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木結構建筑抗震表現

2008年5月12日在中國四川省發生的里氏8級地震迄今為止共造成約40000人喪生，數百萬人無家可歸。這是中華人民共和國建國以來最為強烈的，破壞力最大的一次強震。此次地震造成大量建筑物倒塌被毀，數以萬計的人被埋，由于交通通訊中斷，缺乏器械人力，為救援工作帶來了許多難度。

而在云南魯甸縣地震中，在震中龍頭山老街，所有老舊建筑幾乎全部變成了廢墟。唯有修建于1949年的龍頭山供銷社三層木樓巍然屹立，只受了一點點“皮外傷”，當時睡在底樓的兩個小孩因此而躲過一劫。

眾所周知，地震是一種常見的自然現象，世界上每年發生地震要達一百萬次以上，只是大部分都比較輕微，人們不易察覺。大多數地震時由于地殼的相互擠壓，斷裂或滑動所造成。所以地震活動大都集中在板塊和板塊之間的邊緣地帶。由于板塊間的不斷移動，從而產生應力和變形。當應力大于地殼的強度時，就會產生突然的滑力，釋放出能量，并在地表形成地震波。釋放能量之處被稱為震源，而震源正上方的地表點被稱為震中。

由于產生地震的過程及其復雜，且強震發生是一個極小概率事件，地震預測是一個世界性的難題，迄今為止世界上沒有國家能夠成功預測地震的發生。為了防止突如其來的地震給人類生活造成的破壞，在一些地震多發國家和地區，往往都采用了一種抗震性能極好的建筑形式---現代木結構建筑體系。

全世界最近的地震研究表明，現代木結構建筑比任何形式的建筑的抗震能力都要好。木結構的房屋提供了最基本的抗震元素，過去的地震經驗皆被用于抗震材料的改進和實踐當中。 木結構建筑之所以擁有如此優異的抗震性能主要歸功于以下幾點：

- 現代木結構建筑采用釘接節點，因而當突發的荷載產生或地震降臨時，其結構體系就有很好的柔性，因此能夠在地震中吸收和消散能量

- 木材具有較高的強度重量比，因而木結構建筑比其他類型的建筑結構重量輕，這是在地震中的一大優勢

- 典型的木結構建筑有面板和飾面裝訂在大量的擱柵，墻骨柱上。從而為地震力提供了附加的傳力路徑。一次一旦一個連接點超載，其他超載部分都可由相鄰的連接點分擔

另外木結構建筑在發生地震時能夠有效的降低人員傷亡，便于住在里面的人員逃生，其重量輕的特性也利于后續的救援工作開展。許多因素使木框架結構的建筑性能在地震破壞力表現良好，這也使得這種建筑甚至能夠抗擊由颶風，龍卷風和臺風產生的側面荷載。

在北美，通過對現場的勘察和對地震對木建筑影響的研究，對木結構設計標準也在更新。有高頻地震危險的國家（和地區），包括：臺灣，日本，中國和土耳其正在發展和改進建筑標準以容許建造更多的木結構建筑。

讓我們再來看一下1995年1月17日發生在日本兵庫縣南部的神戶大地震吧。這次地震是近代迄今為止造成破壞最大的一次地震之一，估計財產損失超過1000億美元，近6000居民喪生。由于該區域從來不曾預期有如此規模的地震，因此當地建筑設計和建筑施工都疏于防范。各種形式的建筑物諸如高速公路，高架，橋梁，港口，公共服務設施，鐵路及各種混凝土建筑都遭到了嚴重損毀和倒塌。但也有許多新造的建筑安然無恙度過了這次災難，這些建筑包括高層建筑物，大部分是鋼結構，也有一些現代木結構建筑。最為值得一提的是地震中心的兩個木結構示范工程“西雅圖-溫哥華村”和“西宮半球住宅公園”在此次地震中除一些瓦片破損外，都沒有肉眼可見的損壞。

再來看一下1994 年1月17日凌晨4時31分，洛杉磯地區發生里氏6.6級地震。發生地震時大多數人還處于沉睡之中，還沒有來得及反應，災難就降臨了。在持續30秒的震撼中，大約有11000多間房屋倒塌，震中30公里范圍內高速公路、高層建筑或毀壞或倒塌，煤氣、自來水管爆裂，電訊中斷，火災四起，直接和間接死亡58人，受傷600多人，財產損失300多億美元。本次地震號稱該地區歷史上有數的大地震，但僅死亡58人。其死亡人數之少，主要歸功于洛杉磯地區建筑物具備了良好的防震功能。當地在建造房屋時，大都采用木質結構，植根于堅實的巖層中，并依山勢而布局，所以當地房屋的抗震性能非常優越，在發生地震時能夠避免倒塌，大大降低了傷亡人數。

事實上，國內許多知名高校其實早已展開對木結構抗震的研究。同濟大學結構工程與防災研究所目前正在和加拿大林產研究院和合作展開新型木結構房屋整體結構抗震性能研究項目。四川大地震后同濟大學立即派出由同濟大學土木工程防災國家重點實驗室副主任、結構工程與防災研究所所長呂西林教授帶隊的6人專家組赴災區調研，其他5人分別為橋梁抗震專家李建中、地質工程專家唐益群、房屋檢測專家李翔、生命線工程專家劉威和房屋抗震專家任曉崧。

大地震再一次向我們展示了地震襲擊人口眾多地區所造成的毀滅力量。設計，施工和維修方面的各個弱點在此刻都無法遁形。木結構建筑是一種久經考驗的建筑體系，在多震區能夠最大限度的保全生命減少損失。

來源：加拿大木業協會

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