木结构建筑的抗震性能

       12月18日甘肃临夏发生6.2级地震，至过百人遇难。瞬间倒塌的房屋、故去的人们，让我们不得不再重新审视房屋的抗震问题。

        据了解，地震中造成人员伤亡的最主要原因就是建筑物的破坏和倒塌，1976年唐山大地震，70%~80%建筑物倒塌，人员伤亡惨重；2008年汶川大地震，大部分伤亡人员是被倒塌的建筑物砸死或者砸伤。

        今天我们就和大家分享一下木结构建筑的抗震性能。

        为什么在地震高发地区，木结构建筑的安全性能比混凝土和砖结构建筑好？

        木结构的自重远比混凝土结构轻，吸收的地震力小。

        木结构建筑的自重只有混凝土建筑的12%-20%。而在地震中，自重越轻，惯性越小，水平荷载也就越小，建筑的晃动幅度也得以减缓。

        有研究表明，设定各层面积65㎡的两层普通住宅，建筑面积相同的木造、钢筋混凝土、铁骨造建筑，在遭受相同强度地震的时候，所受的水平外力，木造为30t,铁骨造为60t，而钢筋混凝土则达到了150t。木结构建筑自重轻的优势显而易见。

        木材的天然柔韧性能有效的吸收和消耗外力。

        地震产生的侧向力会使建筑物扭曲，使墙体变形，发生折断、垮塌或松脱的情况。与其他建筑材料相比，木结构得天独厚，具有较好的韧性，对于瞬间冲击荷载和周期性疲劳破坏有很强的抵抗能力，能在地震发生时通过短暂的变形和受力转向将地震荷载吸收，并不会直接折断、垮塌，为人们赢得更多的逃生时间。

        木结构房屋结构比较稳定。

        木结构建筑是由数以百计的结构构件和数以千计的钉节点连接构成的，如果某一个传力路径受到破坏，它所承担的荷载可由邻近的构件或节点予以承担。木结构房屋传力路径众多，在结构上具有冗余性，在地震中可以提供额外的安全性。

        便于施救工作的展开。

        木结构主要由小规格材作为承重件，因此在坍塌时不会直接致命，如果后期的施救工作到位，可更进一步的减少人员伤亡。木结构建筑重量轻的特性也利于后续的救援工作开展，更容易打开生命通道进行施救。

        不仅如此，一般地震后，还会有余震不断发生，环境可能会进一步恶化，木结构较好的弹性使它不容易像其他建筑结构一样发生二次坍塌。

        在全球环境共同体的大背景之下，通过木结构建造更多建筑已成为世界各国的共识，多高层也将是现代木结构建筑发展的必然趋势。我们都知道建筑越高，对抗震的需求就越高，木结构的抗震性能优异，那么多高层的木结构还能保持这样高水平的抗震性能吗？

        为了测试现代多高层木结构的抗震性能，相关科研人员在加州大学圣地亚哥分校打造了Tallwood 项目抗震测试，参与该项测试的是一个由交叉层压CLT工程木制成的10层木结构建筑。

        在该项测试中，机械振动台模拟了1994 年洛杉矶 6.7 级北岭地震和1999年台湾地区 7.7 级大地震，测试结果表明：现代多高层木结构建筑在应对地震灾害时依旧有着不俗的抗震表现：10层木结构高楼在地震中不仅没有坍塌，还保持了整体结构的完整性。

        通过本次试验，科研人员们收集到了关键的多高层木结构抗震基础数据，为之后设计更高的木结构建筑提供数据和理论支撑。

        现代木结构木材在抗震，防风及防火方面的表现都非常优异，国际结构工程公司Fast+Epp的总工程师Nick Bevilacqua表示，现代木结构建筑在地震中能够承受比普通建筑物高30%的地震力，可以被设计为高重要性类别建筑，如学校、医院、灾后庇护所等。

        在结构创新方面，Bevilacqua还指出“现代木结构可以使用CLT剪力墙系统来达到更好的抗震效果，这种结构可以通过材料和构件连接在一起传递地震荷载，建筑更稳固。”

        人类在强大的大自然面前是脆弱的，但人类是智慧的，使用恰当的建筑材料和建筑方案，可以有效降低地震带来的危害。木结构建筑不仅可以减少地震灾害带来伤亡，同时还具备社会效益和经济效益，未来小雨木屋也将继续积极推广应用木结构建筑，积极参与制定木结构建筑抗震标准，规范木结构行业，推动木结构产业化市场化进程，引领中国木结构朝着世界木结构更高更大的发展趋势发展，为建设绿色城市贡献力量。