺之一。他們這次在振動(dòng)臺上搭建起了6層足尺寸實(shí)體冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋，總高16.2米，長5.6米，寬4.2米。采用了鋼管端柱—雙面蒙皮鋼板剪力墻和夾支單層薄鋼板剪力墻兩種新型抗側(cè)力體系。與國內(nèi)外已經(jīng)完成的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺試驗(yàn)對比，本次冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺試驗(yàn)具有結(jié)構(gòu)體系新、結(jié)構(gòu)高寬比大、加載工況烈度高達(dá)8度罕遇狀況、分施工階段和正常使用兩個(gè)階段測試等一系列特點(diǎn)。

“本次實(shí)驗(yàn)為世界首次雙向地震動(dòng)輸入的6層足尺冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋振動(dòng)臺試驗(yàn)?！敝芫w紅院士介紹，本次試驗(yàn)是世界上高寬比最大的一個(gè)建筑，地震波為橫縱兩個(gè)方向，能模擬出更復(fù)雜的真實(shí)地震情況，經(jīng)過前后100余次地震的模擬，對該建筑進(jìn)行試驗(yàn)，該建筑物仍然屹立不倒。停止試驗(yàn)后，他們對建筑進(jìn)行了全方位的觀察，發(fā)現(xiàn)里面有些板開裂了，部分螺釘有松動(dòng)，但都屬正常的試驗(yàn)現(xiàn)象，建筑物主體結(jié)構(gòu)完全沒有問題。

本次試驗(yàn)項(xiàng)目來源于周緒紅院士和石宇教授主持的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《高性能鋼結(jié)構(gòu)體系研究與示范應(yīng)用》和國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目《鋼結(jié)構(gòu)高效抗震體系研究》。

5月22日施工階段和6月3~4日的正常使用階段的振動(dòng)臺試驗(yàn)結(jié)果表明，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)多層房屋是安全可靠的，同時(shí)也為冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋向更高層的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研究冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系，用試驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的安全可靠，為實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。