世界首次！可抗8級地震！我國6層薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋通過實驗

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(xué)獲悉，我國首個足尺寸實體6層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的振動臺試驗在重慶大學(xué)振動臺實驗室順利完成。該實驗證明了多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋的安全可靠，為我國冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)建造高層建筑打下了基礎(chǔ)。

“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是目前國家正在大力發(fā)展的一種具有廣泛應(yīng)用前景的綠色建筑。”重慶大學(xué)土木工程學(xué)院石宇教授介紹，“冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋具有用鋼量低、自重輕、裝配效率高、粉塵和建筑垃圾排放小，抗震性能優(yōu)越等優(yōu)勢，已經(jīng)在四川汶川地震災(zāi)后重建中大量使用。”

不過石宇表示，薄壁型鋼結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性較差，由于抗風(fēng)、抗震和抗火性能等方面的技術(shù)限制，目前國內(nèi)外冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋多為1-3層低層建筑。周緒紅院士牽頭編制的行業(yè)標準《冷彎薄壁型鋼多層住宅技術(shù)標準》的頒布實施，促進了多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋在國內(nèi)的推廣應(yīng)用，但是目前國內(nèi)建成的僅有10棟五層高的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)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(dāng)于8級地震烈度的震動實驗來驗證。

重慶大學(xué)振動臺實驗室凈高25.5米，臺面尺寸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(nèi)臺面尺寸、載重量和抗傾覆力矩最大的振動臺之一。他們這次在振動臺上搭建起了6層足尺寸實體冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋，總高16.2米，長5.6米，寬4.2米。采用了鋼管端柱—雙面蒙皮鋼板剪力墻和夾支單層薄鋼板剪力墻兩種新型抗側(cè)力體系。與國內(nèi)外已經(jīng)完成的冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的振動臺試驗對比，本次冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)振動臺試驗具有結(jié)構(gòu)體系新、結(jié)構(gòu)高寬比大、加載工況烈度高達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。

“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(jié)構(gòu)房屋振動臺試驗。”周緒紅院士介紹，本次試驗是世界上高寬比最大的一個建筑，地震波為橫縱兩個方向，能模擬出更復(fù)雜的真實地震情況，經(jīng)過前后100余次地震的模擬，對該建筑進行試驗，該建筑物仍然屹立不倒。停止試驗后，他們對建筑進行了全方位的觀察，發(fā)現(xiàn)里面有些板開裂了，部分螺釘有松動，但都屬正常的試驗現(xiàn)象，建筑物主體結(jié)構(gòu)完全沒有問題。

本次試驗項目來源于周緒紅院士和石宇教授主持的國家重點研發(fā)計劃項目《高性能鋼結(jié)構(gòu)體系研究與示范應(yīng)用》和國家自然科學(xué)基金重大項目《鋼結(jié)構(gòu)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臺試驗結(jié)果表明，冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)多層房屋是安全可靠的，同時也為冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)房屋向更高層的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。該團隊將繼續(xù)研究冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系，用試驗來驗證結(jié)構(gòu)的安全可靠，為實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。