世界首次！可抗8級地震！我國6層薄壁型鋼結構房屋通過實驗
◎?科技日報記者?雍黎
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，記者從重慶大學獲悉，我國首個足尺寸實體6層冷彎薄壁型鋼結構房屋的振動台試驗在重慶大學振動台實驗室順利完成。該實驗證明了多層冷彎薄壁型鋼結構房屋的安全可靠，為我國冷彎薄壁型鋼結構建造高層建築打下了基礎。
「裝配式鋼結構建築是目前國家正在大力發展的一種具有廣泛應用前景的綠色建築。」重慶大學土木工程學院石宇教授介紹，「冷彎薄壁型鋼結構房屋具有用鋼量低、自重輕、裝配效率高、粉塵和建築垃圾排放小，抗震性能優越等優勢，已經在四川汶川地震災後重建中大量使用。」
未覆蓋牆面板的模型。重慶大學/供圖
不過石宇表示，薄壁型鋼結構剛度和穩定性較差，由於抗風、抗震和抗火性能等方面的技術限制，目前國內外冷彎薄壁型鋼結構房屋多為1-3層低層建築。周緒紅院士牽頭編製的行業標準《冷彎薄壁型鋼多層住宅技術標準》的頒布實施，促進了多層冷彎薄壁型鋼結構房屋在國內的推廣應用，但是目前國內建成的僅有10棟五層高的冷彎薄壁型鋼結構房屋。6層以上的樓房安全性是否足夠，此次他們決定用相當於8級地震烈度的震動實驗來驗證。
重慶大學振動台實驗室凈高25.5米，檯面尺寸6.1米×6.1米、載重量60噸，可3向6自由度輸入地震，是國內檯面尺寸、載重量和抗傾覆力矩最大的振動台之一。他們這次在振動台上搭建起了6層足尺寸實體冷彎薄壁型鋼結構房屋，總高16.2米，長5.6米，寬4.2米。採用了鋼管端柱—雙面蒙皮鋼板剪力牆和夾支單層薄鋼板剪力牆兩種新型抗側力體系。與國內外已經完成的冷彎薄壁型鋼結構的振動台試驗對比，本次冷彎薄壁型鋼結構振動台試驗具有結構體系新、結構高寬比大、載入工況烈度高達8度罕遇狀況、分施工階段和正常使用兩個階段測試等一系列特點。
周緒紅院士在覆牆面板模型前。重慶大學/供圖
「本次實驗為世界首次雙向地震動輸入的6層足尺冷彎薄壁型鋼結構房屋振動台試驗。」周緒紅院士介紹，本次試驗是世界上高寬比最大的一個建築，地震波為橫縱兩個方向，能模擬出更複雜的真實地震情況，經過前後100餘次地震的模擬，對該建築進行試驗，該建築物仍然屹立不倒。停止試驗後，他們對建築進行了全方位的觀察，發現裡面有些板開裂了，部分螺釘有鬆動，但都屬正常的試驗現象，建築物主體結構完全沒有問題。
周緒紅院士（左一）在試驗現場。重慶大學/供圖
本次試驗項目來源於周緒紅院士和石宇教授主持的國家重點研發計劃項目《高性能鋼結構體系研究與示範應用》和國家自然科學基金重大項目《鋼結構高效抗震體系研究》。
5月22日施工階段和6月3~4日的正常使用階段的振動台試驗結果表明，冷彎薄壁型鋼結構多層房屋是安全可靠的，同時也為冷彎薄壁型鋼結構房屋向更高層的發展打下了基礎。該團隊將繼續研究冷彎薄壁型鋼結構體系，用試驗來驗證結構的安全可靠，為實際應用打下基礎。
來源：科技日報
編輯：張琦琪
審核：朱麗
終審：冷文生
