先进抗震技术用于汶川重建

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“在汶川重建规划编制过程中,我们特别重视减灾防震体系建设,因为地震以后公众最关注的是安全。”广州援建前线工作组工程协调部部长徐明贵告诉记者说,广州援建的所有学校都是8度抗震,9度设防。其中汶川第二小学的建设采用了广州大学国家重点实验室培育基地研究开发的橡胶垫隔震减震技术。

在灾后的对口援建中,广州负责对口支援威州镇。在汶川特大地震中,威州镇遭到毁灭性破坏,公共服务设施、基础设施几乎全部被毁,房屋大面积倒塌,经济损失达161.14亿元。广州承担28亿元的对口援建任务,占广东省对口援建汶川县灾后重建82亿元总额的34.1%。威州镇是汶川县城所在地,地处龙门山构造带,3条地震断裂带在此经过,地震威胁随时存在。

徐明贵介绍说,汶川二小教学楼建设中使用的这种橡胶隔震垫目前在国际上已经普遍运用,但在国内刚刚开始采用。它将建筑物的上部结构和基础隔开,一旦发生地震,地震波的能量就会被隔震垫消耗掉,从而保证学生和建筑的安全。每个隔震垫的设计寿命为100年,可以使用达到50年,而且还可以更换。

“从理论上讲隔震技术能够提高好几度,但考虑到施工工艺和建筑材料性能等因素,我们在设计上是按照提高1度来考虑的。”徐说。

橡胶垫隔震减震技术是由中国工程院院士、著名的隔震减震控制专家周福霖院士亲自指导的。他是广州对口援建的工程顾问,曾经多次到汶川来指导工程实施。这种隔震技术经过三十年的理论、实验、使用和经受地震的考验,现在已比较成熟。甘肃陇南武都县三栋6层民用住宅使用了周院士90年代的第一代隔震技术,在汶川大地震中完好无损,连一条裂缝都没有,房中人无强烈震感。而他在新疆设计的中国第一座铁路防震大桥也经受了2003年的伽师大地震,当时在道路中断的情况下,该大桥保证了救灾物质源源不断开进灾区。

汶川第二小学的设计施工还对目前国内在工程建筑方面迫切需要解决的问题进行了探索。目前国内理论界大多是单栋建筑隔震技术,但工程实践中,通常几栋建筑挨在一起,地震发生后,建筑就会变形、互相挤压,造成建筑和人员的损失。通过聘请专家多次进行论证,最终汶川二小采取了简易可行、比较便宜、实际效果也较好的隔震过渡板。它既起到过道的作用,又起到建筑耗能的作用。过渡板能够通过位移保持建筑物相对的独立性,减少地震的能量,从而达到减震的效果。

记者在现场看到,目前已经建成并投入使用的汶川二小是一座羌族风格的现代建筑。在这座建筑物的后面地基位置,有关部门设了一个观测点,学生和市民可以通过透明窗看到学校建筑中的隔震垫,从而让当地市民获得防震救灾的教育和意识。

考虑到材料和施工技术方面的原因,广州的援建项目有选择地采用了多种减震技术。这些技术如果设计合理,施工得当,与普通建筑相比,成本应略高或基本持平。

除汶川县第一幼儿园和汶川县第二小学的隔震建筑外,由广州大学抗震研究中心负责隔震技术设计的四川省内灾后重建的首批永久性建筑――绵竹遵道镇小学、医院已于2008年底投入使用,在余震频繁的灾区经受了考验。目前广州大学在威州镇已为20多栋3万多户的居民住宅进行了抗震加固设计。

“震前,汶川的房屋密度非常大,地震发生后,百姓没有地方跑,都往山上跑。我们就是在这么小的县城内,这么拥挤的空间里,千方百计地坚持做了三个大的避灾广场。”徐明贵说。其中,位于县政府对面的避灾广场面积将近2万平方米。这些避灾广场平时还具有休闲娱乐的功能,对于整个县城发展旅游提升城市品位具有积极作用。

徐明贵部长说:“在援建的项目中,我们有意识地在这里既保证项目的安全性,又达到节能的效果,以起到示范作用。”广州的所有援建项目的设计都必须符合《节能法》,达不到《节能法》和建筑设计要求的,就不能通过审查。徐明贵部长说,“在施工审查过程中,我们也一再嘱托审查单位一定帮我们把好节能关。”

汶川虽然阳光好,但是四面环山、风沙大,环境承载能力也小,人居环境较差。在重建过程中,很多建筑的外墙都使用了挤塑板、保温砂浆等保温材料来减少温差对于室内温度的影响。同时,还使用了太阳能、新型排风扇等国内比较成熟的节能技术。新的汶川县医院的中央空调,使用岷江水进行制冷,既可以减少电耗、减小空调的负荷,还可以延长空调的使用寿命。

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橡胶垫隔震减震技术是在建筑物的下方采用橡胶垫,一层橡胶加一层钢板,再加一层橡胶,再加钢板……如此多层,像“三明治”一样,当地震发生时,让建筑在橡胶垫上滑动而减少震动,以柔克刚,既能隔震,又不影响承载力。加了隔震层后,房子就像在海上漂的船,来自下面的震动不会使它倒塌。