新型砌块研究助力村镇建筑抗震

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      近日，在北京工业大学，记者看到了国际先进的4000吨压力多功能大型结构构件试验装置，该装置为结构原型构件的受力性能试验研究提供了有力的条件支撑。

     由北京工业大学董宏英副教授、曹万林教授负责的“村镇建筑低成本抗震与隔震砌体结构新技术及应用”课题研究成果不久前通过了专家鉴定。课题历时三年多，基于结构及构件的性能试验，建立了新型砌体结构抗震与隔震的力学分析模型，提出了设计方法与构造措施，形成了关键技术。经鉴定，研究成果总体上达到国际先进水平。

     需研发新型村镇建筑抗震技术

     我国农村地域广阔，人口众多，多数建在地震区，农村建筑基本是自建，抗震能力十分薄弱。汶川地震、青海玉树地震，造成大量人员伤亡，村镇房屋建筑损毁严重。地震发生后，村镇建筑抗震得到了重视，但目前仍缺乏系统的研究，特别是缺乏新型抗震住宅结构的研究。因此，研发村镇新型抗震住宅结构技术具有重要意义。

     村镇建筑是否具有自身的特点？曹万林教授告诉记者，我国村镇地区大多是年代久远的老旧建筑，多数没有采取任何抗震措施。近年来新建房屋虽不同程度设置了圈梁、构造柱，但在质量上仍存在不少问题。农民建房缺少科学指导，虽采取抗震措施，但达不到预期的抗震效果。由于选址不合理，部分建筑位于抗震的不利地段或危险地段。建筑用料质量较差，块体或砂浆强度不达标。

     由于各地民族习俗、历史传统、地理环境、建筑特点等均有较大差别，各地区村镇住宅的建筑形式、所用材料和建造方式也各不相同。应因地制宜、充分发挥传统村镇建筑地域与资源优势，克服其抗震性能的不足，发展低成本的抗震、隔震新体系。

     成果实现了抗震、保温一体化

     课题的核心创新成果为一种带构造柱孔的异形空心砌块承重保温一体化砌体结构。空心砌块结构由一字形、L形、T形和十字形4种组成，克服了传统砌块之间砂浆灰缝粘结力不足的缺陷，提高了墙体的抗剪切能力和整体性。课题还研发了一种适用于村镇建筑的带竖向构造钢筋的约束砌体抗震构造，并将该构造与再生混凝土砖相结合，形成了一种新型带竖向构造钢筋的再生混凝土砖砌体抗震结构，在提高了村镇抗震能力的同时，实现了建筑垃圾资源化。

     你见过加入玻璃丝布的砌体结构吗？课题提出了一种低成本双控型石墨——玻璃丝布复合基础滑移隔震砌体结构。在隔震技术中，我国目前使用最多的是叠层橡胶隔震支座，其造价高、施工复杂，不太适合我国广大村镇中、低层建筑。该结构由上下基础梁、基础梁间隔震层及限位装置组成。在小震作用下，由在上下基础梁之间设置的砂浆抗剪键和滑移层的摩擦力协同抵抗，不启动基础滑移，相当于抗震结构；在中震和大震作用下，上下基础梁之间设置的砂浆抗剪键破坏，基础滑移隔震系统启动，控制结构实现基础滑移隔震，其限位装置限制基础滑移最大位移，以确保结构稳定与安全。

     科研工作是紧张而又辛苦的，曹万林教授常常工作到晚上十一二点，遇到做实验，更是没日没夜。人们常常看到的是最终的成果，殊不知其中包含了建筑科研人员多少汗水。研发过程也有一些“妙手偶得之”的乐事。曹万林教授逛建材市场时，看到加工玻璃的废料，想到了用废弃玻璃制玻璃珠,进而研发了玻璃珠低强度砂浆隔震层隔震砌体结构。

     开展工程示范实现产业化发展

     纵观国外村镇建筑的研究，美国、欧洲等对村镇防灾减灾技术标准非常重视，已形成了比较完善的防灾标准体系。日本出台了《灾害对策基本法》，美国、欧洲等结合地震灾害威胁，陆续编制了建筑结构抗连续倒塌分析方法与设计指南标准。发达国家的村镇建筑与城市建筑相比，主要是体量、建筑形式的不同，在材料的使用和抗震设防要求方面并没有明显差别。目前国外对村镇建筑的研究主要偏重于房屋的建筑形式、建筑物理性能、环保性能等，对村镇房屋结构的抗震研究相对较少。

     曹教授认为，村镇建筑抗震研究不容忽视，研究适应面广低成本的村镇抗震、隔震新体系是新农村建设、村镇防震减灾的重大需求。结构隔震体系是一种合理有效安全的体系，彻底改变了传统结构采用强化结构的途径，是“以柔克刚”隔离地震的新途径。随着社会经济的发展和城镇化进程的加速，产生了大量的废弃混凝土。应研究再生混凝土实心砖砌体的抗震性及应用技术，这是未来的方向。应建立理论分析模型与方法，形成实用的抗震节能一体化设计与施工技术；编制标准图集，开展工程示范，以实现产业化发展。