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预制板振动测试有望改进建筑规范和设计方法

日期:2010年12月19日 08:42

    虽然预警系统尚不完善,不过工程师中流传着这么一句话:杀人的不是地震,而是倒塌的房屋。建筑物抗震一直是个热门话题。
     美国加州大学圣迭戈分校(UCSD)雅各布工程学院Englekirk中心的工程师们正在进行的一项研究就是测试预制混凝土板的地震响应。研究人员希望该测试能改进美国的建筑规范。
    据UCSD主页介绍,研究人员建造了一栋类似停车库的3层建筑物,其重量高达100万磅,是迄今为止美国进行地震测试的的结构。这栋小楼被置于振动台(shake table)上,在一系列地震测试中,振动台为这栋小楼提供了高达里氏8.0级地震的振动。
    这项地震测试是在距加州大学圣迭戈分校主校园以东8英里的雅各布工程学院Englekirk结构工程中心进行的。进行试验的振动台价值900万美元,是地震工程模拟网(NEES)的15件地震测试设备之一。UCSD和NESS的这台振动台是美国的振动台,并且是全球唯一的室外振动台,很适合测试高大、全尺寸的建筑。
    “UCSD的地震模拟器可以产生卓越的研究成果,可以减少地震造成的惨重影响。”项目联合负责人、UCSD的结构工程教授Jose Restrepo说:“对预制混凝土建筑的测试让我们可以知道如何使用新的建筑和测试技术来发展下一代的设计方法。”
    据悉,该地震测试持续到5月末;而在6月,会进行一次振动。研究人员介绍,振动强度的持续增加将会模仿实际发生的地震中的地面运动,另外还会采纳诺克斯维尔、西雅图、北岭等地地震时的特殊情况。
    “这是一次里程碑式的测试,”加州大学圣迭戈分校鲍威尔结构研究实验室主任、雅各布工程学院结构工程系主任Gilbert A. Hegemier教授说:“这项测试将促成一项快速的、经济的高科技建筑方法在美国地震多发区使用。”
    据介绍,这项地震测试是由加州大学圣迭戈分校、亚利桑那大学和Lehigh大学合作完成的,项目总投资在230万美元,项目经费由美国预制与预应力混凝土协会(Precast/Prestressed Concrete Institute)及其下属公司和机构、美国国家科学基金会、Charles Pankow基金会、地震工程模拟网联合提供。项目目标是到2012年设计出一栋可以经受住一次大地震的建筑。
    预制板过去大都用在停车库、大学宿舍、旅馆、运动馆、监狱等建筑中,现在也越来越多地用于办公楼。“使用提前做好的预制板来装配混凝土结构当然有显著的建筑优势,但是使用预制混凝土的挑战在于建筑的结构不是一片完整的混凝土,而是很多预制板结合在一起。”亚利桑那大学的土木工程教授Robert Fleischman表示,他同时也是这项研究的项目负责人。“预制板的边缘相互连接着,这就是地震中出现问题的地方。”
    在1994年美国洛杉矶北岭地震中,9个停车库的倒塌就是由预制板坍塌造成的。由于地震发生在清晨,仅有1人死亡,否则肯定会造成更大的损失。
    预制板的另外一个问题是,预制建筑的地震规范已经是20年前制定的了。
    据悉,美国预制与预应力混凝土协会启动了一项竞赛,就是为这类预制建筑设计更好的楼板。

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