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创新不仅意味着全新的令人惊叹的发明,还意味着对已有事物的无形利用。说到建筑,结构创新需要一个漫长的过程,因为误解可能会导致混乱。然而,多年来,技术进步和知识获取使世界各国能够更自由地在领域内移动,特别是当涉及到寻求解决地震等更重大问题的发明时。

本文将通过对在设计和功能上重新定义结构概念的建筑进行修改,对抗震建筑中的一些智能解决方案进行修改。

1.调谐质量阻尼器:台北101 -台湾。

新沂区这座508米高的摩天大楼,台湾位于地震活动和台风频繁的地区。为了给用户带来舒适感和安全感,抗震装置安装在显眼的位置,给人一种安全感。一个700吨重的金球像钟摆一样悬挂着,用粗电缆连接到大楼中心的金属结构上。该系统称为调谐质量阻尼器,其作用是吸收地震引起的振动。

这个金色的球被称为振动质量,它的目的是产生反作用力来抵消地震的影响。它就像一个悬挂的平衡物,吸收地震的力量。然而,如果这种能量没有“扩散”到其他地方,它会被传送回建筑物。因此,有两个部件是主要的:产生弹性恢复力的弹簧(也就是说,一个力负责对抗拉索可能的变形)和液压粘滞阻尼器,它将振动在结构中的能量转化为热量,并释放到空气中。

地震建筑:新的施工技术-表1
来源|娱乐星球
地震建筑:新的施工技术-表2
来源|娱乐星球

2.混凝土结构与雕刻:Torre Reforma, México City

这座建筑是结构知识如何帮助你承受项目决策的一个例子,否则这些决策可能看起来像是幻想。托瑞的改革在历史和文化的部分之上墨西哥城.历史在项目设计中扮演了重要的角色:塔楼就像支撑着一个古老的房子,融入了立面,看起来就像建筑在它上面生长。该建筑通过在天际线上引入整个玻璃结构打破了该地区的景观。

地震建筑:新的施工技术-表3
©阿方索Merchand

然而,作为对前西班牙裔墨西哥城市和墨西哥殖民风格的参考,其中一个立面被设计成混凝土骨架,记住了石头和泥土的使用。然而,为了使这个设计抗震,每四层楼三层高的窗户都被雕刻,这样墙壁就不会屈服于弯曲的力量。

此外,为了使可行的裂缝可预见,混凝土浇筑过程被放慢,以产生层之间的接缝。通过这种方式,他们可以控制可能发生故障的地方,确保建筑的完整性。

地震建筑:新的施工技术-表4
©阿方索Merchand

另一个确保隔震的措施是采用钢筋混凝土剪力墙(一种帮助建筑更好地应对侧向力的结构),由所谓的“连梁”连接。“这种元素有助于在抵抗侧向力的同时消散地震能量。

地震建筑:新的施工技术-表5
©阿方索Merchand

3.叠层木材:Trimble导航总部-新西兰

2011年,新西兰工程设计公司“天宝导航”在一场火灾中失去了设施。然而,他们没有时间哭泣:他们做了他们最擅长的,把他们的总部变成了第一个预应力层压木材建筑。这种工程,制造的木制品有更高的阻力,因为每一个单板是不同的方向胶合,因此更抗翘曲。他们使用后张拉层压单板木材作为框架和墙壁。

总而言之,由于它们的弹性,它们有助于驱散地震释放的能量。铆接的抗震连接使这座建筑保持在一起。

地震建筑:新的施工技术-表6
©CityCare集团
地震建筑:新的施工技术- Sheet7
©CityCare集团

此外,安装在建筑物外部的消能装置吸收地震时释放的能量,框架和墙壁的阻尼有助于创造更有弹性的结构。阻尼器将动能转化为热量,在整个建筑中散热。

地震建筑:新的施工技术-表8
©CityCare集团

4.表面滑块和基础隔离:UC创新中心Anacleto Angeli -智利

智利可能是拉丁美洲地震最严重的地区之一,这使得他们多年来致力于认真的调查,以确保他们的公民在一个抗震城市的安全。这座十层楼高的研究、创造和教育中心,是一个更安全、更完整的智利的建筑意志。

该建筑采用了基础隔离,这意味着它通过橡胶绝缘材料与地面隔离。这个装置由两块水平放置的钢板组成,包裹着一个耐腐蚀的橡胶芯。

地震建筑:新的施工技术-表9
©ELEMENTAL | Nina Vidic

橡胶高度抵抗压缩力和水平滑动,并具有吸收和耗散振动能量的能力。钢的刚性避免了橡胶的变形,因为它对垂直力有很高的抵抗力。它们共同创造了一个高阻力装置,各部分协同工作以确保建筑物的稳定性。

地震建筑:新的施工技术-表10
通过维基百科的基本隔离源示例

该建筑采用的另一种方法是表面滑动器,正如其名称所示,这种装置对侧向移动几乎没有阻力,因此“模拟”地震活动,在摩擦较小的地方允许相对水平滑动。然而,它们已经被证明能够高度抵抗垂直应力。这两种方法使项目背后的建筑师Aravena在不牺牲设计和美学的前提下满足了市民的抗震需求。

5.改造:FA-BO–Nomi市

保护现有建筑也是建筑师的工作。一Kuma当被要求对小松三层楼高的办公室进行抗震设计时,他对弹性建筑的观点超出了想象。这位日本建筑师扩大了自己的视野,并理解了跨学科解决方案的巨大可能性;他实现了最轻的抗震系统。(P. Bhatt和A. Goe, 2017)

我们说的是碳纤维。这项调查的结论是用9毫米的热塑性碳纤维,证明了比电线更耐,但几乎没有重量。其他特点是高刚度,高拉伸强度,高耐化学性,耐高温,低热膨胀。(P. Bhatt和A. Goe, 2017)

地震建筑:新的施工技术- Sheet11
来源:Spoon&Tamago

谁会说纺织品和建筑可以协同解决这么大的问题呢?这个系统非常简单:库马在建筑周围制作了一个窗帘,用纤维包裹。这个系统允许整个建筑完全振动,而不会因为纤维锚定在屋顶和织带延伸到地面而倒塌。

地震建筑:新的施工技术-图12
来源:Spoon&Tamago

从新的弹性材料到复杂结构的发展,许多其他创新和研究已经在世界范围内展开。与此同时,创新和设计共同努力,使我们的城市更安全、更有弹性。

参考

Bhatt, P;横过,a(2017)。碳纤维:生产,性能和潜在用途。印度材料科学研究,第14卷,第52-57页。可从以下网址获得:https://www.materialsciencejournal.org/vol14no1/carbon-fibres-production-properties-and-potential-use[访问日期:2021年4月22日]。

著者

Constanza Bianco是阿根廷布宜诺斯艾利斯大学本科三年级的建筑师。她对写作的热情可以追溯到她的童年,在很小的时候就成为了一个狂热的读者和学习爱好者。她相信建筑是一种强大的工具,并渴望理解其无尽的可能性。

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