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以柔克刚让建筑大震三保护成为现实

来源:千斤顶 时间:2023/1/19
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明朗秋日,五彩斑斓的北京迎来一场盛会。11月3日上午,庄严的人民大会堂内,华灯璀璨,气氛热烈。来自全国各地的科研尖兵齐聚一堂,正在迎接学术生涯的高光时刻。

这是期盼已久的国家科学技术奖励大会现场,当天,北京建筑大学副校长李爱群教领衔完成的项目“高性能隔震建筑系列关键技术与工程应用”获得年度国家科学技术进步奖二等奖。

将大红的奖励证书捧在胸前,李爱群难掩激动,“在学术科研一线坚持30多年,从抗震、减震到隔震,我们一路奋斗、一路探索!新收获的这个奖项,意味着我们团队在土木工程抗震、减震、隔震领域的研究形成了闭环!”

设隔离层为建筑物提供三重防护

我国城市群分布与地震危险区高度重合,在全国,%的建筑均要求抗震。

统计数据显示,全国现有建筑面积约亿平方米,存量大,增长快,国家抗震设计标准持续更新以及城市发展提出的更高要求,使得传统抗震设计已无法满足需求。

目前,抗震防灾已上升至中国、美国和日本等国的国家战略,隔震技术被认为是提升建筑抗震性能最为有效的手段。

自年起,李爱群就开始从事工程结构抗震和减振控制研究工作。他介绍,隔震技术优势在于,可提供建筑、结构、设备设施三重保护,能实现建筑完好、结构无损、设备设施安全。

隔震建筑的基本原理是,在基础和上部结构之间设置隔震支座和耗能装置,形成隔震层,地震来临时,通过隔震层的变形来吸收地震能量,控制上部结构地震作用效应,从而减少结构的地震响应,提高建筑结构的抗震可靠性。李爱群解释,由于隔震层相比于其它楼层更“柔”,因此隔震技术被誉为“以柔克刚”抵御地震灾害的有效手段。

团队先从关键隔减震装置研发和产业化入手,研发出具备国际领先水准的隔震支座系列产品和功能可调控的系列黏滞阻尼器。

高性能隔震支座

功能可调控黏滞阻尼器

年5月12日,汶川大地震发生,远隔多公里的南京也有震感,引发市民恐慌。当时执教于东南大学的李爱群通过媒体发声:地震虽威力巨大,但借助先进的抗震设计和隔减震装置,建筑物能有效降低震感,保全结构,确保人民生命财产安全。

实际地震检验表明,采用隔震技术的建筑物在地震发生时,建筑物主要发生水平方向的平动,结构受到的地震作用仅相当于传统抗震时的1/5至1/6,建筑物及其内部人员和设施的安全可以得到有效保障。地震时和地震后,隔震建筑可做到完好无损,从而保全人民群众生命财产,保障社会的平稳安全运行。

隔震技术,在古建筑保护利用方面,也可大显身手。

年,一则“南京博物院老大殿‘长高’3米”的新闻在全国传开,引起轰动。这是老大殿改造工程的成果,工程技术总负责人正是李爱群。

南京博物院老大殿

该项目集顶升与隔震加固为一体,是当时全世界占地面积最大、同步顶升点最多的建筑物顶升工程。“在个千斤顶、全自动提升系统、自平衡钢架和实时监测系统的协同之下,这栋总重量多吨、占地面积平方米的民国建筑被稳稳举起。”回忆当时的创举,李爱群满是自豪。他说,我们施工过程中采用最先进、最安全的建筑物悬吊顶升工法,并在顶升过程中建立全过程静动态实时监测体系,全面确保提升过程中的安全性和稳定性。

值得一提的是,原本的老大殿并没有抗震设计,团队同时对其进行隔震加固,在殿内立柱下增加了橡胶隔震支座和滑移隔震支座,有效增强其抗震能力。

完工后,近80岁的老大殿更加坚强结实,可实现七级大地震完好无损,被批准为国家住建部科技示范工程,引起社会广泛

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