例如,用木棒釘長方形,用力按下,變成平行的四邊形。但是,用木棒釘三角形的話,很難變形。
但遺憾的是,我們家的立面大多是長方形的,方形的小箱子,但我們明顯不想輕輕推動我們家,或者隨便地震就變成平行的四邊形,發(fā)生了崩潰事故。
怎么辦?
還是用木條的例子。就像我用木條釘四邊形的框架一樣。如何使這個框架更結實,不易變形?
3種常見方法:
1、在框架的角部加固小木棒,使木棒與木棒之間的角保持90度,框架很難平行。
2、在這幅畫的背面釘上x形的木棒,或者人字形、v字形、k字形的木棒,四角形變成多個三角形的組合,畫也很難變形。
3、在框架的四根木條之間鑲上結實的板,板很難變形,所以框架被里面的板支撐,不會輕易變形。
在實際結構工程中,第一種叫做框架momentframe,第二種叫做帶支撐的框架bracedframe,第三種叫做帶框架的框架-剪力墻。
對于第一種框架來說,關鍵的部位就是梁和柱相交的節(jié)點區(qū)域,也就是相當于我們上面木條畫框里角部的加固小木條。簡單說,地震的時候,節(jié)點區(qū)域是真正的耗能區(qū)域。
對于第二種帶支撐的框架來說,按照耗能部位的不同,其實又可以分成好幾類。
如此類CBF,即中心支撐,一般支撐本身是能源消耗部件,地震能源主要由斜支撐的拉伸和壓力屈服消耗。
另一個EBF,即偏心支持,看起來和中心支持一樣,但實際上能源消耗部分完全不同,設計考慮也不同。主要能耗部分集中在特殊設計的能耗梁段。
當然,這個支撐的框架有追加的能源消耗和限制機構,有液壓和橡膠減震器,也有形狀記憶合金這樣的智能材料,也有積極應對的液壓千斤頂?shù)目赡苄浴?/p>
當然,以上我畫的是非?鋸埖氖疽鈭D,現(xiàn)實中的變形當然比這個小得多,F(xiàn)實中是什么樣的?
這是地震中變形的CBF支持。中間區(qū)域并不是由于油漆磨損,鋼梁變形過大,超過了油漆層的變形能力,因此油漆在地震中脫落,顯示出明顯的變形區(qū)域。
這是地震變形的CBFCBF,是一個由X形支撐的。顯然可以看到這個x形支撐原來的位置,也就是裝飾層中的x形凹槽。
這是地震后的EBF偏心支持。同樣,可以看到中間能源消耗梁段的油漆掉落。
實際上,有支撐的框架是高效的抗震系統(tǒng),特別適合現(xiàn)有住宅的抗震強化,后期的設置比較方便。因此,在日本和加利福尼亞地震多發(fā)的地區(qū)很常見。
舉個例子,這是日本東北大學化學系教育大樓:
這座教育大樓在2011年矩震級達到9.1級的東日本大地震中沒有損傷。
即使是以輕靈聞名的妹島老師的作品,也需要支持的地方。我個人認為這才是好建筑師。
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