为低成本房屋抗震设计和材料
世界人口和地震的事实
注意:本文中所讨论的技术和材料仅供一般信息。抗震建筑设计是一个复杂的工程任务,只应由咨询合格的结构工程师。
一些有趣的相关地震事实世界人口:约20%的世界人口生活在或接近地震地区,超过70%的这一比例(十亿人)由低收入和贫困水平表示社会经济类。统计数据显示,人口密度高的国家和较低的生活水平也恰巧是国家位于地震活跃地区。印度尼西亚、印度、中国、亚洲和美洲南部的部分例子。绝大多数的人口在这些领域,反过来,生活在低收入住房建造地球,石头,茅草,空心砖,和其他类型的低成本材料。从流行的媒体报道和录像,似乎这些结构总是在高震级地震摧毁了。但实际上考古证据,比如mortar-less砖石结构在马丘比丘遗址,表明相同的材料建造的建筑物在地震活跃地区几个世纪以来经受住了地震。这怎么可能?
低成本的抗震设计
在地震的建筑设计中,某种类型的建筑材料是否可以承受地震不仅是一个函数的材料的韧性和强度,而且它是如何纳入结构。一条又长又直的石墙,例如,只使用摩擦和几何石头,几乎肯定会在地震中倒塌。这是由于质量或惯性,墙的倾向于保持其运动落后在地震一个地球的运动。这不仅开始驱逐石头从他们最初的休息位置,但没有横向的支持可以改变墙的重量到目前为止的稳定的载重线的顶部墙开始倒塌。
然而,仅仅改变墙的课程从直线到曲折线会显著改善其稳定性。改变直接曲折s-curves将进一步提高稳定性。修改个人的几何石头将联锁凹槽,对角线的脸,和/或“L”的帖子可以大大提高基础墙的完整性。添加帽或过梁顶部和后张元素如乐队或棒预应力压缩的石头将保证结构完整性在所有,但最严重的地震活动。大楼墙上字形路径是通过提供更多的横向支承在墙中的每个变化路径。符合一个或多个s-curves提供几乎连续的横向支承沿整个长度。添加墙帽或过梁有助于确保最高的完整性的墙上石块,捆绑在一起没有墙的重量。
所以它与住房结构。虽然没有完全的抗震建筑,抗震建筑很容易实现的。如果房子是长方形的,没有足够的屋顶和墙壁之间的关系,顶部附近的墙壁很可能会变得不稳定并推翻或者崩溃的方向至少横向的支持。改变更紧凑的足迹,广场几何与内部横墙将改善这种稳定。改变一个圆形或椭圆几何的足迹将提高更加稳定,在印度bhongas例证的结构。添加一个板的顶部或边缘乐队墙上有助于确保完整性是维持在这个位置。合并一个轻量级结构屋顶与积极的连接板和/或墙顶部边缘也会大大提高结构的抗震,提供几乎连续的横向支持顶部的墙壁。此外,如果与一个合适的基础是不够的,滑动的结构是一个好机会的基础在地震有效摧毁自下而上的结构。所以正连接到地面,这可以通过基金会锚,挖沟,邮政和杆埋置,减少水平位移和其他技术,也是必需的。
低成本的抗震加固材料
目前为止所有提到的方法可以实现与很少或没有额外费用,不管具体的建筑材料被使用。其他低成本、材料特定的方法也可以纳入木框架,adobe,夯土,砖石结构通常发现在地震活跃地区。例如,木框架结构抗震加固使用适当的括号,压紧,正确类型的紧固件。例如,螺丝似乎有更大的抓力,但事实上通常比指甲和脆性剪切载荷。剪力墙的使用,支架和护翼横梁、关节,角落,窗台板、和屋架连接都被记录在案,对这种类型的建筑标准的强化技术。
由于其巨大的重量和脆弱的成分,adobe和夯土墙容易地震失效开裂尤其是在角落和长墙,使大块结构下降或崩溃。这可以减轻通过合并增强纤维、酒吧、棒或网状成墙减少开裂和保持块。纤维可以稻草,葡萄,甚至合成纱线的材料作为一个内部工作加强矩阵。酒吧和棒的形式是特别有效的,可以竹子、芦苇、甘蔗、葡萄,钢筋,或任何类似的韧性材料,放置在间隔和连接到墙帽,基金会,和彼此绳子,葡萄,或缠绕。钢筋网的目的使屏幕,铁丝网,等特别有效的角落,将墙壁在一起,分布在地震水平力。拱和壁柱可以大大提高横向抗震动同时最小化墙的质量和成本。使用墙帽或环梁与这种类型的建筑也是关键的维护不仅完整性的墙壁也提供一个积极的连接点屋顶桁架和酒吧增援。最后,避免设计多层结构时也提高了抗震建筑与这些材料。
砌体墙组成的空心砌块、砖、坚实的石头,把混凝土板是一个受欢迎的低成本的建筑材料主要是由于当地的可用性。然而,这些材料也最有可能不当纳入建筑物受地震应力。空心砌块建筑可以廉价地强化了插入钢筋组成的短棒,竹,藤,或类似的材料交替间隔,然后回填杆腔与砂浆或压实土。钢筋与混凝土板和块可以同样棒的制造,然后把棒在施工期间。所有这些材料应该包含一个平面几何与联锁凹槽,与l型单位使用的角落和墙的交叉点上。再一次,扶壁、壁柱和墙帽或环梁可以大大提高抵抗横向运动,提供积极的连接屋顶的领带点和基金会和维持个体单位的位置。有趣的是,一些历史证据表明斜结合的成功使用,而不是水平结合,砌筑块和石头更好地抵抗侧向位移。
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约翰Moehring练习工程技术专家在民事、地质、生物、和电气工程领域。,总有一天他会做出正确的选择。
